книги из ГПНТБ / Баренбойм, А. Б. Малорасходные фреоновые турбокомпрессоры

Кроме болтов с нормальными головками, применяются болты с костыльной головкой, установка которых показана на рис. 52 и 53.

увеличивается предел выносливости болта или шпильки. Обработанные пояски в этих болтах и шпильках служат для их

центровки.

Болты изготовляются из следующих марок палей: Ст-3, Ст-5,

Рис. 54. Упругий болт

Резьба в болтах выполняется метрическая основная крепежная, метрическая 1-я мелкая, 2-я мелкая и дюймовая.

Образование резьбы

Если вокруг вертикальной оси 1— 1 (рис. 55) равномерно вра­ щать линию AB, перпендикулярную оси 1—1, и одновременно пере­ мещать ее по вертикали с постоянной скоростью, то каждая точка прямой AB опишет винтовую линию, а вся прямая AB опишет винтовую поверхность. Какая-либо точка С (рис. 56) опишет на поверхности цилиндра радиуса ОС винтовую линию. Эта винтовая линия может быть получена навиванием треугольника CDE на цилиндр радиуса г = ОС. В этом треугольнике катет CD равен длине окружности 2пг. Катет DE называется шагом винтовой линии. Угол ß называется углом подъема винтовой линии.

При навивании указанного треугольника на цилиндр гипоте­ нуза СЕ образует на поверхности цилиндра винтовую линию.

69

Следовательно, для винтовой линии можно написать зависимость

где S — шаг винтовой линии (или ход резьбы).

Если относительно вертикальной оси 1—1 вращать не прямую линию, а прямоугольный профиль, то образуется прямоугольная резьба (рис. 57).

О

здесь ß есть угол подъема вин­ товой линии, соответствующей диа­ метру 2г.

Из формулы (130) видно, что угол подъема резьбы в многони­ точной резьбе больше, чем в однониточной. Для однозаходной резьбы при а —1 будет S = t.

70

Зависимость между окружным и осевым усилием

В§ 4 было указано, что движение винта по неподвижной гайке может рассматриваться как перемещение клинчатого ползуна по наклонной плоскости.

Вэтом случае

где Р — окружное усилие, приложенное к средней окружности резьбы гСр (рис. 58)

ß— угол подъема резьбы по сред­ нему радиусу, т. е.

А/

N Senat

Максимальные значения к.п .д. самотормозящей резьбы будут при р' == ß

71

т. е. ^,„ах<1 2 > чт0 соответствует тому, что было показано выше при рассмотрении самотормозящих механизмов.

§ 19. ХАРАКТЕРИСТИКА РЕЗЬБ

Формулы предыдущего параграфа позволяют сделать ряд прак­ тических выводов.

1. Так как крепежные детали должны обладать резьбой с макси­ мальным самоторможением, то для крепежных деталей следует применять резьбу треугольную.

2. Резьбовые детали, предназначенные производить работу, как, например, грузовые винты, должны иметь резьбу, обладающую

наибольшим к. п. д. Этому условию больше всего удовлетворяют резьбы: прямоугольная, трапецоидальная и упорная.

Однако прямоугольная резьба обладает недостатками: нали­ чием радиальных зазоров, которых трудно избежать, и неравно­ прочным профилем витка, ибо опасное сечение витка находится у его основания. Поэтому прямоугольная резьба не стандартизиру­ ется и применяется в специальных случаях, когда преимущество более высокого к. п. д. имеет решающее значение.

Ниже приведены типы резьб, имеющих наибольшее распростра­ нение в машиностроении.

Р е з ь б а т р е у г о л ь н а я — ( к р е п е жн а я ) . Эта резьба при­

мелких. (Дюймовая резьба применяется лишь для запасных дета­ лей импортного оборудования). Метрические резьбы отличаются друг от друга шагом и глубиной витка.

О с н о в н а я р е з ь б а применяется для диаметров до 300 мм. Угол заострения профиля их 2а = 60°.

Основной характеристикой мелких резьб является так назы­ ваемый коэффициент измельчения X, равный отношению шага

72

ЬСновной резьбы к шагу мелкой. Ориентировочное значений

Мелкие резьбы, имея меньшую глубину витка, соответственно меньше ослабляют стержень, на котором эта резьба нарезается.

Рис. 61. Трапецеидальная резьба

Вследствие изменения (уменьшения шага) эта резьба обеспечивает более тонкую регулировку осевого перемещения гайки, в чем часто появляется необходимость на практике.

