Розрахунок болтового з’єднання - швидко і точно, блог олександра воробьева
навантажено зрушує силою, то її повинна компенсувати сила тертя між деталями, що виникає при затягуванні. Якщо зсувна сила значна і перевершує силу тертя, то необхідно при проектуванні вузла застосувати штифти, шпонки, сухарі або інші елементи, які повинні сприйняти на себе зрушення. Болт в «правильному» з точки зору інженера-механіка з'єднанні ніколи не повинен працювати на зминання і тим більше на зріз. У проектувальників-будівельників - це не аксіома, а «болт - на зріз» - в порядку речей і буденність ... Але да ладно - болт він і в Африці болт - хоч у механіка, хоч у будівельника!
Розглянемо три схеми, зображені на малюнку.
На лівій схемі показано зібране болтове з'єднання до затягування Fo = 0 і до додатка зовнішнього навантаження F = 0.
На середньої схемі зображено з'єднання після затяжки - Fo> 0; F = 0. Зверніть увагу, що пакет з деталей, що з'єднуються став тоншим, він стиснувся, як пружина, а болт подовжився теж як пружина і запасся потенційною енергією.
Болтове з'єднання, зображене на правій схемі, показано після затяжки і додатки зовнішньої сили (робочий стан з'єднання) - Fo> 0; F> 0. Болт ще більше подовжився, при цьому пакет з деталей став товщі, ніж на середній схемою, але тонше, ніж на лівій. Якщо зовнішня сила F буде наростати і досягне критичної позначки, то станеться розкриття стику, при цьому болт може ще не почати руйнуватися.
Запускаємо Excel - приступаємо до розрахунку болтового з'єднання!
Отже, приступимо безпосередньо до розрахунків. На малюнку, розташованому нижче, представлений загальний вигляд листа Excel з програмою для розрахунку болтового з'єднання.
У лівій таблиці в бірюзових і світло-зелених комірках записуємо вихідні дані. У правій таблиці в світло-жовтих комірках зчитуємо проміжні та кінцеві результати розрахунків.
Загальний список вихідних даних містить двадцять значень.
При наведенні курсором миші на осередку для запису значень вихідних параметрів «спливають» підказки, різноманітні таблиці, рекомендації дозволяють полегшити визначення цих значень. Вам не доведеться "нишпорити" по довідниках або якимось іншим джерелам інформації. Вся необхідна інформація для заповнення таблиці вихідних даних - в примітках до осередків!
Одне важливе зауваження: при завданні зусилля в болті від попереднього затягування в осередку D23 необхідно контролювати значення в осередку J29 - воно не повинно перевищувати 80%!
Загальний список результатів розрахунків містить двадцять сім значень.
При наведенні курсором миші на осередку з результатами розрахунків, в примітках побачите формули, за якими і був виконаний розрахунок.
У прикладі, показаному на малюнках, проведений розрахунок болтового з'єднання двох сталевих деталей (наприклад, фланців) товщиною по 80 мм кожна за допомогою високоміцного болта М24 х 200 ГОСТ22353-77 зі сталі 40Х "селект" з використанням шайб 24 ГОСТ22355-77.
У результатах розрахунку ви бачите, що для того, що б створити зусилля в болті від попереднього затягування 24400 кг (осередок D23) необхідно на ключі створити момент 114,4 кг х м (осередок J24)!
Болт зруйнується без додатка зовнішнього навантаження, якщо мати силу від попереднього затягування 31289 кг (осередок J27).
При створенні зусилля в болті від попереднього затягування 28691 кг (осередок J26) розкриття стику і руйнування болта відбудуться одночасно при дії максимальної зовнішньої навантаження величиною 27138 кг (осередок J30).
І останнє і найголовніше - розглянуте болтове з'єднання здатне сприймати зовнішні навантаження, що розтягує характеру до 27138 кг (осередок J30) з умови нерозкриття стику.
Будуть питання, зауваження, пропозиції - пишіть.
На додаток до теми викладаю глибоко перероблений і розширений файл, присланий мені одним з Новомосковсктелей. Сірі поля - формули і константи, безбарвні - для заповнення. Інші кольори - виділення за змістом. Починається з вибору матеріалу. Розміщую посилання на файл в тому вигляді, в якому мені його люб'язно надіслав Viktor Ganapoler ([email protected]): Schraubenberechnung_VG-ru (xls 1,72MB).