Резьба
Расчет резьбовых соединений.
Расчет резьбового соединения включает в себя обычно две связанные между собой задачи: оценку прочности соединения и оценку плотности стыка.
Прочность соединения определяется, как правило, прочностью болта (шпильки), и для ее оценки необходимо знать напряжения в сечении с наименьшей площадью.
В случае, когда внешняя нагрузка на болт изменяется циклически от 0 до F , амплитуда переменных напряжений в сечении по внутреннему диаметру резьбы
и среднее напряжение
Практика и экспериментальные исследования показали, что прочность затянутых резьбовых соединений при переменной нагрузке определяется ее амплитудой ; чем меньше , тем больше долговечность и ресурс работы соединений. Поэтому одна из важнейших задач конструктора резьбового соединения - добиться снижения внешней нагрузки на болт (шпильку).
Правило конструирования резьбового соединения: жесткие фланцы податливые болты.
Плотность стыка определяется остаточной силой в стыке. Внешняя нагрузка F уменьшает силу на стыке деталей до значения
Если сила на стыке станет равной нулю, то стык раскроется и вся внешняя нагрузка будет восприниматься болтом, что опасно для его прочности.
Для предотвращения раскрытия стыка должно соблюдаться условие Fс>0; тогда минимальная сила затяжки
Обычно назначают
где н - запас по плотности стыка равен 1,25-2 для постоянных нагрузок; 2,5-4 для переменных нагрузок.
Для герметизации стыков применяют плоские прокладки из резины, картона, алюминия, меди и других мягких материалов, упругие кольца, герметики и т. д. Герметичность стыков и соединений проверяют течеискателями и другими способами.
Таким образом, сила предварительной затяжки определяется внешней нагрузкой.
Допустимое напряжение затяжки у0=F0/A1≤0,8уT где уT - предел текучести материала болта. Обычно назначают у0 = (0,4?0,7) уT.
Для того чтобы соединения работали в расчетных силовых условиях, необходимо контролировать затяжку соединений.