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

11.6. Стабильность затяжки резьбовых соединений

Одна из распространенных причин выхода из строя болтовых соединений — уменьшение силы предварительной затяжки соединения под действием динамических нагрузок.

Факторы, вызывающие в динамически нагруженных соединениях уменьшение силы затяжки, можно разделить на три группы:

Рис. 11.11. Кривые изменения напряжения затяжки в болтовом соединении под действием переменной нагрузки при смазывании ЦИАТИМ-201 (сплошные линии) и без СМ (штриховые линии): 1, 2, 3 — соответственно первое, второе, третье обжатие

1) факторы, приводящие к появлению остаточных пластических деформаций болта и стягиваемых деталей; 2) факторы, связанные о контактными деформациями по стыковым поверхностям и в резьбе; 3) факторы, обусловливающие самопроизвольное отвинчивание гайки (винта).

Рассмотрим более подробно эти факторы.

Чрезмерная затяжка и остаточное удлинение болта (шпильки) под действием больших кратковременных нагрузок, возникающих преимущественно на переходных режимах, или при кратковременных изменениях в работе машин (гидравлическом ударе, резкой остановке, детонации и др.) в большинстве случаев не вызывает обрыва болта (шпильки), а приводит лишь к его удлинению на величину Сила затяжки в результате остаточного удлинения болта уменьшается на

Если то после снятия внешней нагрузки затяжка исчезнет совсем и вся рабочая нагрузка будет восприниматься болтом.

Следует отметить, что пластическое деформирование соединяемых деталей также приводит к потере затяжки.

Усталостное разрушение брлта вследствие уменьшения силы затяжки происходит, как правило, через некоторое время.

Рис. 11.12. Зависимость амплитуды переменных напряжений в соединении от напряжения затяжки

Рис. 11.13. Зависимость напряжения затяжки от числа циклов нагружения при различных параметрах шероховатости стыковых поверхностей стягиваемых деталей (сплошные и штриховые линии — соответственно с СМ и без него): 1 а

Остаточные деформации в резьбе и соединяемых деталях — основные причины потери затяжки. В результате остаточной осадки соединения

Из приведенных формул следует, что с увеличением податливости элементов соединения сила затяжки уменьшается.

Зависимости, приведенные на рис. 11.11, свидетельствуют об уменьшении напряжения затяжки при увеличении числа циклов нагружения, обусловленном периодическим смятием «гребешков» на поверхностях контакта в резьбе. Анализ данных работ М. Виргеса, М. М. Кухтенкова и П. Н. Горбермана показывает, что напряжение затяжки уменьшается на При втором обжатии снижение (на происходит преимущественно за счет разрушения новой микрогеометрии поверхностей стыка. И лишь при третьем обжатии, как правило, потери затяжки не наблюдается.

Уменьшение напряжения предварительной затяжки повышает амплитуду переменных напряжений (рис. 11.12), а это может вызвать преждевременное разрушение соединений от усталости.

Результаты экспериментов показывают, что на напряжение затяжки резьбовых соединений существенно влияют качество стыковых поверхностей (рис. 11.13), способ получения резьбы (рис. 11.14), число стыков (рис. 11.15) и схема нагружения (рис. 11.16; сплошные линии — штриховые линии —

(кликните для просмотра скана)

При конструировании соединений с высокой стабильностью затяжки необходимо стремиться к уменьшению или ограничению возможной пластической осадки соединения, а также к увеличению податливости деталей системы болта в соединении.

Конструктивные и технологические мероприятия, позволяющие уменьшить или ограничить пластическую осадку соединения: уменьшение числа соединяемых стыков и высоты микронеровностей стыковых поверхностей; наличие плоских и перпендикулярных опорных поверхностей; отсутствие пластичных элементов (прокладок из мягких материалов и др.) и смазочного материала внутри стыков; уменьшение контактного давления под головкой болта и гайкой путем введения жестких шайб; изготовление резьбы болтов и шпилек накатыванием для получения гладкого профиля; применение высокопрочных болтов, позволяющих избежать пластического удлинения (при этом исключаются обезуглероживание резьбы, неперпендикулярность опорного торца головки к оси болта, погрешности шага и угла профиля резьбы).

Конструктивные мероприятия, увеличивающие податливость соединяемых деталей: применение высокопрочных болтов с уменьшенной площадью сечения стержня; уменьшение площади поперечного сечения болта (болт с проточкой); увеличение длины болта путем введения втулки; повышение предела упругости соединяемых деталей.

Указанные мероприятия способствуют повышению стабильности затяжки при приложении осевых нагрузок и сил, действующих в плоскости стыка.

Повысить податливость соединений можно введением в систему деталей болта упругих элементов.

Применение этих элементов целесообразно лишь при действии осевой нагрузки, так как увеличение податливости в осевом направлении повышает стабильность затяжки.

В случае приложения нагрузки в плоскости стыка необходимо вводить элементы, воспринимающие крутящие моменты и усилия сдвига.

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление