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

Глава 5. ПРОЧНОСТЬ РЕЗЬБОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ ПРИ СТАТИЧЕСКИХ НАГРУЗКАХ

5.1. Методы оценки прочности соединений

Резьбовые детали работают при высоких статических нагрузках от затяжки и внешних (рабочих) сил. В связи с этим на стадии проектирования легких, надежных и экономичных машин, особенно транспортных, необходимо предусмотреть наиболее полное использование прочности сопрягаемых резьбовых деталей при их минимальных размерах (диаметр болта, длина свинчивания и т. д.),

Предел прочности, характеризующий наибольшую несущую способность, является важным критерием работоспособности соединений. Методы оценки (испытания) прочности резьбовых соединений обусловлены особенностями их нагружения в реальных конструкциях,

Так как резьбовые соединения работают преимущественно при действии растягивающих и изгибающих сил, наиболее распространены следующие методы испытаний: 1) непосредственным нагружением в испытательных машинах или специальных установках; 2) нагружением затяжкой гайки; 3) комбинированным нагружением, В последнем случае непосредственным нагружением доводится до разрушения или наперед известного рабочего режима соединение, предварительно затянутое гайкой.

Несущую способность соединений обычно оценивают по разрушающей нагрузке или напряжению (нагрузке, отнесенной к площади поперечного сечения болта по внутреннему диаметру резьбы). Такой метод оправдан тем. что заметные пластические деформации появляются лишь при действии нагрузок, близких к разрушающим.

Из указанных методов испытаний наиболее широко применяют первый, отличающийся простотой и точностью. Его использование для определения наибольшей несущей способности особенно целесообразно для динамически нагруженных соединений, так как под действием переменных нагрузок касательные напряжения от крутящего момента в резьбе при затяжке постепенно исчезают, Второй метод испытаний применяют для оценки прочности соединений, работающих преимущественно на затяжку (например, болтовые соединения в мостовых конструкциях и др.).

Рис. 5.1. Диаграмма растяжения стержня болта при трех способах испытаний

На рис. 5.1 дана диаграмма растяжения стального болта с резьбой Кривая 1 соответствует результатам испытаний при непосредственном нагружении, кривая 2 — нагружению затяжкой гайки, кривая 3 — комбинированному нагружению (первоначальная затяжка осуществлялась поворотом гайки на 1/2 оборота). Анализ диаграммы показывает, что в области упругих деформаций болтов все методы нагружения дают одинаковые результаты (кривые на упругом участке совпадают). Однако разрушающие нагрузки для соединений, подвергнутых непосредственному нагружению, значительно (до превышают нагрузки, полученные при нагружении гайкой (в испытаниях при нагружении гайкой наблюдается большой разброс результатов из-за рассеяния значений коэффициента трения в резьбе).

Деформации, соответствующие предельным (разрушающим) нагрузкам, снижаются при нагружении гайками на по сравнению с непосредственным нагружением. Указанное обстоятельство объясняется увеличением эквивалентных напряжений за счет касательных напряжений, обусловленных силами трения. Эти силы в витках резьбы особенно сильно влияют при напряжениях в болте, превышающих предел пропорциональности, так как в этом случае деформации витков болта и гайки сильно увеличиваются. В пределах упругости деформация витков сравнительно невелика и не вызывает заметного увеличения напряжений в теле болта, поэтому оба метода испытаний дают в этом случае одинаковые результаты.

Снижение прочности соединений при нагружении гайкой необходимо учитывать при проектировании соединений с сильной затяжкой . В этом случае следует предусматривать мероприятия, уменьшающие силы трения в резьбе и препятствующие скручиванию болтов.

Сравнение результатов испытаний болтов, подвергаемых непосредственному нагружению, и болтов, нагружаемых после затяжки гайкой, показывает, что предельные нагрузки для этих испытаний примерно одинаковые. Этим объясняется широкое применение способа непосредственного нагружения как наиболее простого и точного для оценки предельной несущей способности среднезатягиваемых резьбовых соединений

Для оценки предельной несущей способности резьбовых соединений, работающих в условиях растяжения и изгиба, также

применяют метод непосредственного нагружения, В этом случае под головку болта (гайку) подкладывают косую шайбу о углом скоса

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление