 |
Определение диаметра болта
|
|
|
|
Диаметр болта d, работающего на срез или растяжение, определяется по ОСТ 1.31100-80 [1], где приводятся соответствующие разрушающие усилия для болтов:
(2)
г де Рδ и Рразр - соответственно действующее и разрушающее усилия для болта;
η - коэффициент избытка прочности.
Для варианта на рис. 3.1,а Рδ = R.
Если болт нагружен одновременно срезающим и разрывающим усилиями, диаметр подбирается по эквивалентной нагрузке по ОСТ 1.31100-80.
Из условия прочности болта:
для варианта на рис. 3.1,б:
(3)
Подчеркнем, что в данном случае Рразр - разрушающее усилие для болта при растяжении.
Подбор диаметра болта, при сочетании срезающего и разрывающего усилий можно выполнить и по [4].
Ограничения на выбор d:
1) номенклатура диаметров болтов выбранного типа (указывается в соответствующем стандарте или нормали [1]);
2) d ≥ 5 мм – для неподвижных соединений;
3) d ≥ 6 мм – для шарнирных соединений.
Возможны два варианта конструктивного оформления группы болтов:
а) диаметры болтов соответствуют действующим на них усилиям (эффективен в весовом отношении);
б) диаметры болтов одинаковы и соответствуют усилию в самом нагруженном болте (эффективен в производственном плане).
Проверка болта на смятие выполняется для болтов, работающих на срез, в тех редких случаях, когда материал болта менее прочен, чем материал соединяемых деталей:
(4)
где Рδср - срезающая компонента усилия на болт;
δ - толщина соединяемой детали;
Чаще условие [4] используется для определения δ.
Выбор типа болта
Стандарт (нормаль) определяет форму закладной головки, длину нарезной части, материал и допуск на изготовление болта. Наиболее употребляемые стандарты приведены в табл. 3.1. Все приведенные типы болтов из стали 30ХГСА. Болты из нержавеющей стали 14Х17Н2 применяют в конструкциях из нержавеющих сталей и титановых сплавов. Титановые болты рекомендуется применять только для работы на срез.
|
|
|
Таблица 3.1
Стандартные болты
| Наименование | Допуск | Стандарт | Назначение |
| Болт с шестигранной головкой | h 12 | ОСТ 1.31103-80 | Основной тип болтов, работающих на разрыв |
| Болт с шестигранной головкой с длинной нарезной частью | f 9 | ОСТ 1.31124-801 | То же |
| То же | p 6 | ОСТ 1.31137-80 | Работа на разрыв в ответственных соединениях |
| То же с потайной головкой | p 6 | ОСТ 1.31189-80 ÷ ОСТ 1.31191-80 | То же |
| Болт с уменьшенной шестигранной головкой и короткой нарезной частью | h 8 p 6 | ОСТ 1.31132-80 ОСТ 1.31138-80 | Работа на срез в ответственных соединениях |
| То же с потайной головкой | p 6 p 6 | ОСТ 1.31192-80 ОСТ 1.31194-80 | То же |
| Болт для шарнирных соединений | f 7 | ОСТ 1.31133-80 | Оси для шариковых подшипников и сферических шарниров |
| Болт конический | - | ОСТ 1.31203-80 | Особо ответственные единичные болты, работающие на срез |
При назначении посадки болта надо иметь в виду следующее.
Болтовые соединения, работающие на растяжение, не требуют посадки с натягом и высокого класса точности. Обычно применяют Н12/h 12.
Для работы на срез используют болты 2, 3 классов точности по скользящей или плотной посадке:
H 9/h8, H8/p6, H7/p6. Плотная посадка применяется для увеличения ресурса соединения.
Для шарнирных болтов применяют посадку H7/f 7. Длина болта L определяется по соответствующим ОСТам [1]. Для болтов, работающих на срез, в теле пакета соединяемых деталей может располагаться только гладкая часть, сбег резьбы укрывается шайбой. Для болтов, работающих только на растяжение, такого жесткого требования нет. Болт должен выступать из гайки на 1-2 шага резьбы.
|
|
|
Пример обозначения болта для шарнирного соединения:
без отверстия под шплинт: 1 – d - L - ОСТ 1.31133-80;
с отверстием под шплинт на расстоянии 3,5 мм от конца: 2 – d - L - ОСТ 1.31133-80.
Подбор гаек и шайб
Стандарт (нормаль) определяет тип, геометрию, материал и номенклатуру гаек. Наиболее употребляемые гайки приведены в табл. 3.2.
Таблица 3.2
Стандартные гайки
| Наименование | Стандарт | Назначение |
| Гайки шестигранные высокие | ОСТ 1.33018-80 | Для болтов, работающих на растяжение (с длинной нарезной частью) |
| Гайки шестигранные корончатые усиленные | ОСТ 1.33109-86 | То же при контровке шплинтом |
| Гайки шестигранные низкие | ОСТ 1.330026-80 | Для болтов, работающих на срез (с короткой нарезной частью.) в неразъемных неподвижных соединениях |
| Гайки прорезные шестигранные низкие | ОСТ 1.33048-80 | Для болтов, работающих на срез при контровке шплинтом |
| Гайки самоконтрящиеся низкие | ОСТ 1.33059-80 | Для болтов, работающих на срез в ответственных соединениях |
| Гайки самоконтрящиеся высокие | ОСТ 1.33055-80 | Для болтов, работающих на разрыв в ответственных соединениях |
| Гайки для стопорения | ОСТ 1.33035-80 | Для контровки в подвижных соединениях |
Корончатые и прорезные гайки используются в разъемных соединениях с контровкой шплинтом. Самоконтрящиеся гайки применяются в неразъемных соединениях и не требуют дополнительной контровки.
Для обеспечения сборки с одной стороны используют анкерные и плавающие гайки с винтами или болтами с ходовой посадкой и, как правило, с направляющим конусом.
С болтами из сталей 30ХГСА и 14Х17Н2 применяют гайки из того же материала. С титановыми болтами используются гайки из 14Х17Н2.
Пример обозначения гайки самоконтрящейся высокой с резьбой М6: 6 – ОСТ 1.33055-80.
Шайбу подбирают исходя из ее назначения:
а) укрытие нерабочей части резьбы болта (сбегов, проточек). Шайба ставится под гайку;
б) защита от повреждения антикоррозионного покрытия при затягивании соединения. Для этой цели используют дюралевые шайбы. Шайба ставится под гайку, а если возможна затяжка болтом – и под головку болта;
|
|
|
в) увеличение площади смятия соединяемых деталей. Используют шайбы с увеличенным наружным диаметром. Шайбы ставят под гайку и под головку болта;
г) для выравнивания поверхности. Применяют клиновые, радиусные и сферические шайбы.
Номенклатура шайб приведена в [1].
Пример обозначения шайбы из Д16АТ толщиной δ, под болт диаметром d, с наружным диаметром D: δ – d - D - ОСТ 1. 34509-80.
|
|
|
