Шпильки Резьба - Концентрация напряжений

Конструктивные разновидности крепления упор в витки резьбы шпильки, нарезанной на выход (2), в буртик (3), в головку 4), используемую для завертывания шпильки. Для уменьшения концентрации напряжений, а также для обеспечения обработки резьбы на проход наиболее производительным способом накатывания участок перехода резьбы в стержень выполняют в виде шейки с плавными галтелями (5, б). В глухих отверстиях воз.можно завертывание с упором удлиненного конца шпильки в днище отверстия (7) или с упором конечных витков шпильки в витки отверстия с неполным профилем (8). [c.521]

Еще тяжелее условия работы ввертного болта (рис. 351,6), когда на опасных участках (близких к плоскости стыка) нарезана резьба, являющаяся концентратором напряжений. Наиболее неблагоприятен случай изгиба шпильки, ввернутой до упора в торец отверстия (рис. 351, е). Здесь в опасном сечении возникают высокие напряжения растяжения, складывающиеся из напряжений от предварительной затяжки и напряжений, созданных при завертывании шпильки до упора в торец. Как )1 в предыдущем случае, происходит концентрация напряжений на участке выхода резьбы па плоскость опасного сечения. [c.500]

Если напряжения распределены в детали неравномерно и имеется концентрация напряжений, то разрушение происходит в месте максимальных нормальных напряжений. В шпильках, а также в образцах с надрезом для испытания на длительную прочность максимальные растягивающие напряжения возникают на некотором расстоянии от дна надреза или скругления резьбы. В этом месте и образуются первые трещины. Шпильки разрушаются обычно по первому витку, так как нагрузка по вит- [c.82]

Анализ показывает, что при R > 0,ЗР предел прочности соединений снижается (в большей степени для мелких резьб). ---------------------------------- Это связано с уменьшением перекрытия витков и увеличением концентрации напряжений в наиболее нагруженных сечениях витков. Однако сила, разрушающая резьбу в соединениях с R = 0,ЗР и Н = 0,8d, практически не отличается от силы, разрушающей стержень шпильки с резьбой по ГОСТ 9150—81. Прочность резьбовых соединений с увеличенными радиусами впадины можно повысить, увеличив высоту гайки до Я == l,2d. В динамически нагруженных соединениях радиус впадины резьбы целесообразно увеличить до Р = 0,2Р. [c.192]

Как показано в гл. 4, теоретический коэффициент концентрации напряжений в месте перехода от стержня к головке болта при одинаковых радиусах закругления значительно меньше, чем в резьбе. Однако на практике поломки болтов часто происходят в местах перехода от стержня к головке и от гладкой части стержня к резьбовой, особенно в тех случаях, когда головка болта формируется точением или высадкой (с последующей термообработкой), а резьба упрочнена (накатана, обкатана роликом и др.). Основное внимание при конструировании тела болта (шпильки) необходимо обращать на радиусы закругления в местах сопряжений. [c.215]

Определение усилий и напряжений в резьбовых соединениях при известных величине нагрузки и формы соединения является трудной задачей, правильное решение которой связано с учетом многих факторов, влияющих на распределение усилий и напряжений в соединении. Сложность задачи определяется необходимостью нахождения распределения усилий по виткам резьбы и распределения напряжений в теле шпильки и гайки при сложной форме их контура, дающей высокую концентрацию напряжений при этом распределение усилий по виткам резьбы является контактной задачей при большом числе мест контакта и сложных условиях сопряжения. В соответствии с этим задача может рассматриваться как состоящая из двух частей нахождение распределения нагрузки по виткам по всей высоте сопряжения шпильки и гайки с учетом деформаций, получаемых во всех элементах натурного соединения при действительных условиях контакта, и нахождение распределения деформаций и напряжений с учетом формы элементов соединения и найденного распределения нагрузки по виткам резьбы. [c.136]

В рассматриваемом исследовании, развивающем решение задачи, которая была поставлена в [4], изучалось распределение и концентрация напряжений в резьбовом соединении относительно большого диаметра при весьма малых размерах резьбы при диаметре шпильки 140 мм глубина резьбы составляет А мм ж радиус но дну резьбы менее 1 мм при числе витков в соединении 30. При такой конструкции соединения создается высокая концентрация напряжений в зонах относительно весьма малых размеров, тогда как распределение нагрузки по виткам и, соответственно, усилий в поперечных сечениях шпильки и гайки, зависит от деформации конструкции соединения в целом и жесткостей элементов при неоднородном распределении в них напряжений. При экспериментальном или расчетном решении задачи должны учитываться все влияющие условия, имеющиеся при работе натурного соединения (воспроизведение на модели погрешностей в выполнении натурного соединения и т. д.). [c.137]

