Усталостная резьбовых деталей

При действии переменных нагрузок разрушения резьбовых деталей, как правило, носят усталостный характер и происходят в месте концентрации напряжений в резьбе. Долговечность резьбового соединения в значительной мере Определяется способом изготовления резьбы, ее размерами и качеством материала. [c.417]

Длительная прочность резьбовых деталей зависит также от податливости (пружинения) соединения. Уменьшение податливости, большая жесткость стыков создают лучшие условия для работы болтов, винтов и шпилек. Увеличение силы затяжки способствует повышению усталостной прочности крепежных деталей. [c.201]

Во многих случаях поверхностным пластическим деформированием удается полностью нейтрализовать неблагоприятное влияние концентрации напряжений, вызываемой резьбой, на усталостную прочность резьбовых деталей. Следует отметить, что при испытаниях на усталость резьбовых деталей с упрочненными впадинами во многих случаях наблюдали разрущение вне резьбовых участков или в резьбе, но не по дну впадины, а с боковой поверхности зуба. [c.252]

Азотирование вызывает повышение твердости и прочности поверхностного слоя, повышение износостойкости, коррозийной стойкости и усталостной -прочности деталей. Азотированию подвергаются стали, легированные алюминием, ванадием и молибденом шпиндели быстроходных станков, шестерни, плунжеры насосов, клапаны, седла клапанов, измерительные инструменты — резьбовые и гладкие пробки и кольца, скобы, шаблоны и т. д. [c.12]

В связи с наличием зазоров в стыках в узле появятся дополнительные динамические нагрузки, которые могут резко сократить усталостную прочность резьбовых деталей. [c.146]

Поломки резьбовых деталей носят в большинстве случаев усталостный характер, т. е. бывают вызваны действием переменных напряжений. [c.152]

Влияние технологии изготовления на усталостную прочность резьбовых деталей [c.533]

Рассмотрим еще один характерный пример влияния конструктивных элементов на эксплуатационные показатели детали. Слабыми местами резьбовых соединений могут быть нарезанная часть болта, переход от нарезанной части к гладкому стержню (проточка), переход от стержня к головке болта и др. Следует отметить, что проведением конструктивных и технологических мероприятий можно добиться того, чтобы резьбовое соединение имело только одно слабое место. Очень часто таким слабым местом при статических нагрузках является переход от нарезанной части к гладкому стержню. При циклических же нагрузках наиболее слабым местом является нарезанная часть болта. Но усталостная прочность в той или иной степени зависит и от конструктивного выполнения других элементов резьбовых деталей. Такими элементами являются форма проточки, отношение диаметра гладкого стержня болта к диаметру резьбы, конструкция гайки и др. Форма проточки, являющейся надрезом, в большой степени влияет на прочность резьбовых соединений. Формы перехода от нарезанной части к гладкому стержню болта стандартизованы (рис. 1.10). [c.55]

Определение напряженного состояния и концентрации напряжений в резьбовом соединении аналитическими методами теории упругости связано с математическими и техническими трудностями, обусловленными сложностью формы тел болта и гайки, а также граничных условий. Эффективность метода фотоупругости для определения концентрации напряжений в соединении, как показывает анализ работ [8, 13, 63] и др., невелика, что связано с внесением больших погрешностей в форму деталей (особенно по шагу резьбы) при изготовлении моделей эти погрешности искажают действительное поле напряжений в соединении. Поэтому до недавнего времени для оценки прочности соединений использовали в основном данные приближенных расчетов распределения нагрузки и сравнительных усталостных испытаний. [c.140]

Накатывание резьбы при высокой производительности и низкой стоимости изготовления в сочетании с высокой механической и усталостной прочностью изготовленных деталей выгодно отличается от других методов обработки резьбовых соединений. В условиях заводов тяжелого машиностроения в цехах и на участках нормалей в результате распространения группового запуска деталей и групповых технологических процессов находят применение мощные резьбонакатные станки для накатки резьбы диаметром от 3 до 50 мм. Появление станка РН-24 с усилием накатывания до 235 кн (24 Т) создает возможность накатывания резьбы с шагом 6 мм и диаметром от 60 до 100 мм. [c.34]

Эффективность упрочнения резьбы наклепом впадины оказывается весьма значительной. Даже при малых степенях деформации, усталостная прочность резьбовых образцов заметно возрастает [78]. Это позволяет использовать метод обкатки вибрирующим роликом для упрочнения деталей весьма крупных размеров. [c.172]

Типичными представителями таких деталей являются колонны прессов. Резьбовые участки под гайками, крепящими колонны к станине и архитраву пресса, являются местами концентрации напряжений. В этих местах наблюдается образование трещин усталостного характера, а иногда колонны разрушаются, что приводит к тяжелым авариям и вызывает большие расходы, связанные с ремонтом и простоем прессов. [c.172]

Таким образом, усталостные испытания резьбовых образцов при симметричном изгибе в морской воде показали, что применение упрочнения для таких деталей весьма эффективно и может быть рекомендовано для повышения их несущей способности при работе в аналогичных условиях. [c.253]

Большое практическое значение имеют испытания натурных деталей, так как они дают наиболее точные характеристики выносливости отдельных узлов, выявляют слабые места конструкций, позволяют установить реальный ресурс деталей. Разработаны установки для испытаний труб большого диаметра пульсирующим давлением 138], стенд для испытаний на коррозионную малоцикловую усталость насосных штанг с резьбовым концом [39], устройство для усталостных испытаний резьбовых соединений [40]. [c.48]

Накатывание резьб является эффективным и производительным методом обработки, который получил широкое применение в крупносерийном производстве. Накатанные резьбы по сравнению с нарезанными вследствие уплотнения поверхностного слоя обладают большей усталостной прочностью и долговечностью. Накатывание наружной резьбы на деталях выполняют двумя плоскими резьбовыми плашками, резьбовыми роликами и резьбовым роликом и неподвижной сегментной плашкой. [c.203]

Наклеп повышает циклическую прочность у таких деталей, которые работают при температуре, близкой к нормальной, и при переменных нагрузках. Так, усталостная прочность резьбовых соединений при правильно выбранных режимах накатывания резьбы болтов из легированной стали (при которых образуются значительный наклеп без отслаивания верхних слоев металла, волокнистая текстура и напряжения сжатия) может быть повышена в 2 раза и более по сравнению с прочностью соединений, у которых резьба болтов шлифована и наклеп отсутствует [84]. При этом производительность накатки несколько понижается. [c.18]

Влияние диаметра резьбы и величины шага. Увеличение диаметра резьбы d и шага S понижает усталостную прочность резьбовой детали в результате масштабного эффекта , действие которого сильно проявляется на деталях с концентрацией напряжений. [c.157]

Важнейшими причинами увеличения частоты отказов при длительной эксплуатации машин являются изнашивание и усталостные напряжения в деталях машин. Исследования показывают, что 80—90% поломок происходит из-за усталости материалов деталей. Например, корпусные детали часто выходят из строя из-за изнашивания и повреждения посадочных мест при перемонтаже, а также повреждении резьбовых соединений, поломок при авариях и т. д. Опоры скольжения постепенно приходят в негодность прежде всего из-за абразивного изнашивания, заедания, а также усталостных напряжений. Зубчатые передачи выходят из строя из-за усталостных выкрашиваний и излома, заеданий, особенно в высокоскоростных передачах, где теряется защитная способность масляной пленки. Переключаемые передачи выходят из строя из-за повреждения зубьев [35]. [c.162]

Усталостную прочность и жесткость деталей восстанавливают наклепом. Путем наклепа галтелей, цилиндрических, шлицевых, резьбовых поверхностей деталей удается добиться повышения усталостной прочности. Наклеп создается роликами, ударами дроби или шариков. [c.261]

