Перейти к публикации

Изменен п. 12 раздела "Другие ограничения", просьба ознакомиться. Расшифровка и пояснения - тут

рационалист

Прочность резьбового соединения

Рекомендованные сообщения

Вот и я здесь создаю тему :)

 

Имеется цилиндр из серого чугуна неизвесной марки (китайский чугуний). На одном конце цилиндра резьба М52х2, длинной 25мм. Цилиндр вкручивается в стальную плиту из СТ-20

Вопрос: при каком осевом усилии порвется резьба, если в контакте будут все витки резьбы? Крепление без преднатяга. Ну и что бы небыло лишних вопросов: нужно держать нагрузку 10т.

 

Начал лазить по книжкам Анурьев говорит только про расчет на сдвиг(срез) и про разрыв самого крепежа (расчет через сечение крепежа). Гугл тоже как то плохо потходит к этому вопросу. Вариант с низкой прочностью резьбы вообще не рассматривают. Почему? Сапромат учил постольку-поскольку, он зачетом был, поэтому и знаю-незнаю.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Расчеты на прочность резьбовых соединений:

1) растяжение-сжатие болта (по внутреннему диаметру резьбы);

2) срез и смятие болта при наличии поперечных сил.

 

Если профиль резьбы стандартный, использованы стандартные болты-гайки, сами витки резьбы на срез и смятие не рассчитывают, поскольку прочность резьбы в большинстве случаев выше прочности стержня болта. Однако, расчет не шибко сложный:

срез

tau = F/(Pi*d1*k*H*km) <= [tau],

где d1 - внутренний диаметр резьбы болта;

k - коэффициент полноты резьбы;

Н - высота гайки (следует учесть, что работает не более 10 витков резьбы);

km - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по виткам резьбы;

[tau] = (0,2...0,3) от предела текучести.

 

 

смятие

sigma см. = 4F/(Pi*(d^2-d1^2)*km*z) <= [sigma] см.

где d - номинальный диаметр;

z - число витков резьбы;

[sigma] см = (0,3...0,4) от предела текучести.

 

Так-то.

Почему работает не более 10 витков? Нагрузка на витки резьбы распределяется неравномерно. Умные дядьки подсчитали, что на первый виток приходится 34% всей нагрузки, на десятый - не более 1%. На последующие - еще меньше.

 

Это всё из курса деталей машин.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

viking, Спасибо конечно, но это все я видел. Возьмем первую формулу: tau = F/(Pi*d1*k*H*km) <= [tau]

И разберем ее на кусочки: Pi*d1 - это площадь сечения болта/стержня. ТОесть снова отталкиваемся от сечения стержня, которое воспринимает максимальную нагрузку. Как то укорочено. Нет даже шага резьбы, который влияет на количество витков в зацеплении на длину гайки,

Рыскал по справочникам, нашол какую то теорию по расчету, но связать в одно целое не смог. Пришол только к тому что на площадь одной грани профиля резьбы действует вся нагрузка. Пересчитал площадь грани всей резьбы, давление на нее при максимальной нагрузке и получил что то около 380кгс/см2~38МПА. Но этот расчет не учитывает ни распределение усилия по виткам, ни тип резьбы...

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Разбераем здание. Снимаем карнизные плиты- это такие Г-образные, (или карнизные), лежат на стене образуют карниз.

Они крепятся прутком к закладным карнизной и рядом лежащей плите перекрытия. НО при вскрытии *пирога* крыши оказалось, что они держатся за петли и за петли плиты, петли где сгнили, держатся на одной петле 90 %,

можно было скинуть их но Плиты нужно снять,

Я думаю просверлить отверстие вставить шпильку, закрутить и поднимать,

Но какую? вес плиты 2,2 т или 22 кН.

по расчетам P=A*g где Р усилие разрыва, А- площадь, g- предел прочности.

взять 5и кратный запас 110кН= А*500 А=220мм2 /2 т.к. будет 2 шпильки

получаем Д=16мм /2 прутка 8ку можно нарезать ну или с запасом Д 20ку взять?