Концентрация напряжений во впадинах резьбы шпильки образуется наложением концентрации от напряжения растяжения, изгиба витков и концентрации силовых полей соседних витков. Наибольшие суммарные напряжения наблюдаются возле точки, находящейся между серединой впадины и точкой перехода к рабочему профилю витка. [c.130]

Проведенные исследования показали, что резьба шпилек в соединении шпилька — корпус находится по возникающим напряжениям в более неблагоприятных условиях, чем резьба шпилек в соединении шпилька — гайка того же корпуса. Концентрация напряжений в первом нагруженном витке шпильки в соединении [c.94]

Радиус закругления в основании нарезки Гр определяет величину эффективного коэффициента концентрации напряжения и вместе с этим усталостную прочность болта или шпильки. Так, увеличение Гр от 0,ls до 0,2s (где s — шаг резьбы) дает приращение усталостной прочности на 100%. [c.206]

Влияние радиуса закругления впадин резьбы. На рис. 47 показана приближенная зависимость величины теоретического коэффициента концентрации напряжений от радиуса г закругления в резьбе болта (шпильки) [3]. [c.156]

Амплитуда приведенных напряжений, определяемая по суммам составляющих средних напряжений растяжения по сечению болта или шпильки и общих изгибных напряжений, вызванных механическими нагрузками и температурными воздействиями, напряжений кручения и общих и местных температурных напряжений с учетом концентрации напряжений в резьбе [c.52]

Рис. 4.22. Коэффициенты концентрации в первой наиболее напряженной впадине резьбы в соединении шпилька—гайка для различных геометрических соотношений

Сопоставление величин коэффициентов концентрации, полз аемых расчетом и экспериментально, для меридионального сечения может служить основанием к предположению, что соседние шпильки, действие которых проявляется в изменении шага резьбы в зоне перемычки рассматриваемого гнезда корпуса, влияют в значительной мере лишь в зоне наибольшего сближения шпилек. Напряженное состояние в других же зонах соответствует напряженному состоянию эквивалентного соединения типа стяжки. [c.169]

В резьбовой части стержня болта (шпильки) осевые напряжения растяжения неравномерно распределены по плош,ади поперечного сечения, причем. наибольшая их концентрация отмечается во впадинах резьбы (см. рис. 4.11). [c.138]

Проверка характера распределения напряжений, полученного в нижнем углу днища гнезда, была выполнена на плоской модели соединения шпилька — корпус , нагруженной подобно объемной модели. Податливость мест сопряжения резьбы шпильки и фланца приближенно воспроизводилась с помощью двух рядов круговых отверстий с соответственно подобранными диаметром отверстий и расстояниями между ними. Коэффициент концентрации, отнесенный к напряжениям в гладкой части шпильки, равен 7,5. Картина полос для зоны скругления днища гнезда под шпильку, полученная по срезу объемной замороженной модели, приведена на рис. 8 (слева). Картины полос, полученные на плоских моделях, приведены на рис. 8 при радиусе скругления г = 2 мм (в центре) и г = 8 мм (справа). Как видно из приведенных картин полос плавный переход в гнезде к горизонтальному участку приводит к существенному снижению напряжений. Например, увеличение радиуса закругления в четыре раза по сравнению с первоначально принятым приводит к снижению коэффициента напряжений приблизительно в два раза. В этом случае напряжения в этой зоне не Превосходят напряжений по дну резьбы во фланце и в шпильке. [c.94]

При проведении визуального и измерительного контроля осматриваются как наружные, так и внутренние поверхности корпусных деталей, а также те детали, сборочные единицы и места, где вероятнее всего максимальный износ и возможны механические повреждения или усталостные явления, в том числе застойные зоны, места скопления влаги и коррозийных продуктов, места изменения направления потоков, сварные швы и околошовные зоны (наличие подрезов, непроваров, свищей), зоны входных и выходных патрубков, резьбы втулок, штоков и маховиков (износ витков, сколы резьбы), хвостовики штоков и проушины дисков (клиньев) у задвижек, зоны уплотнения штоков (коробки сальников), уплотнительные поверхности узла затвора (седел, дисков, клиньев, золотников, плунжеров и т.д.) на наличие раковин, трещин, следов эрозии, коррозии, кавитационного износа крепежные и соединительные детали арматуры (шпильки, болты, гайки), прокладки и поверхности уплотнения в местах сочленения сборочных единиц арматуры, внутренние поверхности корпусных деталей, подверженные кавитации, коррозии или эрозии места возможной концентрации механических напряжений. Проверяются размеры изнашиваемых деталей и зазоры между подвижными сопрягаемыми деталями. Измеряются также толщины стенок патрубков, корпусов, размеры резьбы. Замер производится в местах, где возможно утонение вследствие коррозийного, эрозионного или кавитационного разрушений. [c.248]

