Calcularea șurubului strâns, descărcat de o forță axială exterioară.
Șurubul are tensiune și torsiune numai de la strângere. Forța de strângere necesară a șurubului este determinată în funcție de natura conexiunii filetate. In inginerie, astfel de conexiuni bolț se găsesc în co-prinse unitatea (Fig.36), un program pentru guri de vizitare, capace și așa mai departe. N. Într-o astfel neniyah șurub Cps-tijă de strângere forța F3 este întindeau
Fig. 36. Conexiunea de protecție la ringguard
Calculul verificării se face pentru tensiunea echivalentă (redusă) pentru punctul periculos.
Stresul echivalent este determinat de ipoteza energiei de schimbare a formei:
unde este solicitarea de întindere în secțiunea periculoasă a șurubului; - cea mai mare stres torsional; d1 - diametrul filetului interior; - Coeficient de strângere, ținând seama de răsucirea miezului șurubului.
Calculul proiectării șurubului strâns, descărcat prin forță axială. Luând în considerare formulele (13) și (14), diametrul interior al filetului bolțului
- tensiunea admisă pentru șurub.
S-a stabilit prin practica că șuruburile cu filet, mai mici decât M10, pot fi deteriorate dacă nu există o strângere suficientă. Prin urmare, în conexiunile de alimentare nu se recomandă utilizarea șuruburilor cu diametre mici (mai mici decât M8). În unele industrii, pentru strângerea șuruburilor se folosesc întrerupătoare speciale de limitare a cuplului. Aceste chei nu vă permit să aplicați un cuplu mai mare decât momentul de strângere când strângeți.
Calcularea unui bolț strâns și suplimentar încărcat cu o forță axială exterioară.
Acest caz este foarte comun (conexiuni cu flanșă, fundație și conexiuni similare cu șuruburi). Pentru majoritatea produselor filetate, este necesară pretensionarea șuruburilor, asigurând etanșeitatea articulației și absența deplasărilor reciproce ale părților de îmbinare. După strângerea preliminară sub presiunea de strângere, șurubul este întins și piesele de îmbinare sunt comprimate. Pe lângă forța de strângere preliminară, o forță axială exterioară poate acționa asupra șurubului. Un caz tipic este arătat în figura 37, unde forța exterioară este creată de presiunea p. Calculul se bazează pe sarcina rezultată a șuruburilor.
Fig. 37. Șuruburi de fixare a unui capac la o navă
Tipurile de conexiuni filetate menționate se referă la conexiuni tensionate.
Calculul de verificare este efectuat de condiția (9). Luați în considerare două cazuri de calcul. La determinarea ares stres proiectare ca rezistență, este adoptat bolț de tracțiune: Fo - forța axială, bolț de tracțiune care acționează pe ea după pretensionării și aplicarea acesteia a unei forțe exterioare F sau Fp - ax, o forță bolt tensiune la pe prezența strângerii ulterioare . Forțe axiale:
unde K3 - factor de strângere a șuruburilor (pentru conectare fără garnituri la sarcină variabilă K3 = 1,25 ÷ 2,0; pentru conectarea cu garnituri); - coeficientul sarcinii externe (pentru conexiunea fără oglinzi = 0,2 ÷ 0,3, pentru conectarea cu garnituri elastice = 0,4 ÷ 0,9).
Calculul proiectării șurubului strâns cu sarcină axială suplimentară în absența strângerii ulterioare:
Conexiunea cu șuruburi este încărcată cu forțe în planul interfeței.
Condiția pentru fiabilitatea conexiunii este absența unei forfecări a părților din articulație. Designul poate fi asamblat în două moduri.
Calcularea unui bolț încărcat cu o forță transversală Fr când îl instalați cu un spațiu gol (Figura 38).
În acest caz, șurubul este plasat cu un spațiu liber în orificiul pieselor. Pentru a asigura integritatea plăcilor unite 1, 2, 3, șurubul este strâns cu forța de strângere F3. Pentru a împiedica șurubul să lucreze la îndoire, acesta trebuie strâns atât de strâns încât forțele de frecare la îmbinările pieselor sunt mai mari decât forțele de forfecare Fr.
