Detaļu savienošanas pieskrūvētās metodes izmantošana ļauj nepieciešamības gadījumā izjaukt konstrukciju vai mehānismu un vienkāršo demontāžu remonta vai atjaunošanas darbiem.

Konstrukcijas ekspluatācijas laikā tiek pārbaudīti detaļu savienojumi Dažādi slodzes, kas jāņem vērā projektēšanā. Skrūvju savienojumi var tikt pakļauti slodzēm, kas vērstas pa skrūvju asīm (spriegojums-saspiešana), radiālās (vērpes), kā arī slodzes, kas vērstas plaknē, kas ir perpendikulāra skrūves asij. Pēdējie, pārvarot berzes spēku, ko nodrošina skrūvju-uzgriežņu pāra pievilkšana, spēj izraisīt stiprinājuma bīdes un bīdes deformāciju (šādi spēki ietekmē arī kniedes, tapas, tapas, atslēgas utt.).

Izmantojot pieskrūvēts savienojums iespējams nodrošināt vairāku detaļu stiprinājumu, kas palielina iespējamo griešanas plakņu skaitu, kas arī obligāti jāņem vērā, projektējot konstrukciju.

Atvasinot, ir pieļaujami daži vienkāršojumi, attēlojot detaļu radītos triecienus, un, lai nodrošinātu uzticamību, tiek ņemtas maksimālās darbības spēku vērtības.

APRĒĶINĀŠANAS FORMULA LOCĪTAVĀM IZVĒRTĒTAJĀM BIRDES SLODZĒM

Bīdes skrūvju konstrukcija ņem vērā vairākus faktorus, kas ietekmē savienojuma spēju pretoties spēkiem, kas iedarbojas uz savienojamajām daļām. Šie faktori kļūst par:

• detaļu raupjums;
• materiālu tecēšanas robeža;
• starpība starp detaļā esošās atveres un skrūves vārpstas diametru;
• savienojuma pievilkšanas spēks;
• savienojamo detaļu šķērseniskie izmēri (biezums);
• urbumu atrašanās vieta attiecībā pret otru un savienojamo detaļu malas;
• skrūves vārpstas diametrs tās darba daļā. Vītnes ārējais diametrs netiek ņemts vērā, jo tas neiztur ārējos spēkus;
• to materiālu berzes koeficienti, no kuriem izgatavotas savienojamās detaļas.

Atkarībā no dažādi apstākļi savienojumi, bīdes aprēķini tiek veikti pēc dažādām formulām.

Iepriekš noslogots skrūves diametrs (bez atstarpes) , aprēķina katrai šķēlei pēc formulas:

D = √4P/πt
D ir skrūves diametrs;
P ir šķērsspēks, kas iedarbojas uz skrūvi (ņūtonos);
t ir pieļaujamais bīdes spriegums (MPa), kas ir atkarīgs no materiāla un ir iestatīts saskaņā ar atsauces tabulām, parasti 0,2-0,3 no tecēšanas robežas.

Lai novērstu ar atstarpi uzstādīto skrūvju nobīdi , nepieciešams nodrošināt pareizu berzes spēku starp detaļām, kas tiek panākts ar noteiktu skrūvju pievilkšanas spēku un tiek aprēķināts pēc šādas formulas:

Q=P/f
P ir spēks šķērsvirzienā bīdes (bīdes) spēkam, kas izveidots, pievelkot skrūvju-uzgriežņu pāri;
f ir berzes koeficients. Atkarībā no materiāliem, no kuriem ir izgatavotas savienojamās detaļas, no savienojuma virsmu apstrādes tīrības un eļļošanas klātbūtnes, tas ir iestatīts saskaņā ar atsauces grāmatām.

Arī pievilkšanas spēks var aprēķināt, izmantojot formulu:
Q = πd²q/4
d ir skrūves vītnes iekšējais diametrs;
q ir maksimāli pieļaujamais stiepes spriegums, MPa.

Vairākām locītavām skrūve tiek aprēķināta pievilkšanas spēkam:
Q = P/fi
fi ir savienojumu skaits.

Konusveida skrūves tiek aprēķināti tāpat kā tie, kas uzstādīti ar interferenci, jo skrūves galvas koniskā forma nodrošina savienošanu ar detaļu bez atstarpes.

Aprēķinot savienojumu, kuram ir vairāki detaļu stiprinājuma punkti, kopējai slodzei jābūt vienmērīgi sadalītai starp stiprinājumiem vai vismazāk noslogotajām sekcijām jāņem bīdes spēku maksimālās vērtības.