 

взято тут http://fsapr2000.ru/index.php?showtopic=7899

Изменено пользователем ник96

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Поскольку

цилиндр из серого чугуна неизвесной марки (китайский чугуний)

, какие-либо расчеты бессмысленны. А резьба еще и концентратор напряжений, по ней цилиндр может лопнуть при случайном незначительном боковом усилии.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

А нет ли где простенькой программки, чтоб внести данные резьбы(диаметр, шаг), материал "болта и гайки", и получить максимально допустимое усилие на срез резьбы?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

взял предел 500 для ст20,35

а для ст3 предел 300 получим Д=21мм

во как, :good:

взято тут http://www.12821-80.ru/krepz.php

Изменено пользователем ник96

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Кстати, подумалось, что для сверхответственных применений можно замутить гайку с "прогрессивным шагом" (читай - повышенной прочностью, либо пониженной массы), при засильи нынче ЧПУ сделать такое совсем несложно..

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

натачу завтра пару шпилек М22 с резбой 50-100мм и гайку мм в 2-3 стандартных.

будем пробовать.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Сперва банальности:

Расчеты по винтам и шпилькам приводятся подразумевая в материалах сталь.

У стали пределы прочности при растяжении, сжатии примерно равны, при изгибе процентов на 15 больше растяжения.

Если мне не изменяет склероз, в отличии от стали, конструкционный серый чугун на растяжение держит нагрузку хуже раза в 4 чем на сжатие. На изгиб раза в 3. Другая беда чугуна (серого чугуна) - его хрупкость. То-есть слабость на изгиб. Который и становится лимитирующим фактором. А изгиб в деформациях резьбовых соединениях присутствует.

Собственно марка чугуна по отечественной системе (например СЧ 21-40) и содержит цифры предела прочности в кгс/кв.мм первая - при растяжении растяжение, вторая при изгибе.

Часто вторая цифра "забывается"

У вас китайский чугун неизвестного происхождения.

Х.з. что там по прочности. Брать как СЧ 12-28?

 

Прочностной расчет витков резьбы (на срез, смятие, изгиб?) помнится присутствовал при расчете винтовых домкратов в курсе деталей машин.

Пошукайте соответствующим запросом в инете или в литературе.

 

Если не искать, а чисто логикой грубо прикинуть:

1.Берем нагрузку первого витка резьбы как 30 процентов.

2. Имеем зацепление зубом у которого длина - длина витка резьбы, сечение - профиль резьбы. Нагрузку прикладываем в средней части сечения.

3.Остальное аналогично расчету шпонки (срез по основанию, смятие) или балки (изгиб)

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Учебник по деталям машин. рекомендую Решетова. там есть все. формулы простые.

Как правило витки на срез прочнее тела на разрыв, потому обычно стержень и считают. А чугун на разрыв еще меньше стали держит...

имейте ввиду - полностью работают только 3 витка резьбы, более менее витков 5. 10 виток уже практически не работает - стержень растягивается.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Здравствуйте!

Решин не создовать новую тему, а продолжить данную.

 

Я решил попробовать просчитать срез витков резьбы для стандартнейших болтов.

Для примера взял болт M36 из Анурьева т.2. стр.804 - силу, выдерживаемую ботом и момент затяжки (таблицу можно посмотреть по адресу: http://cncnc.ru/docu...ters9/ckm1.html)

и то, что получилось меня несколько смущеает (см. приложеный файл).

 

Помогите разобраться: где моя ошибка?

post-61832-064129600 1345441760_thumb.jpg

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Расчеты не проверял, но в детялях машин Иванова М.Н. 1976 г. есть пример расчета (стр. 60) именно М36, правда из ст10. Там для создания напряжения на разрыв (равное пределу текучести) 2000 кг/см^2 болту прикладывается усилие в 13 000 кгс, момент на ключе 9 000 кгс*см. А у вас 22 т - хотя и сталь 45, но вполне может не выдержать... Гляньте книжку, вам туда просто свои данные подставить надо...

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

глянул по ссылке - что-то те нагрузки мне кажутся завышенными, по сравнению с указанными в книжках.

Навсяк:

http://www.complexdo...y_zatyazhki.pdf

http://www.mc.ru/gos...st1759_0-87.pdf - в конце разрушающие нагрузки, для М36 из нержи разрушающая 42 тонны....

