Оптимальная затяжка резьбового соединения от раскрытия стыка

Работоспособность резьбового соединения нагруженного силой, раскрывающей стык деталей, определяется двумя основными показателями: плотностью стыка и прочностью болта. Детали сжимаются силой затяжки при завинчивании гайки. Болт растягивается и одновременно скручивается моментом сил в резьбе. В инженерных расчетах напряжение в поперечном сечении болта приводят к эквивалентному, в котором касательная составляющая рассматривается как часть нормального напряжения от силы затяжки. Для увеличения точности расчета эквивалентное напряжение находится в зависимости от коэффициента трения в резьбе и ее размеров. С этой целью при вычислении коэффициента запаса прочности болта используют коэффициент эквивалентного напряжения. Предложено определять коэффициент запаса прочности болта в зависимости от стандартной пробной нагрузки. С увеличением силы затяжки коэффициент запаса прочности снижается, а коэффициент запаса плотности стыка повышается. Рассчитана оптимальная затяжка соединения, обеспечивающая равенство обоих коэффициентов запаса. Определен диапазон изменения силы затяжки, в котором значения коэффициентов запаса прочности болта и плотности стыка деталей не уменьшаются ниже единицы.

Литература

[1] Иванов М.Н., Финогенов В.А. Детали машин. Москва, Высшая школа, 2008. 408 с.

[2] ГОСТ Р ИСО 898-1–2011. Механические свойства крепежных изделий из углеродистых и легированных сталей. Часть 1. Болты, винты и шпильки установленных классов прочности с крупным и мелким шагом резьбы. Введен 2013–01–01. Москва, Стандартинформ, 2013. 54 с.

[3] ГОСТ 24705–2004. Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба метрическая. Основные размеры. Введен 2005–07–01. Москва, Стандартинформ, 2005. 20 с.

[4] Сыромятников В.С., García J.M., Ortega M.G, Zamora L.A. Расчет момента и угла затяжки в резьбовом соединении. Инновации и инвестиции, 2013, № 4, с. 197–201.

[5] Иосилевич Г.Б., Лебедев П.А., Стреляев В.С. Прикладная механика. Москва, Машиностроение, 2013. 576 с.

[6] Соловьев В.Л. Обеспечение надежности машин при их ремонте в сельском хозяйстве путем повышения точности и равномерности затяжки групповых резьбовых соединений. Дис. … канд. техн. наук. Омск, 2014. 132 с.

[7] Ряховский О.А., ред. Детали машин. Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2014. 465 с.

[8] Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. В 3 т. Т. 2. Москва, Машиностроение, 2006. 860 с.

[9] Budynas R., Nisbett K. Shigley’s mechanical engineering design. McGraw-Hill, 2008. 1059 p.

[10] Valladares D., Carrera M., Castejon L., Martin C. Development of a Numerical Technique for the Static Analysis of Bolted Joints by the FEM. Lecture Notes in Engineering and Computer Science. Proceedings of the World Congress on Engineering 2013 Vol III, WCE 2013, July 3–5, 2013, Imperial College London, London, U.K., 2013, vol. 3, pp. 1791–1796.