Главная > Разное > Резьбовые и фланцевые соединения
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

3.8. Определение силы затяжки по заданной деформации. Влияние температуры

Часто возникает необходимость определения силы затяжки болта или шпильки при определенном повороте гайки.

Пусть в процессе монтажа гайка повернута на угол 0,°.

Тогда расстояние между торцом гайки и головкой болта (или соответствующим сечением шпильки) уменьшится на 6:

где Р — шаг резьбы.

В соединении возникает сила затяжки вызывающая удлинение болта и укорочение деталей. Сумма этих перемещений должна быть равна

Отсюда

где число стягиваемых деталей (индекс 0 соответствует болту).

Из последнего уравнения следует, что

В приближенном расчете можно пренебречь податливостью промежуточных деталей в сравнении с податливостью болта:

Тогда напряжение затяжки в резьбовой части болта (шпильки)

где — диаметр стержня; внутренний диаметр резьбы.

По аналогии с описанной задачей определяются дополнительные силы, обусловленные нагревом деталей. Температурное удлинение, которое должно быть компенсировано упругой деформацией, определяется по формуле

где а — коэффициент линейного расширения детали; температура детали.

Дополнительная сила, обусловленная нагревом,

Температурные напряжения уменьшаются при увеличении податливости любой детали системы. В некоторых конструкциях для уменьшения температурных напряжений вводят специальные

Рис. 3.28. Схемы компен сации температурных де формаций

Рис. 3.29. Соединения с компен сацией температурных деформа при использовании втулок из сплава

упругие шайбы (рис. 3.28] или компенсаторы из инвара и других материалов (рис. 3.29).

Следует отметить, что температурные напряжения особенно опасны при нестационарных режимах работы установки (например, при пуске), когда имеются большие перепады температуры.

Для иллюстрации рассмотрим беспрокладочное фланцевое соединение. Предполагая из равенства (3.57) получаем

Так как значение для фланцевых соединений обычно не превышает приближенно можно принять

Напряжения в резьбовой части

В паровых турбинах в пусковой период разность температур фланца корпуса и болта может достигать Тогда, принимая , получаем При циклическом нагреве такие напряжения могут привести к малоцикловому разрушению болтов.

В этом подразделе рассмотрен лишь вопрос о совместном действии силы затяжки и внешней растягивающей нагрузки. На практике встречаются задачи, в которых необходимо учесть действие изгибающих и крутящих нагрузок. С решением этих задач можно ознакомиться в монографии [3]. Отдельные случаи действия изгибающей нагрузки изложены далее.

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление