Типовые схемы расчета болтов

 

 

 

Рисунок 5.1.14 – Нагружение стержня винта растягивающей силой

 

Опыт эксплуатации машин, аппаратов показал, что отказы соединений обычно происходят из-за разруше­ния резьбовых изделий и разгерметизации стыков. Как правило происходит поломка болтов и шпилек по резь­бовой части. Реже встречаются поломки болтов под го­ловкой и срез резьбы в гайке. Рассмотрим некоторые случаи нагружения болтов (винтов).

1. Стержень винта нагружен только внешней растя­гивающей силой F (pиc. 5.1.14). Опасным является сечение резьбы по диаметру d ₁ — внутренний диаметр резьбы.

Условие прочности при растяжении:

 

 

Расчетный диаметр d ₁ — согласовать со стандартом и записать найденный номинальный диаметр резьбы.

 

 

Рисунок 5.1.15

 

2. Болт затянут, внешняя нагрузка отсутствует (кре­пление крышек корпусов редукторов, крепление герме­тичных крышек). Болт затягивается осевой силой F ₀ и закручивается моментом сил трения в резьбе (рис. 5.1.15).

Напряжение растяжения от силы F_зат:

 

 

где d_paсч = d - 0,94 p;

d и р — наружный диаметр резьбы и шаг резьбы;

F_зат - на практике определяют:

F_зат = К_затF, где F — внешняя нагрузка на один болт;

К_зат — коэффициент затяжки по условию нераскрытия стыка.

При постоянной нагрузке К_зат = 1,25...2.

При переменной нагрузке К_зат = 2,5...4.

При металлической фасонной прокладке К_зат = 2...3.

При металлической плоской прокладке К_зат = 3...5.

 

Напряжение кручения от трения в резьбе

 

где — угол подъема резьбы;

— приведенный угол трения.

Эквивалентное напряжение по теории энергии формоизменения

 

 

Подставляя выражение и в формулу и принимая для стан­дартных болтов с метрической резьбой = 2°30', d ₂/ d _l = 1,12 и f = 0,15; чему соответствует = 8°40', получим:

 

Итак, расчет болта на совместное действие растяжения и кручения можно заменить расчетом на растяжение, т. е. F_расч = 1,3 F ₀. Расчетный диаметр болта:

 

следовательно

где — см. гл. 1, п. 5.5.

d_paсч согласовать с ГОСТ 9150—81 по табл. 1.12.