Материалы резьбовых деталей и допускаемые напряжения

Материалы для изготовления резьбовых деталей по ГОСТ 1759-80 указаны в табл. 9.1. В отдельных случаях для специальных резьбовых соединений применяют сплавы цветных металлов (латунь бронзу и др.).

При выборе материала учитывают условия работы (температуру, коррозию и т. п.), значение и характер нагрузки (статическая или переменная), способ изготовления и объём производства. Стандартные крепёжные изделия общего применения изготовляют из низко- и среднеуглеродистых сталей типа сталь 10 – сталь 35. Эти дешевые стали позволяют изготовлять большие партии болтов, винтов и гаек методом холодной высадки или штамповки с последующей на­каткой резьбы. Легированные стали 35Х, ЗОХГСА применяют для высоконагруженных деталей при переменных и ударных нагрузках, при высоких температурах, в агрессивных средах и пр.

Для повышения прочности, коррозийной стойкости и жаропроч­ности применяют специальные виды термической и химико-термиче­ской обработки, а также нанесение гальванических и других покрытий. Например, улучшение, цинковое или кадмиевое хромирование, хро­мовое или медное покрытие и пр.— см. ГОСТ 1759—80.

Допускаемые напряжения и запасы проч­ности для резьбовых соединений приведены в табл. 9.2 и 9.3. Они учитывают точность расчетных формул, характер нагрузки, ка­чество монтажа соединения (контролируемая или неконтролируемая затяжка) и пр.

При неконтролируемой затяжке допускаемые напряжения значи­тельно уменьшают, особенно для болтов малых диаметров (см. табл. 9.3). Это связано с возможностью перенапряжения и даже разрушения малых болтов при неконтролируемой затяжке .

Таблица 9.1. Материалы для изготовления рядовых резьбовых деталей

Марка стали	Предел прочно- сти , МПа	Предел текучести , МПа	Предел выносли- вости , МПа	Марка стали	Предел прочно- сти , МПа	Предел текучести , МПа	Предел выносли- вости ,МПа
СтЗ и 10	340	200	160	35Х	800	640	280
20	400	240	170	ЗОХГСА	1000	900	300
35	500	300	180	ВТ16	1200		350
45	600	360	240

Таблица 9.2. Рекомендуемые расчётные значения допускаемых напряжений в резьбовых

соединениях

Вид нагрузки	Номер формулы	Рекомендуемые значения
Растягивающая внешняя нагрузка:		[ ] = 0,6 Статическая нагрузка: [n] no табл. 9.3—неконтролируемая затяжка; [n] =1,5.. .2,5—контролируемая за- тяжка Переменная нагрузка: [n] >2,5... 4 ( неконтролируемая [nT] no табл.9.3 затяжка); [n] = 1,5.. .2,5 ( контролируемая [nT] = I ,5.. .2 ,5 затяжка). Нагрузка статическая или перемен- ная: [n] по табл. 9.3—неконтролируемая затяжка; [n] = 1,5,. .2,5—контролируемая за- тяжка = 0,4 (статическая); = (0,2...0,3) (переменная) [ ] = 0.8 —сталь; [ ] = (0,4...0,5) — чугун [ ] = 0,8 — сталь; [ ] = 0,4 — чугун; [ ] = 1...2 МПа—бетон; [ ] = 2...4 МПа—дерево
без затяжки болтов	(9.16)
с затяжкой болтов	(919),
	(9.32)
	(9.34)
	(9.35)
Поперечная внешняя нагрузка:
болты поставлены с зазором	(9.19)
болты поставлены без зазора	(9.21)
	(9.22)
Прочность деталей в стыке	(9.49)

Таблица 9.3. Запасы прочности для резьбовых соединений при неконтролируемой

затяжке

Материал болта	[nТ] при неконтролируемой затяжке и постоянной нагрузке при
	Мб - Ml 6	М16 - МЗО	МЗО - М60
Углеродистая сталь Легированная сталь	5 - 4 6,5 - 5	4 - 2,5. 5 - 3,3	2,5...1,5 3,3

Таблица 9.4. Допускаемая нагрузка для резьбы при контролируемой и неконтролируемой

затяжке

Тип резьбы	Допускаемая нагрузка [F Р],Н, при затяжке		Тип резьбы	Допускаемая нагрузка [F Р], Н, при затяжке
	неконтро­лируемой	контроли­руемой		неконтро­лируемой	контроли­руемой
Мб М8 М10 М12	800 1500 2500 3800	3 000 5 500 8 600 12 200	М 16 М20 М24 МЗ0	8 000 14 000 21 000 46 000	23 500 37 000 53 000 85000

В тех случаях, когда увеличение массы конструкции, связанное с увеличением диаметра болтов, является неоправданным (например, авиастроение), применяют контролируемую затяжку. Возможность значительного увеличения статической нагрузки болтов из стали 20 при контролируемой затяжке показана в табл. 9.4.

Контроль затяжки оговаривают специальными техническими ус­ловиями и выполняют не только при заводской сборке, но также в эксплуатации и ремонте. Несоблюдение этих условий может привести к аварии. Затяжку можно контролировать методом измерения дефор­маций болтов или специальных упругих шайб, а также с помощью специальных ключей предельного момента.