Загальні відомості

РІЗЬБОВІ З'ЄДНАННЯ

З'ЄДНАННЯ ДЕТАЛЕЙ МАШИН ТА ПРУЖНІ ЕЛЕМЕНТИ

Допустимі напруження для зварних з'єднань

Різноманітність факторів, що впливають на міцність зварних з'єднань, а також наближеність та умовність розрахункових формул обумовлюють потребу експериментального визначення допустимих напружень. Норми допустимих напружень беруть з урахуванням кон­кретних якісних показників зварювання та характеру навантаження швів.

Допустимі напруження для зварних швів назначають від допустимого напруження розтягу [σ]_ρ для основного металу. В табл. 15.1 наведені дані для визначення допустимих напружень зварних швів з'єднань деталей із низько– та середньовуглецевих ста­лей і деяких низьколегованих сталей при статичних навантаженнях. Допустимі напруження при циклічному навантаженні зварного з'єднання визначають за формулами:

[σ]'_R = [σ]' γ; [τ]'_R = [τ]'γ, (9)

де [σ]' та [τ]' вибирають з табл.

Коефіцієнт γ ≤ 1 враховує характеристику R = σ_min/σ_max або R = τ_min/τ_max

циклів змінних напружень та ефективні коефіцієнти К_е концентрації напружень у зварних з'єднаннях. Значення γ визна­чають за формулою

γ = 1/ (0,6К_е ± 0,25) – (0,6/ К_е ± 0,25) R . (10)

Верхні знаки в знаменнику цієї формули беруть для дотичних напружень та нормальних, якщо найбільшими за абсолютним значенням є напруження розтягу, а нижні – якщо напруження стиску. Уразі рівності абсолютних значень нормальних напружень можна бра­ти або верхні, або нижні знаки.

Значення ефективних коефіцієнтів К_е концентрації напружень для зварних з'єднань наведені в табл.

Якщо за формулою (10) дістають γ > 1, то в розрахунок беруть γ = 1. Це має місце при R > 0 і означає, що для даного циклу напру­жень вирішального значення набуває не втома, а статична міцність.

Наведені вище рекомендації для визначення допустимих напру­жень у зварних швах справедливі при якісно виконаному зварюван­ні, що задовольняє вимогам стандартів. Усякі дефекти в зварних швах (непровари, підрізи, поруватість, сторонні включення, тріщини) спричинюють різке зниження несучої здатності зварного з'єднання, особливо при циклічному навантаженні.

Будь–яка машина складається з багатьох деталей та окремих скла­дальних одиниць. Ці деталі та складальні одиниці пов'язані між со­бою тим чи іншим способом. Зв'язки елементів машини поділяють на рухомі (шарніри, підшипники) та нерухомі (різьбові, зварні).

Використання рухомих зв'язків елементів обумовлене кінемати­кою машини. Нерухомі зв'язки застосовують для забезпечення мож­ливості розбирання машини на деталі та складальні одиниці. Потре­ба розбирання спричинена спрощенням виготовлення, складання, ре­монту та транспортування.

Нерухомі зв'язки деталей у машинобудуванні називають з'єд­наннями. Всі види з'єднань поділяють на роз'ємні та нероз'ємні.

Роз'ємні з'єднання (різьбові, шпонкові, зубчасті (шліцеві), кле­мові та ін) допускають розбирання з'єднаних деталей без пошко­джень елементів з'єднання.

Нероз'ємні з'єднання (зварні, паяні, клепані та ін.) не дають змоги виконувати розкладання з'єднаних деталей без пошкодження еле­ментів з'єднання. Використання нероз'ємних з'єднань обумовлене технологічними та економічними вимогами.

Проміжне місце між роз'ємними та нероз'ємними займають пре­сові з'єднання В деяких випадках ці з'єднання проектуються як нероз'ємні, і розкладання їх може спричинити пошкодження спряже­них поверхонь та послаблення посадки деталей. Але при малих на­тягах, характерних, наприклад, для посадки кілець підшипників кочення, ці пошкодження незначні, навіть для багатократного на­пресовування.

З'єднання деталей машин є дуже важливими елементами конструк­цій, бо багато аварій або порушень нормальних режимів роботи ма­шини обумовлені незадовільною міцністю та надійністю з'єднань.

Різьбовими називають такі з'єднання, які виконуються за допо­могою деталей, що мають різьбу.

Широке використання різьбових з'єднань у машинобудуванні обумовлене їхньою простотою, високою несучою здатністю, надійністю, а також зручністю з'єднання та роз'єднання деталей. За­стосуванню різьбових з'єднань сприяють також наявність значної но­менклатури спеціальних різьбових деталей, пристосованих до різних конструктивних варіантів з'єднань, їхня широка стандартизація та мала вартість в умовах масового виготовлення.

Обмеження у використанні різьбових з'єднань пов'язані з наяв­ністю значної кількості концентраторів напружень на поверхнях різьбових деталей, що зменшує їх втомну міцність при дії змінних напружень.