Fig. 38. Pentru calculul bolțurilor de legătură, care poartă o sarcină transversală.
Bolt instalat cu cleme
Fig. 39. Pentru calculul șuruburilor unei articulații care poartă o sarcină transversală.
Bolt-instalat fără decalaj
De obicei, forța de frecare este luată cu o marjă: Ff = KFr. (K este factorul de siguranță pentru forfecarea pieselor, K = 1,3-1,5 pentru sarcina statică, K = 1,8-2 pentru sarcina variabilă).
Găsiți strângerea necesară a șurubului. Luați în considerare faptul că forța de strângere a șuruburilor poate crea o presiune normală asupra suprafețelor de frecare (în figura 38) sau în cazul general
unde i este numărul de planuri comune ale pieselor (în Fig.37 - i = 2, când sunt conectate doar două părți i = 1); - coeficientul de frecare în articulație (= 0,15 - 0,2 pentru suprafețele uscate din fontă și oțel);
După cum se știe, atunci când se strânge, șurubul funcționează pe tensiune și torsiune, astfel încât rezistența șurubului este evaluată în funcție de tensiunea echivalentă. Deoarece sarcina externă nu este transferată pe șurub, aceasta se calculează numai pentru rezistența statică a forței de strângere, chiar și cu o sarcină externă variabilă. Efectul unei sarcini variabile este luat în considerare prin alegerea unor valori mai mari ale factorului de siguranță.
Calculul proiectării șurubului încărcat cu forță laterală:
diametrul interior al firului
Calcularea unui bolț încărcat cu forță transversală, cu instalarea fără gol (figura 39). În acest caz, gaura este calibrată printr-o scanare, iar diametrul bolțului este realizat cu o toleranță care asigură o fixare fără decalaj. La calcularea rezistenței acestei îmbinări, forțele de frecare din îmbinare nu sunt luate în considerare, deoarece strângerea șurubului nu este controlată. În general, șurubul poate fi înlocuit cu un bolț. Tija șurubului se calculează pornind de la eforturile de forfecare și strivire.
unde este tensiunea de forfecare nominală a șurubului; Fr este forța transversală; dc - diametrul tijei într-o secțiune periculoasă; - efortul de forfecare admisibil pentru bolț; i este numărul de planuri planse (în figura 39 i = 2);
Fig. 40. Variante de proiectare, șuruburi de descărcare din sarcină laterală
Calcul de proiectare. Diametrul tijei din starea de tăiere
Legea distribuției solicitărilor de strivire de-a lungul suprafeței de contact cilindrice a unui șurub și a unei părți este dificil de stabilit cu exactitate. Acest lucru depinde de precizia dimensiunilor și a formelor pieselor de îmbinare. Prin urmare, calculul pentru zdrobire se efectuează în funcție de solicitările condiționale. Diagrama distribuției efective a tensiunilor este înlocuită de o distribuție condiționată cu o distribuție uniformă a tensiunii.
Pentru partea intermediară (și când sunt conectate doar două părți)
pentru detalii extreme
Formulele (23) și (24) sunt valabile pentru șurub și detalii. Dintre cele două valori din aceste formule, calculul forței este realizat la cea mai mare, iar tensiunea admisibilă este determinată de materialul mai slab al șurubului sau piesei. Comparând variantele de realizare care prezintă un șurub cu degajare și fără reacție (Figura 37 și 38), trebuie remarcat faptul că primul exemplu de realizare a doua mai ieftine, deoarece acestea nu necesită dimensiuni precise și găuri pentru șuruburi. Cu toate acestea, condițiile de lucru ale șurubului furnizate cu decalajul sunt mai rele decât fără un gol. De exemplu, luând coeficientul de frecare în părțile comune f = 0,2, K = 1,5 și i = 1 cu formula (20) obținem Fzam = 7,5F. În consecință, sarcina de proiectare a șurubului cu un spațiu este de 7,5 ori mai mare decât sarcina externă. În plus, datorită instabilității coeficientului de frecare și dificultății de strângere a controlului, funcționarea unor astfel de jeturi cu o forță de forfecare nu este suficient de sigură.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: