20 Расчёт группы затянутых болтов при действии асимметрично приложенной нагрузки, сдвигающей детали в стыке

Расчёт болтовых соединений на прочность

1. Расчёт незатянутого болта при действии осевой силы. Стержень болта работает только на растяжение (рис. 4.3.21).

Проектировочный расчёт выполняют по формуле где dp – минимальный расчётный диаметр болта, F0 – внешняя осевая сила.

Диаметр резьбы: d=dp+0,94p где р – шаг резьбы, d – наружный диаметр резьбы.

2. Расчёт затянутого болта, нагруженного внешней растягивающей силой. Для обеспечения плотности стыка и жестокости соединения болты (винты, шпильки) затягивают. В затянутом соединении полная нагрузка на болт составляет ,где F0 – силы предварительной затяжки,

X - коэффициент внешней нагрузки, учитывающий, какая часть внешней нагрузки при совместной деформации болта и деталей без прокладки, X=0,4...0,5 при соединении деталей с упругой прокладкой (резина, картон и др.).

Затянутый болт растянут и скручен за счёт трения в резьбе и под головкой болта. Эквивалентное напряжение в стержне по гипотезе формоизменения, ,Для метрической резьбы

3. Расчёт болта при совместном действии растяжения и кручения сводится к расчёту по увеличенной растягивающей силе.

4. Расчёт болтов для крепления крышек цилиндров, находящихся после затяжки под давлением. Используя формулу для определения полной нагрузки на болт, можно записать окончательную расчётную формулу с учётом кручения: где F0 – сила предварительной затяжки болта, рассчитывается из условия нераскрытия стыка, F – часть внешней силы в расчёте на один болт, - число болтов.

Расчётный диаметр болта определяют по формуле: где -предел текучести материала, [s] – коэффициент запаса прочности, зависящий от условий работы, материала и диаметра резьбы. В начале расчёта величина [s] задаётся ориентировочно, после расчёта уточняется.

5. Расчёт болта под действием поперечной силы, болт установлен без зазора. Болт установлен в отверстие из-под развёртки, работает на срез и смятие.

Условие прочности на срез: Проверочный расчёт на смятие:

6. Расчёт болта под действием поперечной силы, болт установлен в отверстие с зазором. Необходимая затяжка создаёт силу трения, препятствующую сдвигу деталей под действием внешней силы. Затянутый болт работает на растяжение и скручен за счёт трения в резьбе.

Потребная затяжка где i – число плоскостей трения,К – коэффициент запаса сцепления, К = 1,3…1,5. тВлияние скручивания болта при затяжке учитывают, увеличивая расчётную нагрузку на 30%:

Расчётный диаметр болта

7. Формулы для проверочного расчёта болтов: Болт растянут и скручен: Болт работает на сдвиг:

21 Общие сведения о сварных соединениях. Достоинства и недостатки. Область применения.

Не имеют соединяющих деталей. Выполняются за счёт местного нагрева и диффузии (перемешивания частиц) соединяемых деталей. Создают, практически, одну целую, монолитную деталь. Весьма прочны, т.к. используют одну из самых могучих сил природы - силы межмолекулярного сцепления. Сварные соединения (швы) по взаимному расположению соединяемых элементов делятся на следующие группы: стыковые, нахлёсточные, тавровые, угловые. Для сварки характерна высокая экономичность: малая трудоёмкость; сравнительная дешевизна оборудования; возможность автоматизации; отсутствие больших сил, как, например, в кузнечно-прессовом производстве; отсутствие больших объёмов нагретого металла, как, например, в литейном производстве. Недостатки сварки состоят в том, что при низком качестве шва возникают температурные повреждения материала, кроме того, из-за неравномерности нагрева возникает коробление деталей. Это устраняется либо привлечением квалифицированного (высокооплачиваемого) сварщика, либо применением автоматической сварки, а также специальными приспособлениями, в которых деталь фиксируется до полного остывания.