Механические свойства высокопрочных болтов
по ГОСТ 22356 – 77*
| Номинальный диаметр резьбы d, мм | Стали по ГОСТ 4543-71* | Наименьшее временное сопротивление Rbun, H/мм2 |
| От 16 до 27 | 40Х "селект" | |
| З0Х3МФ 30Х2НМФА | ||
| 40Х "селект" | ||
| 30Х3МФ, 35Х2АФ | ||
| 40Х "селект" | ||
| 30Х3МФ | ||
| 40Х "селект" | ||
| 30Х3МФ | ||
| 40Х "селект" | ||
| 30Х3МФ |
Диаметры болтов во фрикционном соединении принимают не менее толщины наиболее толстого из соединяемых элементов. При большом количестве болтов в соединении их диаметр назначают возможно большим.
Расчетное усилие Qbh, которое может быть воспринято каждой поверхностью трения соединяемых элементов, стянутых одним высокопрочным болтом, определяется по формуле
где 
– коэффициент трения, принимаемый по табл. 10.29 в зависимости от способа обработки поверхности (огневую обработку поверхности разрешают применять при толщинах металла не менее 5 мм);
– коэффициент надежности соединения (табл. 10.29), зависящий от характера нагрузки, воспринимаемой соединением, разности номинальных диаметров отверстий и болтов, способов контроля натяжения болтов и обработки поверхностей соединяемых деталей;
gb – коэффициент условий работы соединения, зависящий от количества n болтов, необходимых для восприятия расчетного усилия, и принимаемый равным 0,8 при n < 5; 0,9 при 5 £ n < 10; 1,0 при n ³ 10.
Таблица 10.29
Коэффициенты трения m и надежности gh
| Способ обработки (очистки) соединяемых поверхностей | Способ регулирования натяжения болтов по | Коэффициент трения m | Коэффициенты gh при нагрузке и при разности номинальных диаметров отверстий и болтов d, мм | |
| динамической и при d = 3…6; статической и при d = 5…6 | динамической и при d = 1; статической и при d = 1…4 | |||
| 1. Дробеметный или дробеструйный двух поверхностей без консервации | М a | 0,58 0,58 | 1,35 1,20 | 1,12 1,02 |
| 2. Дробеметный или дробеструйный двух поверхностей с консервацией | М a | 0,50 0,50 | 1,35 1,20 | 1,12 1,02 |
| 3. Дробью одной поверхности с консервацией полимерным клеем и посыпкой карборундовым порошком, стальными щетками без консервации – другой поверхности | М a | 0,50 0,50 | 1,35 1,20 | 1,12 1,02 |
| 4. Газопламенный двух поверхностей без консервации | М a | 0,42 0,42 | 1,35 1,20 | 1,12 1,02 |
| 5. Стальными щетками двух поверхностей без консервации | М a | 0,35 0,35 | 1,35 1,25 | 1,17 1,06 |
| 6. Без обработки | М a | 0,25 0,25 | 1,70 1,50 | 1,30 1,20 |
П р и м е ч а н и я: 1. Способ регулирования натяжения болтов по М означает регулирование по моменту закручивания, а по a – по углу поворота гайки.
2. Допускаются другие способы обработки соединяемых поверхностей, обеспечивающие значения коэффициентов трения m не ниже указанных в таблице.
Необходимое количество n высокопрочных болтов в соединении для
восприятия продольной силы N определяют по формуле
где k – количество поверхностей трения соединяемых элементов.
gс – коэффициент условий работы элемента конструкции.
Площади сечения накладок должны быть не меньше площади сечения перекрываемых ими элементов. Высокопрочные болты и их площади сечения, рекомендуемые к применению в конструкциях средней мощности, приведены в табл. 10.26.
Расчет на прочность соединяемых элементов, ослабленных отверстиями под высокопрочные болты, следует выполнять с учетом того, что половина усилия, приходящаяся на каждый болт, в рассматриваемом сечении уже передана силами трения. При этом проверку ослабленных сечений следует производить: при динамических нагрузках – по площади сечения нетто An, при статических нагрузках – по площади сечения брутто А при An ³ 0,85A либо по условной площади Ac = 1,18An при An < 0,85A.
Пример 10.12. По исходным данным примера 10.11 рассчитать фрикционное болтовое соединение на высокопрочных болтах. Стык осуществляем высокопрочными болтами из стали 40Х «селект», имеющей наименьшее временное сопротивление Rbun = 1100 МПа = 110 кН/см2 (см. табл. 10.28). Болты db = 20 мм, диаметры отверстий подболты – d = 22 мм.
Способ регулирования натяжения высокопрочных болтов – по моменту закручивания M. Способ обработки поверхностей – стальными щетками без консервации.
Расчетное усилие Qbh, которое может быть воспринято каждой поверхностью трения соединяемых элементов, стянутых одним высокопрочным болтом:
Qbh = Rbh γb Abn μ / γh = 77 ∙ 1 ∙ 2,45 ∙ 0,35 / 1,17 = 56,43 кН,
где Rbh = 0,7Rbun = 0,7 ∙ 110 = 77 кН/см2 – расчетное сопротивление растяжению высокопрочного болта;
– площадь сечения нетто болта db = 20 мм (см. табл. 10.26);
– коэффициент трения (см. табл. 10.29);
– коэффициент надежности (см. табл. 10.29);
gb = 1,0 – коэффициент условий работы соединения (см. табл. 10.27).
Количество болтов n на каждую сторону от центра стыка
где k = 2 – количество поверхностей трения соединяемых элементов.
Принимаем 9 болтов.