Файл: Чесноков, А. С. Сдвигоустойчивые соединения на высокопрочных болтах.pdf

S

Величина осевого усилия, стягивающего пакет, является основ­ ным и решающим фактором, производящим уплотнение зазоров и взаимное внедрение микро-неровностей деталей.

На основании достаточно большого количества замеров оредний размер зазора, ликвидируемый три осевом усилии в болте, равном 30 тс, может быть принят равным z= 0 ,0 6 см.

Естественно, что три возникновении в болтах сжимающих па­ кет усилий, меньших, чем 30 тс, зазор будет уплотнен не пол­

ностью. Величина, на которую уплотняется зазор ів зависимости от величины осевого усилия Р, может быть выражена уравнением

Таким образом, -суммарный угол поворота-гайки у, необходи­ мый для растяжения болта с осевым усилием Р в зависимости

от толщины собранного пакета и количества деталей, может -быть найден, если в уравнение (|Г8 ) подставить значения уі, Уі>

уз, У4 из уравнений (17), (:23), (27) и (-32):

86

В табл. 19 приведены значения углов поворота гайки, рассчи­ танные по уравнению (36), применительно к болтам М24, натяги­

Сопоставляя данные табл. 18 и 19, нетрудно заметить, что угол ѵі, входящий составной частью в полный угол поворота гайки и расходуемый только на натяжение высокопрочного бол­ та, составляет незначительную часть полного угла у. Удельные значения уі в полном углу поворота гайки для болтов М24, на­ тягиваемых с осевым усилием 25 тс при двух зазорах в пакете,

колеблются от 5 до 20%, приобретая большее значение с увели­ чением толщины пакета (табл. 2 0 ).

87

Пользуясь уравнениями (17), (23), (27) и (32), на рис. 39 показано изменение угла поворота гайки у для болта М24, натя­ гиваемого с осевым усилием 25 тс в зависимости от толщины стя­

гиваемого пакета, состоящего из трех и двух деталей, т. е. имею­ щего два зазора (пг — 2 ) и один (пг=1).

Пользуясь этим графиком, можно определить требуемый угол

поворота гайки для получения в болте М24 осевого усилия Р = 2 5 тс.

Рис. 39 показывает, что главным составляющим полного угла поворота гайки является угол у4, затрачиваемый на уплотнение

вая гайку на всех высокопрочных болтах на один и тот же угол, можно быть уверенным, что все болты будут иметь близкое по величине натяжение. Если же исходное положение будет различ­ ным, то такой гарантии нет.

Впервые способ постановки высокопрочных болтов по углу поворота гайки был разработан и применен в США фирмой «Бетлхем Стил Компани». Ассоциация американских железных

88

дорог (ААЖД) занималась разработкой метода затяжки болтов без применения сложных механических инструментов и квалифи­ цированного труда одновременно с фирмой. В .1954 г. научный сотрудник ААЖД К. С. Рабл проверял, является ли число обо­ ротов гайки критерием натяжения болта. Отчет о его работе был опубликован в январе 1955 г. в бюллетене «Ассоциации» и в тру­ дах «Американского общества гражданских инженеров».

Рабл экспериментировал на болтах диаметром от 15,9 до 28,6 мм. Он нашел, что минимальное, предусмотренное техничес­

кими условиями натяжение болта достигается в результате по­ ворота гайки на xk оборота .после того, как гайка предваритель­

но навернута на болт вручную (пальцами). Два-три оборота гайки вызывают разрыв болта или повреждение резьбы. В ито­ ге этих работ было рекомендовано ставить болты одним оборо­ том гайки с таким расчетов, чтобы натяжение их несколько превышало требуемую техническими условиями величину.

Во всех случаях отсчет числа оборотов гайки велся после то­ го, как соединяемые детали предварительно стягивались сбороч­ ными болтами, а гайка была навернута на болт вручную до от­ каза.

Этот метод натяжения болтов был испытан фирмой «Бетлхем», но вскоре выяснилось, что исходное положение гайки пос­ ле навинчивания ее вручную до отказа не может рассматривать­ ся как начальное для отсчета оборотов гайки. Опыт показал, что вследствие порчи и засорения нарезки это положение гайки не поддается точному учету и определению. Кроме того, монтажни­ ки отказывались затягивать болты вручную, имея пневматичес­ кие гайковерты.

После многочисленных экспериментов фирма «Бетлхем» раз­ работала новый эффективный и экономический способ механизи­ рованной затяжки. Практика показала, что перед установкой вы­ сокопрочных болтов соединяемый пакет должен быть туго стя­ нут сборочными болтами. Это требование является обязатель­ ным в новом способе для определения исходного положения гай­ ки. Был принят метод, которым рабочие обычно пользуются при затяжке болтов механизированным инструментом. Сначала гай­ ка навертывается на болт (на один-два оборота) вручную, а за­ тем механическим гайковертом затягивается туго. От этого поло­ жения и должен вестись отсчет оборота гайки для окончатель­ ной затяжки болта. Это исходное положение достаточно четко находится по работе гайковерта, когда сопротивление вращению гайки из-за повышения трения возрастает и гайковерт начинает работать с ударом (вибрировать). В этом случае гайка будет навернута туже, чем вручную, вследствие чего потом требуется меньшее количество оборотов гайки для сообщения болту необ­ ходимого натяжения.

Как показали многочисленные проведенные в США опыты, в