Методические указания

Необходимо принять степень точности болтов (обычно нормальной точности) и материал болтов. Очевидно, что в данном соединении болты должны быть поставлены с предварительной затяжкой. Возможна последующая затяжка болтов при рабочем режиме. Болты соединения нагружены одинаково. Внешняя сила F_в, действующая на болтовое соединения, представляет собой силу внутреннего давления,

, Н. (5.1)

Внешняя сила, проходящая на один болт, равна

, Н. (5.2)

Далее определить осевую растягивающую силу F_a, Н, действующую на болт после предварительной затяжки и приложения внешней силы F, Н.

Учитывая, что для герметичности соединения между крышкой и фланцем предусматривается прокладка, принять коэффициент внешней нагрузки  = 0,5. Принять коэффициент затяжки болта k = 3. Тогда

F_a = [k (1 – ) + ] F, Н. (5.3)

Принять по ГОСТ для выбранного материала (стали) предел текучести _Т (Ст3 _Т = 220 МПа). По табл. 5.5 принять допускаемый коэффициент запаса прочности [s], определить допускаемое напряжение на растяжение

, МПа. (5.4)

Внутренний диаметр резьбы болта определить

, мм. (5.5)

По ГОСТу (см. СТ СЭВ 181-75, 182-75) (табл. 5.2) принять резьбу М____ (шаг___), внутренний диаметр резьбы d₁, мм.

Принятым размерам резьбы болтов и толщинам скрепляемых деталей соответствует болт М____ (ГОСТ 7798-70) (табл. 5.3) и гайка М____ (ГОСТ 5915-70) (табл. 5.4).

Проверить величину коэффициента запаса прочности [s] в соответствии с табл. 5.5.

Определить по ГОСТ 5915-70 наружный диаметр опорной поверхности гайки a = D, мм (табл. 5.4).

Принять модули упругости материала болта (сталь Е =210⁵ МПа), материала трубопроводов (Е₁ = 210⁵ МПа) и материала прокладки:

• паронит – Е₂ = 110³ МПа;

• фторопласт-4 – Е₂ = 810² МПа.

Коэффициент податливости болта

, (5.6)

где А – расчетная площадь стержня болта, мм² (табл. 5.6).

Принять диаметр отверстия для болта (на 0,5…1 мм больше d болта).

Определить коэффициент податливости скрепляемых болтом деталей

(5.7)

Коэффициент внешней нагрузки

. (5.8)

Проверить совпадение с ранее принятым значением, при несовпадении повторить расчет.

Вычертить на миллиметровой бумаге в удобном стандартном масштабе фланцевое соединение.

Рекомендуемая литература: [3, 4, 6].

Справочные данные

Таблица 5.2

Основные параметры метрической резьбы с крупным шагом

Размеры, мм

Диаметры			Шаг S	Рабочая высота профиля h	Ft, мм^2
d	d2	d1
1	2	3	4	5	6
1	0,838	0,730	0,25	0,135	0,417
1,1	0,938	0,830	0,25	0,135	0,541
1,2	1,038	0,930	0,25	0,135	0,65З
1,4	1,205	1,075	0,30	0,162	0,91
1,6	1,373	1,221	0,35	0,189	1,178
1,8	1,573	1,421	0,35	0,189	1,575
2	1,740	1,567	0,40	0,216	1,93
2,2	1,908	1,713	0,45	0,243	2,32
2,5	2,208	2,013	0,45	0,243	3,18
3	2,675	2,459	0,50	0,270	4,77

Окончание таблицы

1	2	3	4	5	6
3,5	3,110	2,850	0,60	0,325	6,36
4	3,546	3,242	0,70	0,379	8,25
4,5	4,013	3,688	0,75	0,406	10,7
5	4,480	4,134	0,80	0,433	13,35
6	5,350	4,918	1	0,541	19
7	6,350	5,918	1	0,541	27,4
8	7,188	6,647	1,25	0,676	34,6
9	8,188	7,647	1,25	0,676	46,2
10	9,026	8,376	1,5	0,812	54,9
11	10,026	9,376	1,5	0,812	69,0
12	10,863	10.106	1,75	0,947	80,0
14	12,701	11 835	2	1,082	110
16	14,701	13,835	2	1,082	150,1
18	16,37Ь	15,294	2,5	1,353	184, 5
20	18,376	17,294	2,5	1,353	235,5
22	20,376	19,294	2,5	1,353	292
24	22,051	20,752	3	1,624	338
27	25,051	23,752	3	1,624	444
30	27,727	26,211	3,5	1,894	541
33	30,727	29,211	3,5	1,894	668
36	33,402	31,670	4	2,165	785
39	36,402	34,670	4	2,165	942
42	39,077	37,129	4,5	2,435	1082
45	42,077	40,129	4,5	2,435	1262
48	44,752	42,587	5	2,706	1430
52	48,752	46,587	5	2,706	1705
56	52,428	50,046	5,5	2,977	1960
60	56,428	54,046	5,5	2,977	2298
64	60,103	57,505	6	3,247	2600
68	64,103	61,505	6	3,247	2980

Таблица 5.3