Расчет соединений, включающих группу болтов
Случайа) соединение нагружено силами, равнодействующая которых перпендикулярна к плоскости стыка и проходит через его центр тяжести .
Полная сила на винты [35]
(2.12)
где z - число винтов или болтов; F - нагрузка на один болт, Н; φ - коэффициент, учитывающий возможное повышение давления, равный 0,2; D1, D2 - наружный и внутренний диаметры прокладки, мм; q - давление внутри цилиндра, Н/мм2; qпр - давление на прокладке, принимаемое для мягких прокладок равным (2...2,5) q, для металлических - 3,5q;
б) соединение нагружено моментом сил Т в плоскости стыка при установке винтов без зазора (рис. 2.13). Для простого кольцевого стыка (рис. 2.13, а) расчетная сила, действующая на каждый винт [19],
(2.13)
Рис. 2.13. Соединения винтами
Для стыка произвольной формы (рис. 2.13, б) расчетная нагрузка на наиболее нагруженный винт [35]
(2.14)
где zi - число наиболее нагруженных болтов; r1 - наибольший радиус от центра тяжести стыка до болтов z1 , мм; z1, z2, ..., zi - число болтов на расстоянии r1, r2 и ri;
в) соединение нагружено моментом сил Т в плоскости стыка при установке винтов с зазором (см. рис. 2.13). Для приближенных расчетов сила затяжки винтов:
для простого кольцевого стыка (см. рис. 2.13, а)
(2.15)
для стыков произвольной симметричной формы (см. рис. 2.13, б)
(2.16)
где Т - момент сил, сдвигающих детали в стыке, Н·мм; f - коэффициент трения; ri - расстояние от центра тяжести стыка до винтов, мм:
г) соединение нагружено моментом и силой, сдвигающими детали в стыке (рис. 2.14). Болты поставлены без зазора. Расчетная нагрузка равна геометрической сумме соответствующих сил:
(2.16)
где Q — нагрузка на болт от сдвигающей силы:
(2.17)
Рис. 2.14. Схема для расчета группы болтов при сдвигающей нагрузке
Ft1 — нагрузка от момента Т на наиболее удаленный от центра тяжести стыка болт (опасный болт) (см. формулу 2.14). Болты поставлены с зазором
(2.18)
где k — коэффициент запаса по сдвигу деталей, равный 1,3...2; Fp— сила, приходящаяся на наиболее нагруженный болт, определяемая так же, как суммарная нагрузка болта, поставленного без зазора; / — коэффициент трения в стыке деталей;
д) соединение, нагруженное моментом и силой, раскрывающими стык деталей (рис. 2.15). По условию нераскрытия и обеспечения работоспособности стыка должно быть [19, 35]
или и (2.19)
где k — коэффициент запаса по нераскрытию стыка, равный 1,3...2,0;
(2.20)
σ0 — напряжение смятия в стыке от предварительной затяжки, формула:
(2.21)
напряжение в стыке от силы Fn, (2.22)
Рис. 2.15. Винтовое соединение под действием отрывающей силы и момента.
σМ — напряжение в стыке от момента М, формула :
(2.23)
Аст — приближенная площадь стыка (без учета отверстий под болты) мм2; Wст — момент сопротивления изгибу, определяемый для площади стыка, мм3; z — число болтов; [σ] — допускаемое напряжение в стыке:
для кирпичной кладки на известковом растворе — 0,7...1,0 Н/мм2;
для кирпичной кладки на цементном растворе—1,5...2,0 Н/мм2;
для бетона — 2...3 Н/мм2;
для дерева — 2...4 Н/мм2.
Тогда усилие затяжки болтов по нераскрытию стыка
(2.24)
При отсутствии сдвига деталей (как проверочный расчет) усилие затяжки болтов определяется из уравнения
(2.25)
где k — коэффициент запаса по сдвигу; Q — сдвигающая сила, Н; f — коэффициент трения в стыке:
f=0,15...0,20 — сталь по чугуну (по стали);
f = 0,3...0,35 — сталь (чугун) по бетону;
f=0,25— сталь (чугун) по дереву.
При расчете прочности болтов суммарная внешняя нагрузка на болт
(2.26)
где F — внешняя нагрузка на болт от силы Fn:
(2.27)
Fm — нагрузка от момента на наиболее загруженные болты:
(2.28)
где i — число болтов в поперечном ряду; п — число поперечных рядов с одной стороны от оси поворота.
При известных Fзат и FΣ расчетная нагрузка на болт определяется (см. с. 59) из выражения
(2.29)
Дата добавления: 2020-06-09; просмотров: 539;