Выбор параметров стяжных соединений

(60)

Выбор параметров стяжных соединений.

На рис. 456 приведены параметры стяжных соединений в зависимости от λ1, λ2 и ϑ. Верхние кривые показывают значения r1 и r2 [формулы (86), (87)], левые нижние кривые — отношение F2/F1 сечений корпусов и болтов [формула (89)] для следующих сочетаний материалов болтов и корпусов: Е1/E2 = 4,65 (сталь–сплавы Mg); Е12 = 2,8 (сталь–Al; сталь–чугун; Ti–Mg); E12 = 1,75 (сталь–Ti; Ti–Al) и Е12 = 1,0 (сталь–сталь; Ti–Ti).

Выбор параметров стяжных соединений

Правые нижние кривые показывают отношение σ21, в виде фактора

Vybor parametrov 2

равного

Vybor parametrov 3

Величина λ12 ≈ 1 разделяет график на две области. Область λ12 < 1 характеризуется высокими значениями r1, которые при самых малых затяжках (ϑ = 0,5) превышают 0,6, т. е. надежно исключают влияние пульсаций на циклическую прочность болтов. При λ12 = 0,2—0,1 коэффициент r1 достигает очень высоких, по существу избыточных значений r1 = 0,9—0,95.

Величина r2 в области λ12 < 1 значительно ниже и достигает значений r2 = 0,6 лишь при повышенных коэффициентах затяжки ϑ = 1,0—1,5.

По суммарным показателям (достаточно высокие значения r2, приемлемые величины F2/F1) нижним пределом λ12 можно для средних условий считать λ12 =0,5.

Область λ12 > 1 характеризуете и повышенными значениями r2 и пониженными r1.

При λ12 > 1 возрастают напряжения в корпусах (увеличение Vybor parametrov 2). Ниже приведены подсчитанные по формуле (91) предельные по прочности корпусов значения λ12 для корпусов из различных материалов (принято ϑ = 1).

Vybor parametrov 4

Как видно, предельные по прочности корпусов значения λ12, довольно велики, и их можно еще больше увеличить снижением σ1. Для чугунных корпусов предела повышения λ12 практически нет. Таким образом, крайние верхние значения λ12 определяются преимущественно снижением r1 при λ12 > 1. С этой точки зрения верхним пределом надо считать λ12 = 1—1,5. Нижним пределом можно считать λ12 = 0,5. Следовательно, в качестве самого общего правила можно рекомендовать диапазон λ12 = 0,5—1,0 Нижние значения целесообразно применять для стальных болтов и стальных корпусов, верхние — для сочетания стальных болтов с корпусами из легких сплавов и чугунов.

Изменяя затяжку ϑ, можно получить приемлемые параметры соединения и в более широком диапазоне λ12.

Повышение коэффициента затяжки ϑ в области λ12 < 1 увеличивает r1 и особенно r2 и, следовательно, является действенным средством повышения надежности стыка в этой области (см. рис. 456). Однако с увеличением ϑ при заданной величине σ1 возрастает площадь F1 сечения болтов

Vybor parametrov 5

и связанная с ней соотношением (89) площадь сечения корпуса.

Vybor parametrov 6

С другой стороны, согласно формуле (92) величина F1 зависит от коэффициента затяжки ϑ.

Совместное влияние σ1 и ϑ на F1, подсчитанное по формуле (92), представлено на рис. 457 (принято Pраб = 105 Н).

Выбор параметров стяжных соединений

Повышение ϑ с 0,5 до 2,0, т. е. в 4 раза, увеличивает при том же σ1 площадь F1 в 2 раза. Увеличение σ1 с 50—100 МПа до 500 МПа очень резко снижает F1. С дальнейшим повышением σ1 снижение замедляется и при σ1 > 400—500 МПа становится малоощутимым.