4.6. Болтові з'єднання. Загальна характеристика

Болтові з'єднання використовують під час монтажу конструкцій, а також в конструкціях, які сприймають динамічні навантаження.

Переваги перед зварюванням:

1. зручність та простота постановки болтів;

2. виконання з'єднання не потребує спеціального обладнання.

Недоліки:

1. підвищена металомісткість завдяки необхідності застосування допоміжних елементів (див. складену балку);

2. послаблення перерізів отворами під болти;

3. підвищена деформативність з'єднання.

За принципом роботи з'єднання поділяють на 2 види:

1. на звичайних болтах:

• грубої точності (клас точності С);

• нормальної точності (клас точності В);

• підвищеної точності (клас точності А);

2. на високоміцних болтах.

Для болтів грубої і нормальної точності, а також високоміцних болтів діаметри отворів на 2…3 мм більші від діаметру болтів. Для болтів підвищеної точності діаметри отворів відрізняються не більше, ніж на +0,3 мм від діаметру болта.

К онструкція болта:

4.7. Розрахунок болтових з'єднань на звичайних болтах

Зусилля в з'єднанні може бути спрямоване як вздовж стержня болта, так і поперек. Якщо зусилля, що діє в з'єднанні, спрямоване перпендикулярно до осі стержня болта, то таке з'єднання працює на зсув. Взаємному зсуву елементів перешкоджають болти.

П окажемо початковий стан з'єднання:

Після прикладання зусилля зсуву:

Таке з'єднання працює на зсув і розраховується на зріз і зминання. При цьому болти працюють на зріз, а з'єднувальні елементи – на зминання. Зріз болтів відбувається на межі з'єднуваних елементів (по площині зрізу).

Р озрахунками визначають розрахункові зусилля, які можуть бути сприйняті одним болтом:

- при роботі з'єднання на зріз N_b = R_bs· _b· A_b· n_s ;

- при роботі з'єднання на зминання N_b = R_bр· _b· d· t ,

де N_b – розрахункове зусилля, яке сприймається одним болтом;

R_bs – розрахунковий опір болта зрізу; залежить від класу міцності болта.

Болти поділяють на 7 класів міцності: 4.6; 4.8; 5.6; 5.8; 6.6; 8.8; 9.10. Перше число, помножене на 100 – межа міцності болта (МПа). Друге число – відношення межі текучості до межі міцності, помножене на 10. Добуток чисел, помножений на 10 – межа текучості болта (МПа).

R_bs визначається за СНиП (табл. 58);

R_bp – розрахунковий опір болтових з'єднань зминанню; залежить від класу точності болта і межі міцності з'єднуваних елементів R_un (табл. 59);

_b – коефіцієнт умов роботи болтового з'єднання (табл.35);

A_b – площа перерізу стержня болта (табл.62), або

d²

A_b=  ;

4

d – зовнішній діаметр стержня болта (табл.62);

n_s – кількість площин зрізу одного болта: n_s= n-1 (n – кількість з'єднуваних елементів);

t – мінімальна сумарна товщина елементів, які зминаються в одному напрямку;

Якщо зусилля, що діє на з'єднання, спрямоване паралельно поздовжній осі болтів, то вони працюють на розтяг.

В цьому випадку визначається розрахункове зусилля, яке сприймається одним болтом при його роботі на розтяг:

N_b = R_bt· A_bn ,

де R_bt – розрахунковий опір болта розтягу; залежить від класу міцності болта (табл.58);

A_bn – площа перерізу болта “нетто” (табл. 62).

Необхідна кількість болтів в з'єднанні при його роботі на зсув або на розтяг:

N

n =  ,

N_{b, min} · _c

де N – зусилля, що діє на з'єднання;

N_{b, min} – мінімальне значення розрахункового зусилля для одного болта.