Затягування як засiб пiдвищення витривалостi болтiв

Як вiдомо, при змiнних навантаженнях деталi машин iнколи руйнуються при напруженнях, якi не перевищують межу пружностi металу. Вiдомо, що 90% усiх руйнувань болтових з'єднань вiдбуваються вiд дiї пульсуючих та знакозмiнних навантажень. У звязку з цим до нарiзних з'єднань висуваються високi вимоги по вiдношенню до витривалостi або мiцностi вiд утоми.

Межею витривалостi вважають те максимальне напруження (рахуючи вiд 0), яке деталь може витримати при знакозмiнному симетричному навантаженнi достатньо довгий час (десять i бiльше мiллiонiв циклiв). Межа витривалостi визначається експериментально. В двигунах лiтаючих апаратiв практично усi крiпильнi елементи навантажуються в процесi роботи змiнними силами. Для пiдвищення витривалостi рiзьбового з'єднання треба намагатися знизити амплiтуду коливання напруження в болтах, поцьому при конструюваннi нарiзних з'єднань дотримуються правила: жорсткi деталi-пiддатливi болти." Найважливiшим технологiчним засобом пiдвищення витривалостi рiзьбових деталей двигунiв лiтаючих апаратiв є попередня затяжка необхідної величини. Дуже важлива роль, що вiдводиться затяжцi з'єднань, якi роблять при змiнному навантаженні, пояснюється слiдуючим:

1. Ослаблення i тим бiльше розкриття стика приводить до появи додаткових напружень ударного характеру i в кiнцi до зруйннування вузла.

Рис..1 Збiльшення змiнної складової при недостатнiй силi затяжки.

2. При недостатнiй силi затяжки змiнна складова Р починає дуже швидко рости (Рис.4.1), що приводить до рiзкого зниження витривалостi з'єднань. Очевидно, сила затяжки повинна бути настiльки великою, щоб виконувалась умова Р < Р_max.

Рис.2 Зменьшення вiдносного значення змiнної cкладової при збiльшеннi сили затяжки.

3. Подальше збiльшення сили затяжки Р_з при незмiнних величинах зовнiшнього навантаження i коефiцiєнтiв жорсткостi болта та деталей що з'єднуються не змiнює величину змiнної складової Р_н (Рис.4.2). Однак вiдношення величини Р_н до постiйної cкладової Р_ср буде при цьому зменшуватися, так як:

Р_н /Р_ср1 < Р_н /Р_ср .

В межi цикл буде наближатися до умов статичного навантаження.

Таким чином, з точки зору пiдвищення витривалостi з'єднань, бажано максимальне пiдвищення напруженостi затяжки болта σ_з (наприклад до 0,9 σ_0,2 матерiалу болта). Але методи затяжки що iснують поки що не дозволяють витримувати це найбiльш вигiдне напруження у вузьких межах допуска щоб запобiгти можливих пластичних деформацiй болтiв. На основi дослiдних данiх напруження затяжки болтiв дорiвнює

σ_з = 0,5 – 0,6*σ_0,2

Поиск по сайту: