Расстановку шести болтов примем по рис. 9. Под действием силы Q и момента МZcвозможно раскрытие стыка. Следовательно, расчет болтового соединения необходимо проводить по условию нераскрытия стыка.
Рис. 14. Групповое болтовое соединение, нагруженное силами, раскрывающими стык и сдвигающими детали в стыке
Условие нераскрытия стыка выполняется если напряжение от затяжки болтов больше суммы напряжений, вызванных силами, раскрывающими стык. В зоне наиболее нагруженного болта 4 (см. рис. 14)
Условие нераскрытия стыка:
Из условия нераскрытия стыка получаем формулу для требуемой силы затяжки
ν – коэффициент запаса плотности стыка ν = 1,5 – 2,5
χ – коэффициент внешней нагрузки, принимаемый 0,2 – 0,3
Площадь стыка деталей (см. рис. 9.)
Момент сопротивления опорной плиты под стойку относительно ее главной центральной оси ZЦ
После подстановки числовых значений входящих величин получим силу затяжки
Сила реакции в болтах от воздействия моментов MZ применительно к расчетной схеме по рис. 9
Расчетная растягивающая сила на болтах
Коэффициент запаса при расчете допускаемых напряжений для болтов из нелегированных сталей
k = 1,0при статической нагрузке
Для уменьшения диаметра устанавливаемых болтов применим болты класса прочности 5.8. При этом, предел прочностиσВ= 500 МПа, предел текучести σт = 400 МПа. Материал болтов - сталь 10
Допускаемые напряжения при действии на резьбовое соединение постоянной нагрузки:
Болт работает на растяжение от силы PБ и кручение от момента сил трения в резьбе при затягивании болтового соединения до усилия Pзат.
Условие прочности имеет вид
где ψ = 1,3 – коэффициент, учитывающий напряжения кручения
|
|
Из условия прочности получаем формулу для внутреннего диаметра резьбы
Необходимо принять болт М20x90 нормальной точности с уменьшенной головкой и длиной болта l= 90 мм по ГОСТ 7796-70. Обозначение болта класса прочности 5.8 в спецификации: Болт 
Итак, расчеты показывают, что если принять число болтов n = 6 по рис. 9, то необходим болт диаметром 24 мм. Для получения в расчете требуемого диаметра болтов не более 8 мм примем к установке число болтов n = 8. Расстановку болтов примем по рис. 15. Обозначения величин см. на рис 39.
Рис. 15 План расположения восьми болтов
Плечо действия силы Q относительно центра тяжести таврового сечения стойки
L =180+ s 1+ s 2+ x С= 180+30+15+34 = 259 мм.
Опрокидывающий момент MZc относительно главной центральной оси сечения тавра ZC
Площадь стыка деталей при установке восьми болтов
Момент сопротивления стыка деталей относительно оси ZЦ
Требуемая сила затяжки при установке восьми болтов, обеспечивающих нераскрытие стыка
Сила реакции в крайних болтах от воздействия опрокидывающего момента MZc по формуле
Полная растягивающая сила на крайних шести болтах
Определение величины коэффициента запаса прочности резьбового участка болта
Допускаемое напряжение для болта принятого класса прочности 5.8
Тогда расчётный внутренний диаметр метрической резьбы при установке восьми болтов
Выбираем из ГОСТ 7796–70 болт с уменьшенной головкой под ключ. При толщинах плиты стойки и основания под неё, равными по 30 мм каждая необходимо принять болты М8´90. Эскизная картина расположения болтов, сварных швов и таврового сечения стойки в масштабе даны по результатам расчётов на рис. 15.
|
|