Сальниковые болты (шпильки) обычно затягиваются без должного контроля моментов, возникающих при затягивании. Поэтому для мелкой араматуры, чтобы не оборвать болты при затяжке, не рекомендуется их брать слишком малого диаметра, скажем, менее 12 мм. При этом следует иметь в виду, что допускаемое напряжение для болтов малых диаметров очень мало вследствие концентрации напряжений у начала резьбы. Диаметр болтов 6 13 y/Omaxf daon, где 2 - число болтов. [c.98]

Задачу исследования и расчета резьбового соединения можно разделить на две тесно связанные задачи определение распределения усилий по виткам резьбы и определение распределения напряжений по контуру впадин резьбы. От распределения усилий по виткам соединения зависят максимальные напряжения по дну резьбы, которые в условиях резьбовых соединений, имеющих сложный, резко меняющийся контур с большой кривизной, достигают значительных величин. Особенно опасна концентрация растягивающих напряжений в теле шпильки во впадине первого нагруженного витка, считая от опорной поверхности гайки, где, кроме концентрации напряжений от общего потока растягивающих усилий, возникают растягивающие напряжения от изгиба зуба усилиями, передающимися по контактной площадке между зубьями шпильки и гайки. В резьбе гайки также имеется концентрация напряжений, но так как при нормальной конструкции гайка испьггывает напряжения сжатия, то концентрация напряжений в ее резьбе менее опасна концентрации напряжений в шпильке. [c.155]

В случае же меньшего диаметра гладкой части, который в высокона-груженных и ответственных соединениях делают приблизительно равным 0,9 do (в таких болтах, называемых упругими, обычно отношение диаметра гладкой части к диаметру ослабленного сечения d jdi < 1), концентрация напряжений в первых свободных витках меньше, чем в средних. Коэффициенты напряжений в шпильке большого диаметра с резьбой М140Х6 мм, гладкая часть которой равна 0,91 о> в первых витках, граничащих с гладкой частью стержня, процентов на 20-2S ниже, чем во впадинах резьбы, удаленных от начала. В этих случаях выгодно гайку навинчивать до первых полноценных витков (избегая витки, попадающие на сбег), имея в виду снижение эффекта концентрации от общего потока растягивающих усилий. [c.164]

Исходя из изложенного выше рекомендации по расчетной оценке коэффициента концентрации в резьбовом соединении шпилька-корпус рассмотренного типа можно свести к следующей последовательности 1) определяется коэффициент распределения усилий Кр в эквивалентном соединении типа стяжки, объемлющая деталь которого выбирается из учета усредненной жесткости примьжающих зон 2) определяется коэффициент концентрации в первой наиболее нагруженной впадине резьбы шпильки (концентрация напряжения в резьбе корпуса меньше) по формуле [c.169]

Радиус г закругления в основании нарезки определяет величину эффективного коэффициента концентрации напряжения (ЭККН) и усталостную прочность болта или шпильки. Например, увеличение г от 0,15 до 0,2 S (где S — шаг резьбы) дает приращение усталостной прочности на 100%. [c.122]

Известны теоретические исследования о распределении нагрузки по виткам резьбы, основанные на ряде допущений и дающие поэтому лишь приближенные решения, приемлемые для сравнительных оценок. В работе [1] приняты следующие допущения в поперечных сечениях гайки и шпильки, соответственно сжимающие и растягивающие напряжения распределены равномерно и концентрация напряжений в расчетной схеме не учитывается основания считаются неповорачивающимися при нагружении резьбового соединения и деформации зуба учитываются, как для жестко защемленного бруса без деформаций смятия. Экспериментальные иссле- [c.136]

Необходимо отметить, что при высокой концентрации напряжений в резьбе разрушение болта (шпильки) может произойти вследствие хрупкого отрыва, особенно для материалов, склонных к хрупкому разрушёнию. На прочность болта, изготовленного из материала, склонного, к хрупкому разрушению, существенное влияние оказывают перекосы опорных поверхностей, снижающие прочность. [c.352]

