2.4. Сила затяжки
1. Сила затяжки из условия отсутствия сдвига
В случае общей схемы нагружения (рис. 2.8), кроме сдвигающей силы Fd, на стык действуют еще отрывающие Fz, Mx, My. Влияние моментов Mx и My не учитывают, поскольку (рис. 2.14) они не изменяют суммарной силы трения Ff на стыке ( компенсация: слева – Ff, справа + Ff ). Отрывающая сила Fz ослабляет давление и силу трения на стыке и требует увеличения затяжки. Сжимающая сила Fz увеличивает силу трения. На ослабление или усиление стыка деталей расходуется часть внешней нагрузки (1 – ) Fz.
Общая формула силы затяжки Fзат1 болта с зазором из условия отсутствия сдвига деталей в плоскости стыка : Fзат1 = КFd / (if) (1 – )Fz / z, (2.17) где z – общее число болтов; – коэффициент основной (внешней) нагрузки; знак плюс – сила Fz отрывающая; знак минус – сила Fz сжимающая; К, i, f – см. формулу (2.11). |
Рис. 2.14 |
2. Сила затяжки из условия нераскрытия стыка
В этом случае каждый из z болтов предварительно затянут силой Fзат2 , т.е весь стык нагружен силой zFзат 2. Напряжения сжатия на стыке при этом:
зат = zFзат2 / Aст,
где Аст – площадь стыка, мм2, (рис. 2.15).
Отрывающая сила Fz разгружает стык на величину (1 – ) Fz. Напряжения сжатия зат на стыке уменьшатся на F = (1 – )Fz / Aст.
Наибольшие напряжения от изгиба стыка моментом М действуют в точках А и В. С учетом податливостей элементов соединения М = 103(1 – )М /Wст,
где Wст – момент сопротивления стыка изгибу, мм3. О нераскрытии стыка су-
дят по наименьшим остаточным напряжениям сжатия на суммарной эпюре в
|
точке (отрыва стыка) А: min = зат – F – M 0. Отсюда требуемое напряжение затяжки зат = min + F + М, где min заменяют коэффициентом запаса К по нераскрытию стыка от напряжений F + M, т.е. зат = К(F + M) = zFзат2 / Аст. Тогда для общей схемы нагружения (рис. 2.8) усилие затяжки Fзат2 из условия нераскрытия стыка соединения: Fзат2 = K(1 – )[ Fz + 103Aст(Мx /Wстх + + Мy / Wстy)] / z, (2.18) где знак плюс: Fz растягивает стык, знак минус:Fz сжимает стык; Wстх = Iстх / / ymax; Wстy = Iстy / xmax; здесь Iст – осевые моменты инерции стыка, мм4; xmax, ymax – наибольшие расстояния по осям x и y до кромок опрокидывания на стыке, мм. |
