Резьбовые соединения

Типовые схемы расчета болтов

Рисунок 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. 1.14). Опасным является сечение резьбы по диаметру d₁ — внутренний диаметр резьбы.

Условие прочности при растяжении:

Расчетный диаметр d₁ — согласовать со стандартом и записать найденный номинальный диаметр резьбы.

Рисунок 1.15

2. Болт затянут, внешняя нагрузка отсутствует (кре­пление крышек корпусов редукторов, крепление герме­тичных крышек). Болт затягивается осевой силой F₀ и закручивается моментом сил трения в резьбе (рис. 5.1.15).

Напряжение растяжения от силыF_зат:

где d_paсч = d - 0,94p;

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', d₂/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 = 1,3F₀. Расчетный диаметр болта:

следовательно

где — см. гл. 1, п. 5.5.

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