Испытания показали, что с увеличением радиуса впадины резьбы шпильки предел выносливости соединений возрастает во всем диапазоне изменения отношения г/5 (рис. 4.25, а). Так, например, при переходе от резьбы с плоской впадиной (тип % табл. 4.3) к резьбе с радиусом впадины г = 0,15 предел выйос-ливости возрастает примерно на 23%. При переходе на больший радиус, г = 0,45, можно достичь увеличения предела выносливости примерно в 2 раза. На рис. 4.25,6 показаны зависимости теоретического (/сс) и эффективного ks) коэффициентов концентрации напряжений от отношения г/5. Эти зависимости посят нелинейный характер, кс и ks уменьшаются с увеличением г/5. [c.130]

Из-за различных жесткостей наружной и внутренней сторон фланца в зоне гнезда под шпильку картина распределения напряжений, полученная по срезу шпильки в меридиональной плоскости корпуса (рис. 6, б), оказывается несимметричной. Если максимумы на первых и последних нагруженных витках со стороны тонкой перемычки корпуса (наружная сторона фланца) и с противо-полойсной стороны (внутренняя сторона фланца) почти равны, то на среднем участке ввинченной длины шпильки нагруженность витков со стороны тонкой перемычки примерно в два раза меньше, чем нагруженность витков с противоположной стороны. Обращает на себя внимание тот факт, что концентрация напряжений в резьбе шпильки, нагруженной осевой силой в плоскости, проходящей по осям соседних шпилек, на 70% больше, чем в перпендикулярной плоскости. [c.91]

Коэффициенты напряжений в плоскости, проходящей по осям соседних шпилек и в которой отсутствует изгибающий момент, в первых нагруженных витках резьбы шпильки и корпуса соответственно равны 4,7 и 3,3. Таким образом, концентрация Напряжений по дну резьбь шпильки в плоскости, проходящей через оси соседних шпилек, как в этом случае, так и в случае действия только осевой силы, значительно превосходит концентрацию напряжений по дну резьбы шпильки в плоскости ее изгиба. В этой же плоскости в месте перехода к горизонтальному участку днища гнезда также возникает значительная концентрация напряжений при радиусе закругления в модели 2 мм коэффициент напряжений достигает величины 7,11 [c.94]

Если напряжения распределены в детали неравномерно и имеется концентрация напряжений, то разрушение происходит в месте максимальных напряжений. В шпильках, а также в образцах с надрезом для испытания на длительную прочность максимальные растягивающие напряжения возникают на некотором расстоянии от дна надреза или скругления резьбы. В этом месте и образуются первые трещины. Шпильки разрушаются обычно по первому витку, так как нагрузка по ниткам резьбы распределяется неравномерно большая се часть воспринимается первым витком и мепьп1е по./ювины - всеми последующими. [c.36]

Шатунные шпильки. Под действием переменных сил шпильки шатунов дизелей 2Д70 работают на усталость очагами концентраций напряжений являются резьба и переходы от резьбы к центрирующим поясам, а также риски на поверхности шпилек. Для повышения усталостной прочности шатунных шпилек цилиндрическая часть их имеет меньший диаметр, чем участок с резьбой, а места переходов отполированы- Резьба шпилек при монтаже утопает в гайку для обеспечения податливости крайних витков и их частичной разгрузки. Наиболее нагруженным является первый виток от места упора гайки, работающей на сжатие. Увеличение высоты гайки не уменьшает нагрузки на первый виток. На шпильках применена резьба, изготавливаемая накаткой, которая обладает большей усталостной прочностью, чем обычная резьба со шлифовкой. Шпильки изготовлены из стали 18ХНВА. [c.47]

Если детали имеют форму и размеры поперечных сечений, изме-няюш,иеся по их длине (коленчатый вал, шатун, клапаны, силовые шпильки и др.), то в местах нереходов, в галтелях, у краев отверстий и шпоночных канавок, в резьбе, зубьях шестерен, между ребрами, повышающими жесткость конструкции, и т. п. вознпкает концентрация напряжений, которая возрастает тем в большей степени, чем меньше пластичность металла и чем выше его статические характеристики прочности. [c.376]

В зависимости от того, какой об.ласти усталостной диаграммы (см. рис. 237) соответствует режим работы шпильки, запас прочности ее сп[ еделяют по формуле (267) или (269) по двум сечениям с минимальной илош,адью и по внутреннему диаметру резьбы, где копцеитра-ция наиряжепий достигает значительной величины. Эффективные коэффициенты концентрации напряжений и допустимые предельные амплитуды для резьбы приведены в табл. 32. [c.409]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...