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

3.10. Экспериментальное исследование усилий в болтах групповых соединений

Экспериментальное исследование усилий в болтах выполнялось на соединении с кольцевыми контактирующими фланцами (рис. 3.38). Соединение с шестью болтами из нормализованной стали затягивалось предварительно с силой и нагружалось в разрывной машине растягивающей силой и изгибающим моментом Изгибающий момент создавался смещением линии действия силы относительно оси фланцевого соединения на

Силы, действующие на болты, контролировали с помощью тензорезисторов (база сопротивление 90 Ом), включенных в плечо тензометрического усилителя по схеме с компенсацией изгиба.

Отдельные результаты исследования приведены на рис. 3.39, 3.40. Анализ результатов показывает, что при нагружении фланцевого соединения осевой растягивающей силой, а также при совместном действии растягивающей силы и изгибающего момента (внецентренное растяжение) наблюдается нелинейное изменение дополнительных и, как следствие, полных усилий в болте. Это объясняется непрерывным смещением зоны контакта вследствие деформаций изгиба стягиваемых деталей.

С увеличением внешней нагрузки возрастает и сила, действующая на болт. Она оказывается тем большей, чем меньше сила предварительной затяжки болтов и жесткость фланцев на изгиб.

Из анализа зависимостей для соединений при растяжении (см. рис. 3.39) следует, что кривые изменения полных усилий в болтах (1) и сил предварительной затяжки (3) смещены относительно прямой 2 для незатянутого соединения и идут практически параллельно ей. Последнее свидетельствует об отсутствии полного раскрытия стыка, что связано со смещением зоны контакта стыков к периферийному диаметру. Интенсивное увеличение

(кликните для просмотра скана)

силы, действующей на болты, в этом случае объясняется «рычажным» взаимодействием фланцев.

Это взаимодействие наиболее отчетливо проявляется при тензометрировании соединений с полосовым стыком (рис. 3.41). Кривые на этом рисунке построены но показаниям тензометров (1—8) при нагружении соединения силой без учета деформации от затяжки, которая исключалась путем сведения показаний прибора на нуль при балансировке усилителя перед нагружением.

Для жестких на изгиб фланцев наблюдается полное раскрытие стыка (в точке А на рис. 3.39, а) при больших нагрузках, и кривая изменения полных усилий сливается с кривой для незатянутого соединения.

Кривые распределения усилий в болтах при внецентренном растяжении (рис. 3.42) также имеют нелинейный характер (в основном для податливых на изгиб фланцев и при небольшой силе затяжки).

Результаты исследований показали, что при возрастании силы

Рис. 3.40. Кривые изменения полных усилий и изгибающего момента в болтах фланцевого соединения в зависимости от силы загяжки при внецентренном растяжении номера болтов)

Рис. 3.41. Кривые изменения деформации в соединении при действии внешней силы

(кликните для просмотра скана)

Рис. 3.45. Зависимость дополнительной силы, действующей на болт соединения с полосовым стыком, при

предварительной затяжки существенно снижается дополнительная нагрузка на болты. Особенно эффективно увеличение силы затяжки болтов в соединениях с податливыми (тонкими) фланцами. Так, в опытах с фланцами толщиной (рис. 3.43, 3.44) при увеличении силы затяжки вдвое дополнительная сила, действующая на болт, уменьшилась более чем в 3 раза

Увеличение жесткости (например, за счет толщины фланцев) также приводит к снижению усилия в болтах.

Опытами установлено, что при увеличении внешней нагрузки наблюдается необратимое уменьшение силы предварительной затяжки соединения (см. кривые 3 на рис. 3.39). Это связано с пластическим смятием микронеровностей по поверхности стыка. При повторных затяжках снижение усилия становилось меньшим.

Результаты исследования изменения дополнительной силы, действующей на болт в соединении с полосовыми стыками (рис. 3.45), аналогичным результатам испытаний круглофланцевых соединений. С увеличением внешней нагрузки на эти соединения становится заметным рычажное взаимодействие пластин.

Сравнение экспериментальных и расчетных значений усилий в болтах растягиваемых соединений показывает, что расчет по постоянной податливости удовлетворительно согласуется с экспериментом для жестких (толстых) фланцев, а также для податливых на изгиб фланцев при сильной предварительной затяжке и небольшой внешней нагрузке.

Характер распределения усилий между болтами при действии на соединение изгибающих и растягивающих нагрузок ближе к тому, что дает расчет по переменной податливости. Этот метод можно использовать при определении усилий в жестких фланцах, а также в болтах, крепящих жесткие стыки к жестким основаниям.

При расчете сил, действующих на податливые на изгиб фланцы, по обоим методам получают значения, которые часто меньше экспериментальных. В этом случае целесообразнее использовать метод расчета по постоянной податливости.

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление