Распределение нагрузки между витками резьбового соединения со спиральной вставкой.

Резьбовая спиральная вставка представляет собой по форме обычную пружину (рис. 1, а), изготовленную из проволоки ромбического сечения (рис. 1, б). Высокая твердость холоднотянутой или холоднокатаной проволоки гарантирует износостойкость резьбы при частом завинчивании или отвинчивании. Вставка, изготовленная из коррозионно-стойкой проволоки, предохраняет резьбу от коррозии.

Резьбовая спиральная вставка представляет собой по форме обычную пружину
Рис. 1 — Резьбовая спиральная вставка в свободном состоянии (а) и в соединении (б)

Так как вставка в свободном состоянии имеет несколько больший диаметр, ее монтируют с предварительным натягом, препятствующим вывинчиванию при знакопеременных нагрузках и повышенных температурах.

При монтаже вставок применяют простой инструмент, которым захватывают хвостовик вставки и ввинчивают ее в предварительно подготовленное отверстие со стандартной резьбой. При необходимости хвостовик вставки после монтажа отламывают и удаляют. С этой целью на первом витке делают насечку (см. рис. 1, а).

Основная особенность резьбового соединения со спиральной вставкой — большая податливость резьбы, способствующая равномерному распределению нагрузки по виткам.

Резьбовую спиральную вставку можно применять в различных конструктивных вариантах соединений, в частности в антивибрационных контргайках, изготовленных из материалов с невысокими механическими характеристиками (дуралюмин, пластмассы и др.) и получивших в последние годы применение в ряде отраслей промышленности. Благодаря вставке упрощается соединение и уменьшаются его осевые размеры (рис. 2).

Схемы конструктивного усовершенствования соединений
Рис. 2 — Схемы конструктивного усовершенствования соединений

Распределенную осевую нагрузку на соединение типа болт—гайка со вставкой можно вычислить по формуле

q(z)={Fm}/{sh mH} ch mz,

в которой
theta_в=m_в P=sqrt{{1/{E_1A_1}+1/{E_2A_2}}/{Delta_1/E_1+Delta_{2в}/E_2+Delta_3/E_3}f},

где
Delta_{2 в}={Delta_2 d_2}/D_2,

а коэффициент Δ3, полученный на основании решения задачи о кручении кольца ромбического сечения, можно представить в виде
Delta_3={k_в d_в d_2 H_1}/{8J_{в y}}(D_2-d_2-P tg alpha/2).

В двух последних формулах:

  • d2 и D2 — средние диаметры резьбы болта и гайки;
  • kв=S1P — безразмерный коэффициент (S1 — малая диагональ ромба);
  • dв — средний диаметр вставки (см. рис. 1);
  • Jвy — момент инерции сечения проволоки вставки относительно оси, проходящей через большую диагональ ромба.

кривые распределения нагрузки между витками в соединениях с резьбой М10
Рис. 3 — Кривые распределения нагрузки между витками в соединениях со вставкой (1) и в обычном соединении (2)

На (рис. 3) даны кривые распределения нагрузки между витками в соединениях с резьбой М10 (высота гайки Н=11 мм). Нижний виток резьбы со спиральной вставкой (в дуралюминовой гайке) нагружен почти в 1,7 раза меньше, чем этот же виток обычной резьбы.

Таким образом, резьбовая вставка, увеличивающая податливость витков резьбы (при возрастании коэффициента γ), существенно улучшает распределение нагрузки между витками.






Навигация
Болты
Винты, шпильки, штифты, прокладки
Пружины
Заклепки
Шпонки
Гайки
Резьба
Валы
Муфты
Подшипники
Виды соединений
Передачи
Материал
Дополнительные материалы
Госты метизов
Сварка
Мы в соцсетях
podshipniki.moscow применяемость подшипников
Сортовой металлопрокат: str-steel.ru в Москве с доставкой.