Protams, iepriekš minētās formulas ir vispārīgas, neņemot vērā visus savienojuma darbības apstākļus. Iepriekš apsvērtie faktori, kas ietekmē savienojuma izturību, vajadzības gadījumā tiek ievadīti šajās formulās papildu koeficientu veidā, kas iegūti aprēķinos vai pieredzē.

Turklāt, nostiprinot detaļas ar skrūvēm, ir jāņem vērā fakts, ka dažādas savienojuma daļas ietekmēs spēki, kas nav vienādi pēc absolūtās vērtības un virziena. Lai nodrošinātu konstrukcijas izturību, savienojums jāveic, ņemot vērā sprieguma diagrammu, īpaši gadījumos, kas nav paredzēti standartos.

Skrūvju savienojumu standarti, kas izstrādāti, ņemot vērā izturības un uzticamības prasības, nosaka stiprinājumu ražošanā izmantotās tērauda markas, izmērus stiprinājumi un attālums starp tiem. Turklāt skrūvēm, kas uzstādītas ar atstarpi, tiek regulēti to caurumu izmēri.

Tā, piemēram, prasības būvniecībā izmantotajām ir noteiktas nozares standartā STO 0041-2004 “Ēku tērauda konstrukcijas. Skrūvju savienojumi. Projektēšana un aprēķins.

Standarti aptver plašu izmēru klāstu stiprinājumi- skrūves, uzgriežņi, bloķēšanas paplāksnes, kas ļauj projektēt konstrukcijas, neizmantojot nevajadzīgus jaunu detaļu un to ražošanas aprēķinus. Pietiek izmantot nozares jau saražotos, veicot korekcijas, ņemot vērā drošības rezervi (parasti tā koeficients tiek pieņemts 1,3 no maksimālā slodze katram savienojumam).

BRĪDINĀTO SAVIENOJUMU PARĀDĪJUMS UZ ZĪMĒJUMIEM

Izbūvējot vītņotos (ieskaitot skrūvju) savienojumus rasējumos, skrūves vītne ir attēlota nosacīti. Tas nodrošina rasējumu izpildes vienkāršību un ātrumu. Pieņemtie nosacījuma attēli ir iestatīti saskaņā ar GOST 2.315-68.

Skrūves ārējo vītni gar ārējo diametru parasti norāda ar cietu galveno līniju, gar iekšējo diametru - ar cietu plānu līniju. Uz skrūves izvirzījumiem, kas izveidoti, sadalot to ar plakni, kas ir perpendikulāra asij, iekšējo diametru norāda ar plānu līniju, kas novilkta uz trim ceturtdaļām apļa. Šajā gadījumā slīpums nav attēlots, tikai uz skrūves garengriezuma. Attālums starp tievo un galveno līniju nedrīkst būt lielāks par vītnes soli, bet nedrīkst būt mazāks par 0,8 mm.

Iekšējā vītne uz uzgriežņa ir attēlota otrādi - galvenā līnija gar iekšējo diametru.

Izšķilšanās pa daļām un griezumiem tiek veikta līdz cietai galvenajai līnijai. Uzliekot uz skrūvju savienojuma rasējumu, skrūves, uzgriežņa un paplāksnes izmēri ir izgatavoti saskaņā ar to standarta izmēri. Tas ir, standarta stiprinājumu izmēri ir noteikti saskaņā ar GOST uz tiem.

Spēka aprēķins vītņotie savienojumi

Aksiālā slodze Skrūves daļa caur vītni tiek pārnesta uz uzgriezni un tiek līdzsvarota ar tā atbalsta reakciju. Katrs no Z vītnes tiek noslogotas ar spēkiem F1 , F2 , … F Z .

IN vispārējs gadījums slodzes uz spolēm nav vienādas. Slodzes sadalījuma problēma pa spolēm ir statiski nenoteikta, un to atrisināja krievu zinātnieks N.E. Žukovskis 1902. gadā, pamatojoties uz vienādojumu sistēmu standarta sešstūra uzgrieznim. Grafikā redzama ievērojama apakšējo pagriezienu pārslodze un uzgriežņa garuma palielināšanas bezjēdzība, jo. pēdējie pagriezieni praktiski nav noslogoti. Šis slodzes sadalījums vēlāk tika apstiprināts eksperimentāli. Aprēķinos nevienmērīga slodze tiek ņemta vērā ar empīrisko (eksperimentālo) koeficientu Km , kas ir vienāds ar 0,87 trīsstūrveida, 0,5 - taisnstūrveida un 0,65 trapecveida vītnei.

