Лабораторная работа № 2 «расчет и конструирование резьбовых соединений»
1. Цель работы: изучение конструкции и методов расчета на прочность резьбовых соединений
2. Технические средства: натуральные образцы соединений или чертежи резьбовых соединений, мерительный инструмент
3. Исходные данные: задание по вариантам
|
№ вар. |
Внешняя нагрузка |
Материал соединяемых деталей |
Способ контроля затяжки |
Кол-во соедин. деталей |
Тип |
|
|
Величина F, Н |
Характер изменения |
|||||
|
1 |
2500 |
Пост. |
Сталь |
Нет |
2 |
Винт |
|
2 |
Перем. |
Шпилька |
||||
|
3 |
3000 |
Пост. |
Чугун |
Нет |
2 |
Болт |
|
4 |
Перем. |
Шпилька |
||||
|
5 |
3500 |
Пост. |
Алюм. сплав |
Замер деформ. Болта |
2 |
Болт |
|
6 |
Перем. |
Шпилька |
||||
|
7 |
4000 |
Пост. |
Магниев. сплав |
Динамо-метр. ключом |
2 |
Винт |
|
8 |
Перем. |
Шпилька |
||||
|
9 |
4500 |
Пост. |
Сталь |
Нет |
2 |
Болт |
|
10 |
Перем. |
|||||
|
11 |
5000 |
Пост. |
Чугун |
Нет |
2 |
Болт |
|
12 |
Перем. |
|||||
|
13 |
5500 |
Пост. |
Алюм. Сплав |
Динамо-метр. ключом |
2 |
Болт |
|
14 |
Перем. |
|||||
|
15 |
6000 |
Пост. |
Магниев. сплав |
Нет |
3 |
Винт |
|
16 |
Перем. |
Шпилька |
||||
|
17 |
6500 |
Пост. |
Сталь |
Замер деформ. Болта |
3 |
Болт |
|
18 |
Перем. |
Винт |
||||
|
19 |
7000 |
Пост. |
Чугун |
Динамо-метр. ключом |
3 |
Винт |
|
20 |
Перем. |
Шпилька |
||||
Краткие теоретические сведения
Критерии работоспособности и расчет резьбовых соединений
Опыт эксплуатации машин, аппаратов и приборов показал, что отказы соединений обычно происходят из-за разрушения резьбовых деталей и разгерметизации (раскрытия) стыков.
Разрушение соединений, выполненных стандартными деталями происходит, как правило, из-за поломки болтов и шпилек по резьбовой части. Реже встречаются поломки болтов под головкой и срез витков резьбы в гайке (корпусе) и на болте (винте, шпильке).
Потеря плотности стыков происходит, как правило, из-за недостаточной силы предварительной затяжки резьбовых соединений.
Таким образом, прочность резьбовых деталей и плотность соединения являются основными критериями работоспособности резьбовых соединений.
При всем многообразии конструкций резьбовых соединений и действующих на них внешних нагрузок (силы, моменты) в подавляющем большинстве расчет ведут по одной из трех расчетных схем одиночного соединения:
-
Болт (винт) установлен в отверстиях соединяемых деталей без зазора по посадке в отверстие (рис. 1.1, а);
-
Болт (винт) установлен в отверстия соединяемых деталей с зазором (рис. 1.1, б);
-
При действии внешней нагрузки, перпендикулярной стыку (рис. 1.2).
Рис. 1.1. Установка болта в отверстие соединяемых деталей:
без зазора (а), с зазором (б)
Рис. 1.2. Резьбовое соединение при действии внешней нагрузки, раскрывающей стык, выполненное шпилькой (а) и винтом (б)