Високоміцні болти. Робота і розрахунок у з’єднаннях, що працюють на зсув

Сили зсуву у з'єднаннях на високоміцних болтах, як це зазначено вище, передаються за рахунок тертя між поверхнями з'єднуваних елементів, ін­тенсивно стиснених натягом болтів (рис. 4.19, в). Тобто несуча здатність болта визначається силами тертя.

Для однієї поверхні тертя

, (4.32)

де – зусилля натягу болта; коефіцієнт тертя; коефіцієнт надійності для з'єднання на високоміцних болтах.

Значення приймають, як і в (4.29) та (4.30).

Сила натягу болта обмежується його несучою здатністю на розтяг:

, (4.33)

де – розрахунковий опір матеріалу висо­коміцного болта розтягу; – площа болта нетто.

Силу натягу болтів і спосіб її контролю обов'язково позначають на кресленнях.

Підставивши (4.33) в (4.32), отримаємо:

. (4.34)

Суттєво впливає на несучу здатність болтового з'єднання стан контактних поверхонь, а відтак і коефіцієнт їх тертя між собою. Поверхні, додат­ково не підготовлені, мають найнижчі значення коефіцієнта тертя ( = 0, 25). Відповідно несуча здатність такого з'єднання найменша. При ста­ранній обробці значення коефіцієнта тертя мо­жуть досягати = 0, 58. Пропорційно зростає і несуча здатність. Конкретні значення залежно від обробки поверхонь подані у нормах.

Треба зазначити, що у всіх випадках поверхні очищають від бруду, мастил, фарб тощо.

Необхідну кількість болтів у з'єднанні, що перебувають під дією сили зсуву, обчислюють за формулою

, (4.35)

де кількість поверхонь тертя.

Таким чином, проектуючи з'єднання з більшою кількістю поверхонь тертя, можна зменшити кіль­кість болтів і поліпшити техніко-економічні показники (вартість, металомісткість та трудоміст­кість).

Перевірку міцності з'єднуваних елементів, по­слаблених отворами під болти, виконують при ди­намічних навантаженнях – за площею перерізу нетто А_п, а при статичних навантаженнях – за площею брутто А, коли Ап 0, 85А, або умовною розрахунковою площею А_с = 1, 18 А_п для значень А_п < 0, 85А.

25, Моделювання, розрахунок і конструювання болтових з’єднань на звичайних болтах, що працюють на розтяг.

Найчастіше розтяг спостерігається у фланцевих з'єднаннях (рис. 4.18). При цьому використовують болти нормальної точності, а при значних зусил­лях – високоміцні. Несучу здатність болта, не враховуючи концентрації напружень, можна за­писати:

, (4.27)

де розрахунковий опір матеріалу болта розтягові; площа перерізу стержня болта нетто, визначена за діаметром (рис. 4.17, а).

Рис. 4.18 - Болтове фланцеве з'єднання

Обчислюючи несучу здатність заклепки, у (4.27) підставляють відповідно розрахунковий опір матеріалу заклепки розтягу та площу перерізу стержня, обчислену за діаметром отвору. Значення залежить від матеріалу, з якого виготовлено болт чи заклепку, і визначається згідно з табл. 6 додатка 6. Числове значення роз­рахункового опору болта є меншим, ніж розра­хунковий опір розтягу аналогічного матеріалу в конструкції, що пояснюється наявністю концент­рацій напружень поблизу головки та різьби.

Руйнуються болти чи заклепки у зонах най­більших концентрацій напружень: болти – у міс­ці різьби, а заклепки – у місці з'єднання стержня з головкою (відривання головки).

Для передачі зусилля розтягу N необхідна така кількість болтів:

. (4.28)

Отримане значення заокруглюють до більшого числа.

26. Моделювання, розрахунок і конструювання болтових з’ єднань на звичайних болтах, що працюють на зсув (зріз і зминання).