Способы затяжки

Затяжка является основной и наиболее ответственной опера­цией технологического процесса сборки резьбовых соединений. Влияние затяжки на работу резьбового соединения можно оцепить при рассмотрении, задачи о совместном, действии усилия натяжения болта (усилие затяжки) и внешней осевой нагрузки.

Если резьбовое соединение предварительно затянуть, то болт растянется под действием усилия затяжки, а стягиваемые детали (детали стыка) укоротятся.

Если пренебречь деформацией головки болта и контактного участка резьбы и заменить детали стыка эквивалентными по жестко­сти втулками, то удлинение болта δ₀ и укорочение деталей δ₁ , будут

δ₀ = λ₀Q, δ₁ = λ₁Q

где λ₀ и λ₁ - податливости болта и стягиваемых деталей; Q - осевое уси­лие в резьбе.

После приложения к соединению внешней силы Р болт до­полнительно удлинится на величину ∆l.

Для наглядности используем график (рис. 10.16, а), где пока­зана связь между силами и деформациями деталей соединения.

Напряженное состояние болта и деталей стыка после затяж­ки соединения характеризуется точками А₀ , А₁ после приложения к соединению внешней силы Р точками Б₀ , Б₁.

Усилие в болте после приложения силы Р возрастает на ве­личину

Р_δ=∆l/ λ₀

Резьбовые соединения, к которым при сборке прикладывается внешний крутящий момент, затягивают различными способами, характеризуемыми технологическими приемами сборки и контро­лируемым в процессе сборки параметром, косвенно связанным с усилием затяжки. Это вызвано тем обстоятельством, что в процессе затяжки нельзя непосредственно измерить усилие Q. О величине его судят по измеряемому моменту, углу поворота гайки, удли­нению болта или деформаций деталей стыка и др. Соответственно различают способы затяжки по моменту, углу поворота и др.

Рис. 10.16. Диаграмма усилий и деформаций в резьбовом соединении;

а - связь между силами и деформациями деталей соединения; б - изме­нение усилия при переменной нагрузке, не сопровождающееся раскры­тием стыка; в - изменение усилия при переменной нагрузке, сопровож­дающееся раскрытием стыка (недостаточное усилие затяжки)

Одним из способов, получивших широкое распространение в практических условиях вследствие простоты реализации, являет­ся способ затяжки по моменту. Этот способ более производите­лен по сравнению с другими и позволяет достаточно просто ме­ханизировать процесс сборки, кроме того, он наиболее применим для соединений, обладающих малой податливостью.

Разносторонние исследования коэффициентов трения в про­цессе затяжки резьбовых соединений показали, что величина их зависит от твердости деталей, чистоты сопрягаемых поверхно­стей, условия смазки, вида покрытия, податливости соединения, удельного давления на контактирующихся поверхностях и дру­гих факторов. Именно поэтому связь между моментом затяжки и осевым усилием различна даже для болтов одной и той же партии, причем это различие может быть весьма значительным при ис­пользовании разных партий болтов.

Влияние вида покрытия, условий смазки и числа затяжек на коэффициенты трения весьма существенно. С увеличением числа затяжек усилие в болте возрастает, а коэффициенты трения уменьшаются для непокрытых, кадмированных, а также покрытых оловом поверхностей. При оксидированных, оцинкованных, омедненных, никелированных поверхностях наблюдается повы­шение коэффициентов трения с повышением числа затяжек.

С возрастанием удельного давления коэффициент трения в несмазанной резьбе либо незначительно увеличивается, либо не­сколько снижается. Для смазанной резьбы, наблюдалось посто­янное уменьшение коэффициента трения. Однако можно допус­тить, что в пределах применяемых в машиностроении напряжений затяжки коэффициент трения не зависит от степени затяжки. Смазка приводит к стабилизации и уменьшению коэффициентов трения. С применением смазки коэффициент трения снижается на 25—60% и устраняются заедания в резьбе.