Практика эксплуатации машин показывает, что подавляющее большинство неисправностей, за исключением повреждений аварийного характера и вызванных химико-тепловым воздействием, возникает в соединениях деталей. При этом отказ в работе каждого соединения наступает при возникновении определенных, присущих только данному соединению неисправностей независимо от того, где соединение работает — на тепловозе, электровозе, вагоне, автомобиле, станке или в любом другом изделии машиностроения. Например, отказ в работе шлицевого соединения наступает при нарушении посадки между шлицами (увеличении зазора) из-за износа или смятия шлицев. Потеря работоспособности зубчатого соединения вызывается износом или усталостным разрушением зубьев. Соединения с гарантированным натягом выходят из строя при ослаблении деталей в посадке, узлы с подшипниками качения — при ослаблении колец в посадке или при появлении повреждений в самих подшипниках, резьбовые соединения — при износе, вытянутости или срыве резьбы и т. д. Поэтому технологические приемы разборки, восстановления и сборки каждого типа соединения и узла одинаковы и будут отличаться в каждом отдельном случае только в зависимости от материала, термообработки, прочности и характера повреждения деталей, а такл е от экономической целесообразности применения того или иного способа ремонта. [c.80]

Около 90 % разрушений резьбовых деталей носит усталостный характер. Чаще всего разрушение происходит по первому или второму витку, считая от опорного торца гайки реже — в области сбега резьбы и в подголовочном сечении болта (винта). [c.62]

Анализ характера разрушений резьбовых соединений различных конструкций, работающих в условиях циклического нагружения, проведенный по результатам, полученным автором и другими исследованиями [1—31, показал, что в резьбовом сопряжении разрушение происходит от усталостных трещин, развивающихся по поперечному сечению болта (чаще всего по первому витку, находящемуся в сопряжении с гайкой, считая от опорной поверхности), или из-за циклического среза витков резьбы (от усталостных трещин, огибающих эти витки). Наблюдаются и переходные формы разрушения, когда срезаются отдельные витки, а окончательное разрушение происходит по поперечному сечению болта (шпильки). Такш характер разрушения связан с особенпостями нагружения витков резьбы болта, находящихся в сопряжении с охватывающими резьбовыми деталями. Для резьбовых соединений с крупными шага- [c.387]

Цинкование успешно используется в комбинации и с другими методами так, коррозионно-усталостную прочность резьбовых деталей можно значительно повь1сить за счет вибрационного наклепа резьбы с последующим цинкованием поверхности [29]. 122 [c.122]

При нормальной эксплуатации в условиях статического нагружения резьбовые детали разрушаются редко. Статистический анализ случаев разрушения резьбовых деталей при значительных перегрузках показывает, что 90% всех поломок носят усталостный характер. Это объясняется прежде всего тем, что при переменных напряжениях прочность резьбовых деталей снижается из-за наличия резьбы и перехолных сечений (сбег резьбы, сопряжение стержня болта с головкой), которые являются концентраторами напряжений. Иногда разрушения болтов являются следствием того, что при проектировании не учитывались дополнительные нагрузки, возникающие в процессе эксплуатации, а также из-за недостаточно тщательного контроля сборки узла, неточностей изготовления и т. п. [c.346]

При выборе способа и технологических режимов изготовления резьбовых деталей ответственных соединений следует учитывать качество поверхности резьбы, которое определяется микрогеометрией и физико-механическими свойствами поверхностного слоя. Физико-механические свойства (твердость, микроструктура, химический состав, остаточное напряжение) характеризуют прочность, износоустойчивость и коррозионную стойкость поверхностного слоя резьбовой детали. Микрогеометрия и физико-механические свойства поверхностного слоя резьбовой детали в значительной степени влияют на усталостную прочность резьбовых соединений и практически не влияют на (. татическую прочность. [c.123]

Влияние технологии изготовления на усталостную прочность резьбовых деталей (среднее напрлженне = 20 кг мм ) [c.791]

Химико-термпческая обработка (азотирование, цемоптнрованио) резьбовых деталей существенно повышает усталостную прочность соединений. [c.160]

Статистический анализ показывает, что приблизительно 90% разрушений резьбовых деталей носит усталостный характер. Это объясняется прежде всего влиянием концентраторов напряжений (резьбы, переход-ных сечений), снижающих прочность резьбовых деталей при переменных напряжениях. Разрушаются при этом, как правило, болты, хотя резьба имеется и в гайках это связано с известным влпя- Рис. 10.16 [c.133]

