|
| |
|
Главная Промышленность      д еж Рис. 8.4. Стопорные устройства с использованием жесткой связи няемых элементов и во впадины резьбы обеспечивается также герметичность соединения. Стопорение полупотайных и потайных винтов осуществляется при помощи зубьев, которыми снабжены головки винтов (рис. 8.3, р). В стопорных устройствах второй группы с жесткой связью используют шайбы (рис. 8.4, а-г), шплинты (рис. 8.4, д), обвязочную проволоку (рис. 8.4, е). Самоотвинчивание резьбы предупреждается пластическим деформированием указанных элементов. Недостатком стопорения посредством шайб и шплинтов является ступенчатость регулировки затяжки, которая в случае применения многолапчатых шайб (рис. 8,4, а) частично устраняется (за счет смещения одной группы лапок по отношению к другой на угол 15°, равный половине углового шага лапок). При стопорении обвязочной проволокой натяжение, возникаемое при закрутке проволоки, должно содействовать затяжке резьбового соединения. Если по условиям эксплуатации резьбовое соединение демонтируется крайне редко, применяется неразъемное (глухое) стопорение кернением, сваркой (рис. 8.4, ж, з). Способ стопорения простой, надежный, недостаток - сложность демонтажа, связанная с частичным повреждением деталей соединения. 8.4. КЛАССЫ ПРОЧНОСТИ, МАТЕРИАЛЫ И УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ РЕЗЬБОВЫХ ДЕТАЛЕЙ Для резьбовых деталей используют стали углеродистые обыкновенного качества (ГОСТ 380-71), качественные конструкционные (ГОСТ 1050-74) и легированные конструкционные (ГОСТ 4543-71). Для характеристики механических свойств резьбовых деталей при нормальной температуре t = 20 °С, ГОСТ 1759-70 предусматривает 12 классов прочности для винтов, болтов и шпилек и 7 классов прочности - для гаек (табл. 8.3). Для каждого класса прочности стандарт рекомендует определенные марки стали и соответствующий технологический процесс изготовления крепежной детали. Выбор материала определяется эксплуатационными условиями, способом изготовления и специальными требованиями, предъявляемыми к конструкции. Резьбовые детали общего назначения изготавливают из стали углеродистой обыкновенного качества и стали качественной конструкционной без термообработки. Легированные конструкционные стали, с общей или местной термообработкой, применяют при переменных и ударных нагрузках. Если конструкция ограничивается жесткими требованиями массы, габаритов, а также прочности, используют титановые и берилли-евые сплавы (удельный вес » 4,5). Болты из титановых сплавов значительно менее чувствительные к перекосам опорных поверхностей ввиду их больших (примерно в два раза) упругих удлинений. Гайки изготавливаются из тех же материалов, что и болты, или из материалов с несколько меньшей прочностью. Шайбы подкладные и стопорные (кроме пружинных) изготавливаются из стали углеродистой обыкновенного качества (стали марок: 0; 1; 2; 3) и качественной конструкционной (стали марок: 08; 10; 15; 20; 35 и др.). Для пружинных шайб используются обычно стали углеродистые качественные конструкционные марок: 65; 70; 75 и марганцовистая - 65 Г. Условные обозначения резьбовых деталей приведены ниже. Пример условного обозначения стального болта, диаметром резьбы d = 12 мм, длиной / = 60 мм, с крупным шагом резьбы, с полем допуска 6g, класса прочности 5.8, исполнения 1, без покрытия: болт М12-6 X 60.58 ГОСТ 7798-70. То же, класса прочности 10.9 из стали 40 X, исполнения 2, с мелким шагом резьбы с покры- та б л и ц а 8.3. Механические характеристики материалов резьбовых соединений из углеродистых и легированных сталей при нормальной температуре (ГОСТ 1759 - 70*)
тием 01 (цинковое хроматирование) толщиной 6 мкм; болт 2М12 X 1,25.6 X 60.109.40X.016 ГОСТ 7798-70. Пример условного обозначения стальной гайки исполнения 1, диаметром резьбы d ~ 12 мм, с крупным шагом резьбы, с полем допуска 6Н, класса прочности 5, без покрытия: гайкаМ12-6Н.5 ГОСТ 5915-70. То же, исполнения 2, с мелким шагом резьбы, класса прочности 12, из стали 40Х, с покрытием 01 толщиной 6 мкм: гайка2М12 X 1.25.6Н.12.40Х.016ГОСТ5915-70. Пример условного обозначения пружинной шайбы для болта диаметром резьбы 12 мм, нормальной, из стали марки 65Г без покрытия: шайба 12.65Г ГОСТ 6402-70; нормальной, из стали марки 65Г, с кадмиевым покрытием толщиной 9 мкм: шайба 12.65Г.029 ГОСТ 6402-70. Пример условного обозначения подкладной шайбы по ГОСТ 13371-68 исполнения 2 для диаметра стержня 12 мм из материала группы 01 (углеродистая качественная конструкционная сталь марки 10), без покрытия: шайба 2.12.01 ГОСТ 11371-78. То же, с покрытием по группе 05 (окисное), толщиной покрытия 9 мкм: шайба 2.12.01.059 ГОСТ 11371-78. 8.. РАСЧЕТ РЕЗЬБОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ Основными причинами выхода из строя крепежных резьбовых деталей являются: обрыв стержня по резьбе или по переходному сечению у головки болта, разрушение резьбы, разрушение головки болта (в дальнейщем под термином болт будем подразумевать также винты, шпильки, стержни с резьбой). Размеры элементов стандартных резьбовых деталей установлены из условия равнопрочности по указанным выше критериям, поэтому расчет резьбовых соединений производится обычно только по главному критерию - прочности резьбового стержня. Методика расчета болтов зависит от характера нагрузки (статическая; переменная; осевая; поперечная) и технологических особенностей сборки соединения (затянутые или незатянутые болты, поставленные в отверстия соединяемых деталей с зазором или без зазора). 8.5.1. РАСЧЕТ БОЛТОВ, НАГРУЖЕННЫХ.ОСЕВОЙ СТАТИЧЕСКОЙ СИЛОЙ При осевом нагружении номинальные напряжения растяжения в резьбовом стержне (МПа) On = < К], (8.1) отсюда расчетный (внутренний) диаметр болта (мм) 1 -l/- (8.2) где Qp - расчетное усилие в стержне болта, [cTpl-допускаемое напряжение растяжения, МПа, выбирают в зависимости от технологии сборки соединения. При неконтролируемой затяжке значения jOp] принимают по табл. 8.4. При контролируемой затяжке для болтов из сталей углеродистых [Стр О.бот; легированных (Ор! »(0,4 . .. 0,55) От- Значения пределов текучести От для болтов различных классов прочности даны в табл. 8.3. Определение расчетного усилия Qp в формулах (8.1) и (8.2) в зависимости от вида осевого нагружения приводится ниже. 1. К затянутому болту дополнительно приложена внешняя осевая нагрузка. К болтам этой группы относятся: фундаментные, фланцевые, крышечные и т. п. Предварительная затяжка болта . должна обеспечить герметичность либо нераскрытие стыка под нагрузкой. При действии на затянутое соединение внешней нагрузки Q в пределах до раскрытия стыка болт дополнительно растягивается, на ту же величину уменьшается деформация сжатых деталей. Следовательно, только часть внешней нагрузки дополнительно нагружает болт, остальная же часть Таблица 8.4. Допускаемое напряжение растяжения [ор] для болтов при иекоитро-лируемой затяжке
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 [ 18 ] 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