Galvenie iznīcināšanas veidi stiprinājuma vītnēs ir pagriezienu griezumi, ritošajos - pagriezienu nodilums. Tāpēc galvenais darbības kritērijs

stiprinājuma vītņu aprēķinam - izturība bīdes bīdes spriegumiem, bet svina vītnēm - nodilumizturība bīdes spriegumiem.

Bīdes stiprības nosacījums:

f/(π d 1 HKK m ) ≤[τ ] skrūvei; τ =f/ (π dHKK m ) ≤[τ ] par riekstu

Kur H - uzgriežņa augstums vai skrūves dziļums sagatavē, K =ab/p vai K =ce/p – vītnes pilnīguma koeficients, Km - spoļu nevienmērīgās slodzes koeficients.

Nodilumizturības pret saspiešanu nosacījums:

s cm =f/ (π d 2 HZ ) ≤[ s]cm ,

Kur Z - darba apgriezienu skaits.

Vītnes un skrūves vārpstas vienāda izturība ir vissvarīgākais nosacījums standarta uzgriežņu augstuma piešķiršanai. Tātad, ņemot vērā materiāla tecēšanas robežu kā galīgos spriegumus un ņemot vērā to τ T ≈ 0,6 s T Vienādas vītnes stiprības nosacījums bīdē un skrūves vārpstas spriegojumā parādīsies šādā formā: τ =F/ (π d 1 HKK m )= =0,6 σ T =0,6 F/ [(π/4) d 1 2 ]. Plkst K = 0,87 Un Km = 0,6 mēs saņemam H ≈0,8 d1 , un ņemot vērā to d1 = d beidzot pieņem parastā standarta stiprinājuma uzgriežņa augstumu H ≈0,8 d.

Papildus parastajam standartam augsts H ≈1.2d un zems H ≈0,5 d rieksti. To pašu iemeslu dēļ tiek iestatīts skrūvju un tapu ieskrūvēšanas dziļums daļās: tēraudā H1 =d , trauslā - čuguns un silumīns H =1,5 d. Standarta uzgriežņu augstums (izņemot zemos) un skrūvēšanas dziļums glābj mūs no standarta stiprinājumu vītnes stiprības aprēķināšanas.

Aprēķinos nav iespējams ignorēt skrūves un savienojamo detaļu elastību. Vienkāršākajā gadījumā ar nemainīga šķērsgriezuma skrūvēm un viendabīgām daļām

λ b = l b /(E b A b ) ; λ d = δ d / (E d A d ) ,

Kur λ b , λ d - skrūves un detaļu atbilstība, kas vienāda ar to deformāciju pie vienas slodzes (atbilstība ir apgriezta stingrībai); E b , E d , A b , A d - skrūves un detaļu elastības moduļi un šķērsgriezuma laukums; δ d - kopējais detaļu biezums δ d ≈ Mārciņas .

Sarežģītā gadījumā sistēmas elastība tiek noteikta kā atsevišķu skrūvju sekciju elastības summa un atsevišķas daļas. Ar šķērsgriezuma laukumiem A saprot to daļu laukumus, kas ir pakļauti deformācijai, pievelkot skrūvi. Šeit tiek pieņemts, ka deformācijas no uzgriežņa un skrūves galvas atrodas dziļi daļās gar konusiem ar leņķi α =30 apmēram . Pielīdzinot šo konusu tilpumu cilindra tilpumam, atrodiet tā diametru

D1=D +(δ1 +δ2 )/ 4; A d = π (D 1 2 –d resp 2 )/ 4.

deformē ne tikai skrūvi, bet arī blīves, paplāksnes, Belleville atsperes utt. (1,2). Tāpēc, aprēķinot kopējo skrūvju slodzi F ieviest ārējās slodzes faktora jēdzienu χ vienāds ar skrūvju slodzes pieaugumu ārējās slodzes daļās. Tad
F =F +χF . Šajā gadījumā elastīgās blīves 1 un 2 nevar uzskatīt par detaļām 3, 4 un 5, kuru deformācija ir samazināta. Šādos gadījumos visas savienojuma detaļas tiek sadalītas divās sistēmās:

1. Skrūvju sistēmas detaļas, kurās slodzes ietekmē palielinās absolūtā deformācija (skrūve, blīves 1.2);

2. Korpusa sistēmas daļas, kurās ir samazināta absolūtā deformācija (3,4,5).

Kurā

Šādos savienojumos elastīgo blīvju komplekti (paplāksnes, Belleville atsperes) ievērojami palielina skrūvju sistēmas atbilstību un līdz ar to samazina skrūves slodzi.