От точности с п 01 зависит действительная рабочая высота профиля, а следовательно, износостойкость и прочность на смятие сопряженных витков резьбы. Большое влияние на прочность винта оказывает форма впадины резьбы (рис. 13.1. б). Углубление и заострение впадины уменьшают фактическую расчетную площадь поперечного сечения винта и снижают его статическую прочность. Форма впадины влияет на концентрацию напряжений, поэтому от нее зависит усталостная прочность резьбовых деталей. Впадина наружной резьбы может быть плоской (1) или закругленной (2). Если форма впадины не ограничена, ее контур должен находиться в зоне 3. Наименьшую усталостную прочность имеют наружные резьбы с плоской впадиной, а наибольшую — с закругленной по Я 0,216Р. [c.204]

Посадки резьб образуют сочетанием полей допусков болтов и гаек. Возможны любые сочетания полей допусков, но в первую очередь необходимо применять поля допусков предпочтительного применения (6 , бЯ и т. д.). Эти поля допусков дают посадки с небольшими наименьшими зазорами, обеспечивают определенность характера соединений и облегчают свинчивание резьб или позволяют применять тонкие антикоррозийные покрытия резьб. Посадки с большими (образованные полями 6е, Ы и т. д.) применяют для резьбовых соединений, работающих при высокой температуре, для облегчения сборки и разборки или для повышения усталостной прочности резьбовых соединений. Посадки с 5тш=0 (с основными отклонениями Я и й) обеспечивают высокую определенность характера соединения и повышенную точность центрирования, но затрудняют свинчиваемость деталей, однако они не приемлемы при нанесении на резьбы антикоррозийных покрЕчтий. Посадки резьб обозначают дробью в числителе помещают поле допуска гайки, а в знаменателе — болта. Например, М12—6H/6g. [c.163]

Развитие теории еопротивления уеталоети в наетоящее время идет в оеновном по пути накопления и еистематиза-ции экспериментальных данных, на основании которых и проводится расчет на прочность при переменных напряжениях. Усталостные испытания связаны с использованием сложных машин и образцов, а получение одной экспериментальной зависимости часто требует месяцы, а иногда и годы. Хотя в течение многих десятилетий ведется все время прогрессивно развивающаяся экспериментальная и теоретическая работа по исследованию усталости, в настоящее время, на основании имеющихся опытных данных, мы может рассчитывать на сопротивление усталости сравнительно узкий круг, правда, часто встречающихся, деталей систем (валы, вращающиеся оси, зубчатые колеса, некоторые паяные и резьбовые соединения и ряд других). Для вновь создаваемых узлов и систем с целью выяснения их сопротивления усталости приходится прибегать к натурным усталостным испытаниям. [c.332]

Двухприводных машин проконтролировано всего 54. Дефекты обнаружены только на тягах (горизонтальных, вертикальных, контргрузов) самые распространенные — трещины усталостного характера в резьбовых частях указанных деталей и в проточках на выходе резьбы. Многие дефекты выявлены ультразвуковым (73%) и магнитопорошковым (26%) методами, на долю электромагнитного приходится 1%. [c.112]

Грузоподъемные механизмы (машины) достаточно широко используют в угольной промышленности. Ответственные и нагруженные детали — грузозахватные органы (крюки) и элементы подвески (травер-са-вилка, ось), в которых в процессе эксплуатации возможно возникновение поверхностных усталостных трещин. Для своевременного обнаружения этих дефектов необходима профилактическая дефектоскопия. Так, на литейных кранах дефектоскопии должны подвергаться следующие детали пластинчатые крюки, оси с резьбой, резьбовая часть вилок пластинчатых крюков, хвостовиков и вилок штампованных или кованных крюков балансиры и оси балансиров, оси блочных подвесок, оси и валы барабанов, несущие элементы металлоконструкций кранов. Крюки грузоподъемных машин, транспортирующих расплавленный металл и жидкий шлак, контролируют не реже одного раза в год. Необходимость и периодичность проверки других деталей подвески устанавливает администрация предприятия. [c.124]

Необходимость расчета напряжений и деформаций в зонах контакта деталей машин возникает на практике довольно часто как при расчете их на контактную прочность (зубчатые и фрикционные передачи и др.), так и для оценки усталостной прочности (резьбовые, ирессовые соединения и т. д.). [c.5]

