Расчет на прочность стержня болта, болт затянут, внкшняя нагрузка раскрывает стык деталей.

Примером служат болты для крепления крышек резервуаров, нагруженных давлением р жидкости или газа (рис. 1.23). Затяжка болтов должна обеспечить герметичность соединения или нераскрытиестыка под нагрузкой. Задача о распределении нагрузки между эле­ментами такого соединения статически неопределима и решается с учетом деформаций этих элементов. Обозначим: F_aaT — сила затяжки болта; F=Rlz — внешняя нагрузка соединения, приходящаяся на один болт (г — число болтов).

После приложения внешней нагрузки к затянутому соединению болт дополнительно растянется на некоторую величину А, а деформа­ция сжатия деталей уменьшится на ту же величину.

Для простоты можно сказать, что только часть внешней нагрузки: дополнительно нагружает болт, а другая часть идет на разгрузку стыка*.

Если обозначим % — коэффициент внешней нагрузки (учитывает приращение нагрузки болта в долях от силы F, то дополнительная нагрузка болта равна %F, а уменьшение затяжки стыка — (1— %)F. Значение коэффициента % определяют по условию равенства дополни­тельных деформаций болта и деталей (условие совместности деформа­ций):

(1.23)

где К₆ — податливость болта, равная его деформации при единичной нагрузке; %_а — суммарная податливость соединяемых деталей. Из равенства (1.23)

(1.24)

Далее получим приращение нагрузки на болт

(1.25)

расчетную (суммарную) нагрузку болта

(1.26)

1 и остатйчную затяжку стыка от одного болта

V

23. Прочность болта при статических нагрузках.

При статических нагрузках прочность болта в соединении типа рис. 1.23 оценивают" по формуле

(1.32)

Здесь коэффициент 1,3 по-прежнему учитывает напряжения кручения, которые могут возникнуть при затяжке, соединения под нагрузкой (как правило, это не рекомендуют).

Прочность болта при переменных нагрузках. При переменных на­грузках [см. рис. 1.24 и формулы (1.25) и (1.26)] полное напряжение в болте можно разделить на постоянное

(1.33)

Запас прочности по переменным напряжениям подсчитывают по формуле (см. курс сопротивления материалов)

(1.34)

где о__х—предел выносливости материала болта (см. табл. 1.1); Ка —эффективный коэффициент концентрации напряжений в резьбе (определяют при испытании затянутой резьбовой пары, а не просто стержня с резьбой); ij)_a«0,l—коэффициент чувствительности к асимметрии цикла напряжений Значение Kg зависит от многих факторов и трудно поддается точному учету. Для.приближенных расчетов рекомендуют [18]: Ко яа 3,5...4,5—углеродистые стали, Ко «4,0...5,5—легированные стали. Большие значения относятся к резь­бам d > 20 мм. Эти значения получены для метрических нарезанных резьб и при простых гайках. Для накатанных резьб Ка уменьшается на 20...30%. При при­менении специальных гаек (см. рис. 1.16), выравнивающих распределение на­грузки- по виткам резьбы, значение Ко уменьшают на 30...40%.

\ Запас статической прочности по текучести материала проверяют ио формуле

\

Дата добавления: 2015-07-14