Материал для болтов

Болты изготавливаются из углеродистой, низколегированной, высокопрочной стали. По прочности болты делятся на классы. Класс прочности болтов обозначают двумя цифрами, разделенными точкой, например, 4.6; 5.6; 8.8.

Первая цифра, умноженная на 10, обозначает временное сопротивление материала болта в кН/см². Произведение чисел приблизительно равно пределу текучести материала . Вторая цифра, умноженная на 10, обозначает отношение в процентах .

Например, для болтов класса 4.6:

– временное сопротивление равно: 40 х 10 = 40 кН/см²;

– предел текучести равен =4 х 6 =24 кН/см²;

– отношение = 24/40 = 6/10 = 60%.

Работа и расчет болтовых соединений на сдвиг.

1. Работа болта на сдвиг

На 1 этапе работы болта происходит неконтролируемое стягивание соединяемых листов (закручивание гаек). Сила стягивания пакета листов (рис.4,а) вызывает растяжение болта, но она незначительна и не определена. После закручивания всех болтов соединение начинает воспринимать нагрузку , величины которой в первый момент времени недостаточно для преодоления сил трения между соединяемыми элементами (рис.4,а).

Рис.4. Этапы работы болтового соединения

без контролируемого натяжения

На 2 этапе работы болта происходит преодоление сил трения между соединяемыми элементами. После того как силы трения преодолены, происходит сдвиг соединяемых элементов на величину зазора (рис.4,б). Стержень болта и края отверстия листа сближаются с одной стороны отверстия, а с противоположной они расходятся, образуя зазор.

На 3 этапе начинается восприятие сил (работа соединения на нагрузку ). Стержень болта работает на срез, а края отверстий соединяемых элементов на смятие (рис.4,в). На рис.4,в показаны возможные поверхности среза болта, а также поверхности смятия соединяемых элементов.

4 этап. При увеличении нагрузки происходит разрушение соединения от среза болта или смятия одного из соединяемых элементов.

В многоболтовом соединении некоторые неточности выполнения отверстий приводят к неравномерной и неодинаковой (неравномерной) работе всех болтов в соединении. Неравномерность работы болтов в многоболтовом соединении учитывается введением коэффициента условий работы (см. табл.35 СНиП [1]).

В соединениях на болтах высокой точности (класс точности А) практически отсутствует зазор. Поэтому такие соединения малодеформативны, а передача сдвигающих усилий происходит за счет работы стержня болта на срез.

2. Расчет болтов на сдвиг

Расчет болтов выполняют исходя из возможного вида разрушения соединения:

– по срезу болта (при толстых соединяемых листах);

– по смятию поверхности отверстия (при тонких листах).

Расчет болтов на срез

Рис.5 . К определению геометрических характеристик сечения болтов

Расчетное усилие воспринимаемое одним болтом по срезу равно

,

где – расчетное сопротивление болтов срезу, определяется по табл.58 СНиП [1];

– коэффициент условий работы болтового соединения (табл.35 СНиП [1]). Определяется в зависимости от количества болтов в соединении и класса точности болта.

– число поверхностей среза

– площадь сечения стержня болта (по ненарезной части) (табл.62 СНиП [1]) или

,

где – диаметр болта по ненарезанной части (рис.5).

Расчет болтов на смятие.

Расчетное усилие, которое может быть воспринято одним болтом по смятию элементов равно:

,

где – расчетное сопротивление смятию элементов соединяемых болтами (табл.59 СНиП [1]);

– наименьшая суммарная толщина элементов, сминаемых в одном направлении.

– коэффициент условий работы болтового соединения при расчетах на смятие (табл.35 СНиП [1]). Зависит от расстояния между болтами и прочности стали в соединяемых элементах.

Определение количества болтов в соединении

Число болтов в соединении определяется по формуле

,

где – минимальное из или ;

– коэффициент условий работы элемента конструкции.