Механические свойства высокопрочных болтов по гост 22356 – 77*

Номинальный диаметр резьбы d, мм	Марка стали по ГОСТ 4543-71*	Наименьшее временное сопротивление Rbun, Мпа
От 16 до 27	40Х «селект»	1100
	З0Х3МФ 30Х2НМФА	1350
30	40Х «селект»	950
	30Х3МФ, 35Х2АФ	1200
36	40Х «селект»	750
	30Х3МФ	1100

Способ регулирования натяжения высокопрочных болтов принимаем по M (моменту закручивания). Расчетное усилие Q_bh, которое может быть воспринято каждой поверхностью трения соединяемых элементов, стянутых одним высокопрочным болтом, определяется по формуле

_{где Rbh = 0,7Rbun = 0,7 · 110 = 77 кН/см}²_{– расчетное сопротивление растяжению высокопрочного болта;}

A_bn = 3,52 см² – площадь сечения нетто болта d_b = 24 мм, принимаемая по табл. 5.11;

– коэффициент трения, принимаемый в зависимости от обработки поверхностей (принят газопламенный способ обработки поверхностей, см. табл. 3.15);

– коэффициент надежности, принимаемый при статической нагрузке и разности номинальных диаметров отверстий и болтов с использованием регулирования натяжения болтов по М при газопламенном способе обработки поверхностей;

_b – коэффициент условий работы соединения, зависящий от количества болтов n, необходимых для восприятия расчетного усилия, и принимаемый равным:

0,8 при n < 5; 0,9 при 5  n < 10; 1,0 при n  10.

Определяем:

Расчет стыков поясов и стенки производим раздельно. Приравнивая кривизну балки в целом (здесь  – радиус кривизны) кривизне ее составляющих – стенки M_w/(EI_w) и поясов M_f /(EI_f), находим изгибающие моменты, приходящиеся на стенку M_w и на пояса M_f, которые распределяются пропорционально их жесткостям, соответственно EI_w и ЕI_f.

Момент инерции стенки

I_w = 337500 см⁴.

Момент инерции поясов

Изгибающий момент, приходящийся на стенку

M_w = M_max(I_w/I_x) = 4658,72 (337500 / 1645664) = 955,43 кН∙м.

Изгибающий момент, приходящийся на пояса

M_f = M_max(I_f /I_x) = 4658,72 (1308164 / 1645664) = 3703,29 кН∙м.

Расчет стыка пояса. Расчетное усилие в поясе определяется по формуле

N_f = M_f /h_f = 3703,29 / 152,5 = 2428,39 кН.

Количество болтов n на каждую сторону от центра стыка балки для прикрепления накладок пояса определяем по формуле

где k_s = 2 – количество поверхностей трения соединяемых элементов.

Принимаем 12 болтов и размещаем их согласно рис. 5.15.

Длину горизонтальных накладок назначаем конструктивно из условия размещения болтов:

l_nf = 2(n₁a + 2c) + δ = 2 (2 70 +2 ∙ 50) + 10 = 490 мм,

где n₁ = (3 – 1) – количество рядов болтов на полунакладке за минусом 1.

Расчет стыка стенки. Расчетный момент, приходящийся на стенку, уравновешивается суммой внутренних пар усилий, действующих на болты. Максимальное горизонтальное усилие N_max от изгибающего момента, действующее на каждый крайний наиболее напряженный болт, не должно быть больше несущей способности Q_bhk_s.

Условие прочности соединения

N_max = M_w a_max/(mΣa_i²) ≤ Q_bhk_s,

_{где аi – соответствующее расстояние между парами сил в болтах;}

m – число вертикальных рядов болтов на полунакладке.

Для определения числа рядов болтов по вертикали k и назначения их шага а вычисляем коэффициент стыка:

 = M_w/(ma_maxQ_bhk_s) = 95543 / (2  135 101,64  2) = 1,74.

Принимаем по табл. 5.13 число горизонтальных рядов болтов k = 8.

Таблица 5.13