Резьба трапецеидальная (рис. 61) изготовляется крупная, нор­ мальная и мелкая. Эти резьбы отличаются друг от друга величиной шага и глубиной резьбы. Угол заострения профиля резьбы 2а = 30°.

Рис. 62. Упорная резьба

теЛьНо, эта резьба, работая одной стороной, может служить в каче­ стве резьбы легкого хода, а при работе другой стороной будет

Изготовляется она как резьба дюймовая. Трубная резьба приме­ няется, главным образом, для соединения труб, арматуры трубопро­

водов и фитингов.

Кроме приведенных резьб, имеется целый ряд специальных резьб, применяемых в различных отраслях промышленности.

§20. СРЕДСТВА ПРОТИВ САМООТВИНЧИВАНИЯ ГАЙКИ

Втех случаях, когда нагрузка на резьбовую деталь, например, болт, часто меняется по величине или когда болт подвержен вибра­ ции, возникает опасность самоотвинчивания гайки. Чтобы избежать

74

Ш п л и н т о в к а г а й к и может быть выполнена просверлйМнием тела гайки и болта с пропуском через это отверстие шплинта. Этот способ неудобен при необходимости подтянуть гайку. Лучше

Рис. 66«. Пружинная шайба

применять корончатую гайку и пропускать шплинты сквозь болт и прорези в коронке гайки (рис. 65).

У п р у г и е ша йбы. При применении упругой прокладки между гайкой и опорной поверхностью детали гайка всегда будет в «напря­ женном состоянии», что и будет препятство­ вать ее самоотвинчиванию. Для этого при­ меняются пружинные шайбы (рис. 66а). При установке круглых гаек, применяются спе­ циальные шайбы (рис. 666). Эти шайбы на внутренней поверхности имеют выступ, вхо­ дящий в паз резьбы болта. Выступы, имеющиеся на наружной поверхности, заги­ баясь, входят в соответствующие прорези гайки. Недостатком этих шайб является не­ обходимость делать паз в резьбе, что способствует увеличению в ней концентра­ ции напряжений, поэтому их не следует применять, когда резьба работает с полной

нагрузкой. Кроме указанных способов, применяются различные замки, один из которых показан на рис. 67. Другие способы приве­ дены в ГОСТе.

75

§ 21. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ОСЕВОЙ НАГРУЗКИ ПО ВИТКАМ ГАЙКИ

При действии осевой нагрузки па витки гайки последняя распре­ деляется между витками неравномерно. Теоретическое решение этой задачи представляет значительные трудности.

В общем виде опа впервые была разрешена в 1902 г. известным русским ученым Н. Е. Жуковским, показавшим, что в системе

соединяемых элементов. Следовательно, в данном случае распреде­ ление нагрузки между витками зависит от жесткости витков и тела гайки и винта (или болта).

в случае работы винта и гайки с одинаковым зна­ ком деформаций. В связи с этим применяются гайки переменного сечения, как указано на рис. 68.

2) увеличение податливости (уменьшение жесткости) гайки в зоне первых более нагруженных витков по сравнению с последую­ щими во всех случаях способствует более равномерному распреде­ лению нагрузок между витками. Для достижения этого применяют гайку с выточкой (рис. 69).

В треугольной и трапецоидальной резьбе существует радиаль­ ная составляющая нагрузка, которая как бы распирает гайку.

Экспериментальные исследования показывают, что увеличение поперечной деформации в зоне более нагруженных витков способ­ ствует выравниванию нагрузки.

Выточка (см. рис. 69) как раз и способствует увеличению попе­ речной деформации. Применение гайки из материала с меньшим модулем упругости (например, бронзы) также способствует увели-

76

Срез . Как известно, при изгибе касательные напряжения от перерезывающей силы распределяются по высоте сечения неравно­ мерно. Наибольшее значение напряжения будет на нейтральной линии. Для прямоугольного сечения наибольшее значение касатель­ ного напряжения равно 3/2 среднего, где среднее напряжение опре­

Сечение, подвергающееся срезу, является прямоугольником, полученным разверткой витка. Площадь этого прямоугольника будет

для болта

для гайки

где S — шаг резьбы. Значение коэффициента £„ можно принимать

Если гайка выполнена из того же материала, что и болт, то про­ веряется на прочность резьба болта, для которой момент сопротив­ ления и площадь среза меньше, чем для гайки. Если же гайка выполняется из материала, имеющего меньший предел прочности, чем материал болта, то проверяется на прочность резьба гайки.

78