ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Болты из "Основы конструирования Справочно-методическое пособие Кн.3 Изд.2 " В резьбовых соединениях обычной конструкции нагрузка между витками резьбы распределяется неравномерно. Первые витки резьбы, расположенные у опорной поверхности гайки, нагружены гораздо больше, чем последующие. Теоретическими и экспериментальными исследованиями установлено, что первый виток воспринимает до 30% всей нагрузки, а самые дальние витки остаются практически ненагруженными. Причина этого явления заключается в неблагоприятном сочетании деформаций гайки и стержня под нагрузкой. Участки стержня, ближайшие к нагрузке, растянуты полной силой. Витки резьбы стержня, деформируясь как и стержень, также смещаются в направлении действия нагрузки (рис. 13). [c.12] В гайке картина обратная ближайшие к опорной поверхности участки тела гайки сжаты полной силой, действующей на соединение, витки резьбы смещаются в направлении, противоположном смещению витков стержня. Наибольшее смешение имеет первый виток, отсюда повышенная нагрузка на первый виток. [c.12] По этой же причине равномерность распределения нагрузки по виткам меньше в соединениях ввертными болтами и на ввертном конце шпилек, где сечения корпуса обычно значительно больше сечений стержня. Исключение составляют корпусы из легких сплавов с малым значением модуля упругости, снижающим жесткость корпуса. [c.13] Резьбовые соединения способны до известной степени самоупрочняться. Если напряжения в наиболее нагруженных витках превосходят предел текучести, то витки резьбы подвергаются пластической деформации сдвига и смятия, вызывающей увеличение шага наиболее нагруженных витков гайки и уменьшение шага наиболее нагруженных витков стержня, в результате чего нагрузка на виток выравнивается. Это явление особенно характерно для резьбовых соединений, выполненных из мягких и пластичных материалов. У соединений, выполненных из твердых и прочных материалов, способность самоупрочняться гораздо меньше. [c.13] Существует ряд действенных способов, обеспечивающих равномерное распределение нагрузки по виткам резьбы стержня и гайки. [c.13] Решение заключается в том, чтобы заставить гайку деформироваться в том же направлении, в каком деформируется стержень. Этого можно достичь переносом опорной поверхности гайки выше последнего витка (рис. 15, II). Расположенное под опорной поверхностью тело гайки ( юбка ) в этом случае подвергается деформации растяжения смещение витков гайки направлено в ту же сторону, что и смещение витков стержня. Отсюда - более равномерное распределение нагрузки по виткам. [c.13] Подобные гайки, получившие название висячих гаек или гаек растяжения (в отличие от обычных гаек, которые называют гайками сжатия), широко применяют в ответственных резьбовых соединениях в машиностроении. Недостаток этих гаек — увеличенные осевые и радиальные габариты, а также необходимость увеличения диаметра отверстия в корпусе под юбку гайки. [c.14] Если опорная поверхность гайки расположена между первыми и последними витками (рис. 15,7//), то получается так называемая гайка растяжения-сжатия. Ниже опорной поверхности тело гайки подвергается растяжению, выше — сжатию. Будучи менее громоздкими, чем гайки растяжения, эти гайки практически равноценны, потому что положительный эффект растяжения юбки дополняется положительным эффектом всестороннего обжатия верхних витков в результате упругой деформации верхней части гайки под действием сил, приложенных к опорной поверхности. [c.14] Для получения еще большей равномерности распределения нагрузки по виткам резьбы в некоторых случаях делают выборку на торце стержня (рис. 15,/И), увеличивающую податливость верхних витков стержня. Этот способ применяется преимущественно для болтов большого диаметра. [c.14] Необходимое увеличение шага резьбы гайки можно определить из следующего. [c.15] Пусть стержень нагружен силой Р (рис. 18). Зазор между крайним (нижним) витком стержня и гайки h = z As, где As - превышение шага резьбы гайки над шагом резьбы стержня Z - число предшествующих витков (считая от верхнего, плотно прилегающего витка). [c.15] Из диаграммы на рис. 19 видно, что необходимая разность шагов зависит от величины напряжения в стержне. Следовательно, в соединении с разностью шагов, определенной по расчетному напряжению, в начале нагружения будут работать верхние витки. С приближением нагрузки к расчетной нижние поверхности всех витков стержня ложатся на верхние поверхности витков гайки, и наступает равномерное распределение нагрузки между витками. При превышении расчетной нагрузки более нагруженными окажутся нижние витки. [c.16] Зависимость разности шагов от величины напряжения косвенно подтверждает сделанный вывод о целесообразности максимального увеличения сечений нарезной части стержня и гайки, т. е. диаметра резьбы. [c.16] На рис. 25 показана гайка с предварительно обжатыми верхними витками при свободных нижних витках — конструкция, практически равноценная гайкам с конической резьбой. [c.17] Более равномерному распределению нагрузки по виткам способствует введение пластичной или упругой прослойки между витками гайки и стержня (например, кадмирование или цинкование резьбы). Недостаток этого способа — истирание прослойки со временем (в особенности в часто разбираемых соединениях). На рис. 26 показаны другие способы повышения равномерности распределения нагрузки по виткам. [c.17] На рис. 27 показаны конструктивные разновидности гаек растяжения на рис. 28,/-W-гаек растяжения-сжатия. В конструкции на рис. 28, IV, V опорной поверхности гайки придана коническая форма с целью увеличения эффекта упругого обжатия верхних витков. Этот эффект в конструкции на рис. 28, VI усилен радиальными прорезями в верхней части гайки. [c.18] Общий недостаток висячих гаек — необходимость увеличения диаметра отверстия в корпусе под юбку гайки, иногда с разделкой отверстия на конус (как в конструкциях на рис. 28,/F-И), - преодолевается установкой гаек на подставках (рис. 29,1-III). В конструкции на рис. 29, IV подставкой является пружинная чащка, служащая одновременно для упругого стопорения гайки от самоотвертывания. [c.18] Стандартные болты по степени точности (качеству обработки) поверхности делят на болты 1) нормальной точности 2) повьш1енной точности 3) грубой точности. [c.18] Резьба для стандартных болтов применяется метрическая с крупным и мелким шагом. При выборе шагов резьб предпочтение следует отдавать крупным шагам. [c.19] Для болтов, винтов и шпилек из коррозионно-стойких, жаропрочных, жаростойких и теплостойких сталей установлены группы, определяющие их свойства 21, 22, 23, 24, 25, 26. Механические свойства гаек из тех же сплавов установлены по группам 21, 23, 25, 26. [c.19] Вернуться к основной статье