Определение силы затяжки по заданной деформации

Влияние температуры. Часто возникает необходимость определения силы затяжки болта или шпильки при определенном повороте гайки.

Пусть в процессе монтажа гайка повернута на угол Θ,°.

Тогда расстояние между торцом гайки и головкой болта соответствующим сечением шпильки) уменьшится на δ:

delta = P Theta / 360,

где P - шаг резьбы.

В соединении возникает сила затяжки F0, вызывающая удлинение болта и укорочение деталей. Сумма этих перемещений должна быть равна δ.

Отсюда

P Theta / 360 = F_0 sum{i = 0}{n}{lambda_i},

где n - число стягиваемых деталей (индекс 0 соответствует болту).

Из последнего уравнения следует, что

F_0 = Theta / 360 P/sum{i = 0}{n}{lambda_i}.

В приближенном расчете можно пренебречь податливостью промежуточных деталей в сравнении с податливостью болта:

sum{i = 0}{n}{lambda_i} approx lambda_0 = l_0 / {E_0 A_0}

Тогда напряжение затяжки в резьбовой части болта (шпильки)

sigma_0 = Theta / 360 P E_0 / l_0 (d_c / d_1)^2,

где dc — диаметр стержня; d1 — внутренний диаметр резьбы.

По аналогии с описанной задачей определяются дополнительные силы, обусловленные нагревом деталей. Температурное удлинение, которое должно быть компенсировано упругой деформацией, определяется по формуле

delta_t = sum{i = 1}{n}{alpha_i t_i l_i} - alpha_0 t_0 l_0,

где αi - коэффициент линейного расширения детали; ti - температура детали.

Дополнительная сила обусловленная нагревом,

F_t = delta_t / sum{i = 0}{n}{lambda_i}.

Температурные напряжения уменьшаются при увеличении податливости любой детали системы. В некоторых конструкциях для уменьшения температурных напряжений вводят специальные упругие шайбы или компенсаторы из инвара и других материалов.

Следует отметить, что температурные напряжения особенно опасны при нестационарных режимах работы установки (например, при пуске), когда имеются большие перепады температуры.






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.