Aprēķinot skrūves, vispirms tiek atrasts spēks uz skrūvi. Tad visu vītņoto savienojumu izkārtojumu klāstu var samazināt līdz trim vienkāršām dizaina shēmām.

A. Skrūve ir ievietota caurumos ar atstarpi.

Savienojums noslogots ar garenvirziena spēku J . Skrūve ir izstiepta.

Stiepes izturības nosacījums ir uzrakstīts šādi:

Stiepes spriegumi vītnē

No stiepes izturības stāvokļa mēs atrodam skrūves vītnes iekšējo diametru

Atrastais vītnes iekšējais diametrs ir noapaļots līdz tuvākajam lielākajam saskaņā ar GOST 9150-59. Ir arī noteikts izmēra numurs ( ārējais diametrs vītnes) no skrūves.

B. Skrūve tiek ievietota caurumos bez atstarpes.

R .

Šajā gadījumā skrūve darbojas uz bīdes. Vītnes iekšējo diametru aprēķina tāpat kā spriegojuma gadījumā:

Arī skrūves numura piešķiršanas procedūra ir līdzīga iepriekšējā gadījumā.

B. Skrūve ir ievietota ar atstarpi.

Savienojums noslogots ar šķērsvirziena spēku F .

Skrūvju pievilkšanas spēks V starp detaļām jādod tāds berzes spēks, kas būtu lielāks par šķērsvirziena bīdes spēku F .

Skrūve darbojas nospriegojumā, un no pievilkšanas brīža tā piedzīvo arī vērpi, kas tiek ņemta vērā, palielinoties normāls stress ieslēgts 30% (V 1,3 reizes).

Saskaņā ar daudzu aprēķinu pieredzi, tiek ņemta nepieciešamā stiepes spēka vērtība V atkarībā no bīdes bīdes spēka F

V = 1,2 F/f.

Tad skrūves iekšējā vītnes diametrs

Kur f ir berzes koeficients.

Visos gadījumos aprēķins ir vītnes iekšējais diametrs, un vītni norāda ar ārējo diametru. Izplatīta kļūda ir aprēķināt, piemēram, skrūves iekšējās vītnes diametru 8 mm , norādiet skrūvi M8 , kamēr skrūve ir jāpiešķir M10 , kam ir ārējais vītnes diametrs 10 mm , un iekšējais 8 mm .

Sprieguma koncentrācija vītņu pagriezienu dobumos ir ņemta vērā, nepietiekami novērtējot pieļaujamos vītnes spriegumus ar 40% salīdzinot ar materiāla atbilstošajiem pieļaujamajiem spriegumiem.

Vītņoto stiprinājumu iznīcināšanas veidi: stieņa pārrāvums gar vītni vai pārejas posms pie galvas; vītnes bojājums vai bojājums (sabrukums un nodilums, bīde, liece); skrūves (skrūves) galvas bojājumi.

Standarta skrūvju, skrūvju un tapu izmēri atbilst visu savienojuma elementu vienādas stiprības nosacījumam. Tāpēc var aprobežoties ar aprēķinu pēc viena, galvenā kritērija - vītņotās daļas stiprības, un ņemt skrūvju, skrūvju un uzgriežņu izmērus pēc standarta tabulām atkarībā no aprēķinātā vītnes diametra. Skrūves, skrūves un tapas garums tiek izvēlēts atkarībā no savienojamo detaļu biezuma.

Apsveriet vītņoto savienojumu stiprības aprēķinu pie pastāvīgas slodzes.

Skrūve tiek noslogota ar ārēju spēku F (skrūve bez iepriekšējas pievilkšanas), piemēram, āķa vītņota daļa kravas pakāršanai. Bīstams ir āķa posms, kas novājināts griežot (26.21. att.). No stiepes izturības stāvokļa

(26.22)

(26.23)

kur =0,6 ir oglekļa tērauda skrūves pieļaujamais stiepes spriegums.

