3.2.2. Срезные соединения на болтах нормальной точности

В многоболтовых соединениях при действии продольной силы N, проходящей через центр тяжести соединения, распределение этой силы между всеми болтами неравномерно. Однако в пластической стадии за счет текучести материала усилия в болтах выравниваются, расчет каждого болта производится на одинаковое усилие (рис. 3.11, а). Неравномерная работа отдельных болтов нормальной точности учитывается снижением расчетных сопротивлений материала болтов.

а) б)

Рис. 3.11. Распределение усилий между болтами:

а – продольной силы; б – изгибающего момента

При действии на болтовое соединение момента М, вызывающего сдвиг соединяемых элементов, распределение усилий на болты следует принимать пропорционально расстояниям от центра тяжести соединения до рассматриваемого болта (рис. 3.11, б).

Усилие в наиболее нагруженном крайнем болте N_b,max не должно превышать меньшего из значений N_bs или N_bp.

При одновременном действии на болтовое соединение силы N и момента М, действующих в одной плоскости и вызывающих сдвиг соединяемых элементов, болты следует проверять на равнодействующее усилие (в наиболее нагруженном болте).

При недостаточной прочности разрушение обычных болтов происходит в результате их среза по плоскости, совпадающей с поверхностью соприкосновения соединяемых элементов.

При недостаточной толщине соединяемых элементов давление, возникающее между болтами и стенками отверстий, приводит к смятию последних. Расчет на смятие носит условный характер и ведется не по цилиндрической поверхности контакта, а в предположении равномерного распределения напряжений перпендикулярно поверхности контакта, т.е. по диаметральной плоскости болта.

Если внешняя сила, действующая на соединение, направлена параллельно продольной оси болтов, то они будут работать на растяжение. При статической работе такого соединения качество отверстий и поверхности болта не играют роли, болты нормальной и повышенной точности работают на растяжение одинаково. Прочность соединения будет определяться прочностью материала болтов на растяжение. Для надежной работы болт необходимо хорошо затянуть, чтобы внешняя растягивающая сила не превысила начального натяжения, затянутые гайки закрепить контргайками или приварить к болту. В соединениях, работающих на растяжение, применяются болты из тех же сталей, что и для соединений, работающих на сдвиг.

Таблица 3.8

Расчетные сопротивления одноболтовых соединений срезу и растяжению болтов

Напряженное состояние	Условное обозначение	Расчетное сопротивление, кН/см2, болтов классов прочности ГОСТ 52627
		5.6	5.8	8.8	10.9	12.9
Срез	Rbs	21	21	33	41,5	42,5
Растяжение	Rbt	22,5	–	45	56	–

Расчетное усилие N_b, которое может быть воспринято одним болтом, в зависимости от вида напряженного состояния определяется по формулам:

при срезе

N_bs = R_bsA_bn_sγ_bγ_с;

при смятии

N_bp = R_bpd_bΣtγ_bγ_с;

при растяжении

N_bt = R_btA_bnγ_с,

где R_bs, R_bp, R_bt – расчетные сопротивления одноболтовых соединений (табл. 3.8 – 3.9);

A_b и A_bn – соответственно площади сечений стержня болта брутто и резьбовой части болта нетто (табл. 3.10);

n_s – число расчетных срезов одного болта;

γ_b – коэффициент условий работы болтового соединения, определяемый по табл. 3.11 и принимаемый не более 1,0;

γ_с – коэффициент условий работы, определяемый по [4, табл.1]

d_b – наружный диаметр стержня болта;

Σt – наименьшая суммарная толщина элементов, сминаемых в одном направлении.

Таблица 3.9