Болты, установленые с зазором

Если от расчета не требуется повышенная точность, то приближенно полагают, что нагрузка в стыке локализуется в непосредственной близости от отверстий под болты (исключения оговорены ниже). Силу F_{1 max} ^∑ , действующую на наиболее нагруженный болт, определяют так же, как и для болта, поставленного без зазора.

Условие отсутствия сдвига (несдвигаемости) имеет вид

F_1тр = к_сц * F_{1 max} ^∑ , (3.1)

где F_1тр – сила трения, созданная при затяжке одного болта (винта, шпильки); к_сц – коэффициент запаса сцепления (запаса по несдвигаемости), принимают к_сц ≥ 1.5.

В свою очередь,

F_1тр =F_зат * f * i , (3.2)

где F_зат - сила затяжки одного болта; f –коэффициент трения на стыке (см. далее табл. 3.5); i – число рабочих стыков.

При нагружении соединения только центральной сдвигающей силой F условие отсутствия сдвига может быть записано в более простой форме:

F_тр =F_зат * f * i * z = к_сц * F , (3.1’)

где F_тр – суммарная сила трения на стыке деталей.

При нагружении соединения только сдвигающим моментом Т условие отсутствия сдвига имеет вид

Т_тр = к_сц * Т * 10 ³ , (3.1’’)

где Т_тр – суммарный момент сил трения на стыке деталей.

Силы трения в стыке с некоторым приближением относят к осям болтов во всех случаях за исключением тех, когда одна из стыкующихся деталей обладает большой податливостью или когда болты расположены вне стыка деталей. Пример такой конструкции показан на рис. 3.6, где средний диаметр трения (стыка)

D_тр.ср = D₁ + D₂ / 2

При необходимости получения высокой точности расчета, а также для стыков иных форм см. работы [1, 2, 3].

Из условий (3.1) и (3.2) находят необходимую силу затяжки каждого из болтов.

На болт (винт, шпильку) внешняя нагрузка не передается. Необходимую площадь А₁ поперечного сечения болта по диаметру d₁ и необходимый диаметр d₁ (а по нему и номинальный диаметр резьбы d) при проектном расчете определяют из условий прочности стержня болта при затяжке с силой F_зат

σ = 1,3 * F_зат / A₁ = 1,3 * F_зат / (π * d₁² / 4)

где [σ]_р – допускаемое напряжение растяжения стержня болта (см. далее табл. 3.3 и п. 3.6).

При затягивании в стержне болта за счет трения в резьбе возникают касательные напряжения кручения, что учитывают введением коэффициента перед силой F_зат в зависимости (3.3). для стандартных крепежных деталей при средних условиях трения в резьбе этот коэффициент равен 1.3.