Skrūve ir pievilkta ar pievilkšanas spēku Fc, un nav ārējas slodzes (nenolādēti vāki, kronšteini utt.). Skrūves kāts piedzīvo spriegojuma un vērpes kombinēto darbību, t.i. nostiepts ar aksiālo spēku F 3 no skrūves pievilkšanas un savērpts par momentu, kas vienāds ar berzes spēku momentu vītnē T p (formula (26.16)), Šādu skrūvju stiprību (26.22. att.) nosaka ekvivalents. stress

(26.24)

kur ir stiepes spriegums, kas noteikts pēc formulas (26.22) pie F=F s; - vērpes spriegums, - nepieciešamais skrūves drošības koeficients, kas ņemts atkarībā no materiāla

skrūve, slodzes veids un skrūves diametrs.

Standarta metriskajām vītnēm, t.i., spriegojuma un vērpes kombinētās darbības skrūves aprēķinu var aizstāt ar stiepes aprēķinu, bet pie spēka F p, kas palielināts par 1,3 reizes. Metriskajiem pavedieniem

(26.25)

Skrūves vītnes projektēto diametru nosaka pēc formulas (26.23), ņemot

Skrūvju savienojums ir noslogots ar spēkiem, kas nobīda detaļas savienojuma vietā. Savienojuma uzticamības nosacījums ir detaļu nobīdes neesamība savienojumā.

Saistībā ar spraugu (26.23. att. a) skrūve tiek uzstādīta ar iepriekšēju pievilkšanu. Ārējais spēks F netiek tieši pārnests uz bultskrūvi, tāpēc tas tiek aprēķināts spriegojumam gar

pievilkšanas spēks F c.

Rīsi. 26.23

Lai izvairītos no detaļu bīdes spraugas klātbūtnē, berzes spēkam uz savienojuma virsmām jābūt ne mazākam par ārējo bīdes spēku F:

(26.26)

Kur i- savienojumu skaits savienojumā; f- berzes koeficients; K- drošības koeficients ( UZ= 1,3 – 1,5 pie statiskā un UZ== 1,8 - 2,0 ar mainīgu slodzi); Z ir savienojuma skrūvju skaits.

Skrūve šajā gadījumā tiek aprēķināta pēc pievilkšanas spēka

(26.27)

Uzstādot skrūvi bez spraugas (26.23. att. b), iepriekšēja pievilkšana nav nepieciešama. Skrūve ir nogriezta un piesprādzēta. Jārēķinās ar skrūves kātu

griezums, un ar plānām detaļām - un drupināšana. Spēka nosacījumi:

(26.28)

kur - attiecīgi konstrukcija un pieļaujamie spriegumi skrūvju materiālam bīdei, = (0,2 - 0,3); d o ir skrūves negrieztās daļas diametrs; - attiecīgi aprēķinātais un mazākais pieļaujamais sagrūšanas spriegums (skrūves vai detaļas materiālam), = (0,8 - 1,0) ; S– mazākās daļas biezums.

Skrūve ir pievilkta, un ārējā slodze mēdz atvērt savienojumu (skrūves ar spiedienu virs atmosfēras spiediena noslogotu gāzes un šķidruma tvertņu vāku stiprināšanai, balonu, sūkņu, karkasu stiprināšanai pie pamatiem u.c.). Skrūvju pievilkšanai jānodrošina savienojuma blīvums vai savienojuma neatvēršanās (lai novērstu spraugas parādīšanos) slodzes apstākļos. Šī problēma tiek atrisināta, ņemot vērā savienojuma daļu deformāciju.

Ārēja slodze (R ir rezultējošā slodze; Z ir skrūvju skaits) izraisa skrūves pagarināšanos par (26.24. att.), un detaļu deformācija samazinās par tikpat daudz. Arī skrūves detaļu slodze samazināsies. Tāpēc tiek uzskatīts, ka skrūve uztver daļu no ārējās slodzes.

kur ir ārējās slodzes koeficients, kas parāda, kādu ārējās slodzes daļu uztver skrūve (ņem vērā skrūves un savienojamo daļu atbilstību).

Vērtību nosaka bultskrūves un detaļu papildu deformāciju vienlīdzības nosacījums. No savienojamo detaļu savienojuma blīvuma saglabāšanas stāvokļa (nespēja izveidot spraugu), ņem

(26.31)

kur K z ir priekšslodzes drošības koeficients: pie nemainīgas slodzes K z = 1,25 - 2,0; ar mainīgo Kz = 2,5–4.

Aprēķinot stiprību, ja ir iespējama vēlāka skrūves pievilkšana, to aprēķina pēc projektētās slodzes F p, ņemot vērā vērpes: (26.32)

Izmēri norādīti riteņiem ar ārējiem zobiem.