Обкатывание роликами широко применяют для упрочнения крупных деталей паровозных и вагонных осей, штоков штамповочных молотов, торсионных валов, зубчатых колес и других деталей. Особая эффективность упрочнения крупных деталей объясняется возможностью получать в процессе обкатки большую глубину (до 30 мм) и большую степень наюлепа. Например, обкатка подступичной части осей вагонов увеличивает срок их службы в 25 раз при глубине наклепа 13—19 мм. Обкатка торсионных валов повышает усталостную прочность их на 80—100%. Обкатка резьбы увеличивает усталостную прочность резьбовых соединений до 2 раз при незначительном повышении статической прочности. [c.165]

Некоторые примеры применения проточек в резьбовых соединениях показаны на рис. 6.45. На рис. 6.45, а изображено соединение с длинными проточками. Для обеспечения высокой податливости болта длина проточек должна быть максимальной. Центральный участок стержня, выполненный полным диаметром, служит для фиксации болта и передачи сдвигаюп их нагрузок. Для точной фиксации оси болта вблизи гайки и головки болта выполняют направляющие выступы (рис. 6.45, б). Их назначение — уменьшение изгиба стержня при монтаже и в эксплуатации. Во избежание появления на выступах усталостных трещин от коррозии при трении и для обеспечения осевых сдвигов соединяемых деталей эти выступы делают узкими иногда на них наносят защитное покрытие. [c.218]

Ранее указывалось, что при испытаниях на усталость резьбовых соединений (и других деталей) обнаруживается большой разброс экспериментальных значений ограниченной выносливости по отношению к средним значениям. Это обусловливается статической природой процесса усталостного разрушения, а также неоднородностью микро<лруктуры металла и микрогеометрии поверхностного слоя. Отметим, что на разброс долговечности и пределов выносливости влияют факторы, связанные с технологией изготовления и испытания образцов. [c.220]

Разрушение деталей машин вследствие фреттинга может проявляться в виде коррозионного разрушения поверхности при фрет-тинг-коррозии, образования недопустимых зазоров в местах соединений или изменения размеров деталей при фреттинг-износе и в виде ускорения процесса усталостного разрушения при фреттинг-усталости. Типичные места, где обычно наблюдаются вызванные фреттингом повреждения,— это соединения с натягом резьбовые, [c.476]

Изложенные в первых шести главах книги концепции предельных состояний и расчета на прочность в упругопластической и температурно-временной постановке под длительным статическим и малоцикловым нагружением, а так же в усталостном и вероятностном аспекте под многоцикловым нагружением иллюстрируются в последующих четырех главах Примерами расчетов конкретных конструктивных элементов. В соответствии с этим рассматриваются расчеты элементов сосудов и компенсаторов тепловых перемещений с упруго-пластическим перераспределением деформаций и усилий расчез ы циклической и статической несущей способности резьбовых соединений в связи с эффектами усталости и пластических деформаций расчет валов и осей как деталей, работающих, в основном, на усталость при существенном влиянии факторов формы и технологии изготовления, расчет которых основывается на вероятностном подходе для оценки надежности расчет на прочность сварных соединений, опирающийся на систематизированные экспериментальные данные о влиянии технологических и конструктивных факторов на статическую и цикличе-ческую прочность. [c.9]

Формообразование внешних фасонных поверхностей накатыванием в холодном состоянии получает все большее распространение в последние годы. На заводах массового или крупносерийного производства резьбовые крепежные детали, мелкошлицевые валы и маломодульные зубчатые колеса из сталей и цветных металлов обрабатывают большей частью накатыванием. Метод накатывания начинают внедрять в производство зубчатых колес средних модулей и шлицевых валов сравнительно крупных размеров вместо зубонарезания, но в этих случаях приходится прибегать к подогреву. Предпочтение накатыванию объясняется высокой производительностью и низкой стоимостью обработки в сочетании с высокой механической и усталостной прочностью накатанных деталей. Более высокая прочность получается ввиду того, что волокна в металле при накатывании не перерезаются и появляется поверхностный наклеп. Накатывание резьбы плашками по производительности выше нарезания резьбовыми головками в 9 раз, нарезания лерками — в 16 раз и резьбофрезерования — в 30 раз. [c.626]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...