Задачи работы

КОНСТРУИРОВАНИЕ БОЛТОВОГО КРЕПЛЕНИЯ КРОНШТЕЙНА К СТОЙКЕ

Лабораторная работа №3

Список использованных источников

Исходные данные

1. Крепежные нормали: Сб. стандартов. М.: Минавиапром СССР, 1970.

2. ОСТ 1.34041-79. Соединения заклепками для автоматической клепки. Радиальный натяг и подбор длин заклепок. Введ. с 01.07.79.

3. ОСТ 1.00016-71. Шаг заклепок в заклепочных швах. Введ. с 01.06.72.

4. ГОСТ 2.108-68. Спецификации. Введ. с 01.01.71.

1 Формирование у студентов навыков конструирования болтовых соединений.

2 Изучение нормативной документации по болтовым соединениям.

Рекомендации по конструированию болтовых соединений

Конструирование болтового соединения мало отличается от конструирования заклепочного соединения, особенно для болтов, работающих на срез. В дополнение к параметрам заклепочного соединения (см. лабораторную работу № 2) для болтового определяются:

а) допуск и посадка болта;

б) стандарт гайки и шайбы;

в) минимальные размеры места под ключ;

г) вид стопорения.

Определение нагрузок, действующих на болт

Нагрузки на болт зависят от величины внешних сил, количества и расположения болтов в соединении, конструкции стыка.

Для протяженных болтовых швов в регулярных зонах конструкции определение нагрузок на болт аналогично рассмотренному в лабораторной работе № 2.

Методика определения усилий для группы болтов изложена в курсе «Основы конструирования машин». Напомним, что в ее основе лежит определение «центра жесткости» группы болтов. На рисунке 3.1 показаны два основных варианта нагружения болтов крепления кронштейна:

а – крепление без упора кронштейна в стойку; б – то же с упором.

Составляющие усилия на болт (рис. 3.1) определяются по формулам:

(1)

где F_i - площадь поперечного сечения i-го болта;

P- приложенная к кронштейну нагрузка;

r в случае крепления кронштейна без упора в стойку ( рис3.1 а) расстояние от оси самого нагруженного болта до линии центра жесткости болтов;

в случае крепления кронштейна с упором (рис 3.2 б) в стойку расстояние от оси самого нагруженного болта до опорной точки.

Рисунок 3.1

Если обе составляющие нагружают болт срезом (рис. 3.1,а), определяется их равнодействующая:

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 Р_δ и Р_разр - соответственно действующее и разрушающее усилия для болта;

η - коэффициент избытка прочности.

Для варианта на рис. 3.1,а Р_δ = 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 Р_разр - 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 Р_δ^ср - 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