 

 

 

ЗЫ по вашей ссылке в примере с расчетом крюка для нагрузки в 10 т уже д32 требуется и принимается М36, а потом дается 22т на М36 :fool:

Изменено пользователем Kirilius83

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Kirilius83, спасибо! проверил в книге - расчет крюка один в один.

 

Остается вопрос с допускаемыми напряжениями - какими их принимать по отношению к пределу текучести? источники варьируют их от (0.15-0.20) до (0.2-0.3).

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Сделайте запас прочности побольше, да и все.

Хотя если размеры критичны и много запаса не дашь - надо литературу изучать. Возможно просто кто-то запас больше оставляет, а возможно от материала и/или термообработки зависит. Насколько помню - по идее допускаемые напряжение берутся на глазок, исходя из того какая надежность и какая износостойкость требуется, но могу ошибаться...

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Кажется определился!

Kirilius83, Вы правы - многое зависит от обработки, а так же от режима работы. Рекомендуемые значения для материалов (в качестве примера или точки отсчета) можно найти в Анурьеве т.1. 14-ая таблица.

 

Спасибо за помощь!

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Посмотрите у Орлова. Там довольно подробно описывается такая ситуация

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

рационалист, по поводу Вашего ответа на 2 сообщение. "Pi*d1" - это явно не площадь сечения болта) Это вроде как периметр сечения. Далее он умножается на высоту - получаем площадь поверхности резьбы. Делим нагрузку на эту площадь, и получается расчет на срез именно резьбы... Так же там есть коэффициенты, которых вам не хватало: учитывающие вид резьбы (некий коэффициент полноты, 0,87 для трапециевидной резьбы вроде...), и распределения по виткам.

Это ответ именно на 3 сообщение, далее не читал особо. Просто столкнулся с ситуацией, когда винт-фиксатор ввинчивается в трубу (3 мм), и если прикинуть хотябы примерную расчетную нагрузку, интересно, выдержит ли он 400 кг, если всего 3 витка (d=6 мм, шаг 1 мм) заделано..

Изменено пользователем koyan

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Интересная тема. Тоже столкнулся с вопросом изготовления конструкции под домкрат 100тонник. 3 опоры кругляк 50мм, сверху снизу плиты прикрученные гайками. сверху 3 гайки снизу 3 гайки. Какую резьбу там нарезать чтобы не сорвало. м48 достаточно будет?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Какую резьбу там нарезать чтобы не сорвало. м48 достаточно будет?

так и просчитайте по формулам. Я помню, в ВУЗе это делали по книжке "Детали машин".

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Какая-то странная беседа. Большая часть участников книжки по ДМ и Анурьева читала и советует ТС тоже почитать. А тот все спрашивает: вот я посчитал, но что-то мне сомнительно.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Ratay, по датам посмотри. Мой ответ только на последний пост.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Если вопрос еще актуальный.

1. Есть такая книжка Биргер Резьбовые и фланцевые соединения - вам в помощь.

2. Коэффициент запаса прочности на резьбовые соединения обычно берут 4.

3. Стержень болта - самый ненадежный участок (Биргер тоже это отмечает). Поэтому с практической точки зрения достаточно рассчитать стержень на разрыв.

 

ЗЫ. В принципе, я сильно интересовался этим вопросом, даже писал прогу для расчетов резьб разными методами, и могу сказать, что прочность резьбы на срез, смятие и т.д. гораздо выше чем болта на разрыв. Теория подтверждается (с).

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

рационалист, Нельзя надеяться на резьбу в плане: выдержит/не выдержит - резьба в крепёжных изделиях при работе в металлоконструкциях нужна для гарантирования несдвигаемого прилегания элементов (элементы так обжимаются, чтоб не прокручивались вокруг оси стержня крепежа)!

Другими словами - вешать на резьбу ни в коем случае нельзя. Поэтому и нет расчёта резьбы на такую прочность.

Существует прочность резьбового соединения - стандартизованная, то есть, никакого чугуна! а из сталей, предназначенных специально для этого.

Чтоб "повеситься" Вам на чугун следует цепляться не по оси, а поперёк - кстати, вот вам и работа на срез!

Меняйте схему конструкции, пока не поздно.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Создайте аккаунт или войдите в него для комментирования

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать аккаунт

Зарегистрируйтесь для получения аккаунта. Это просто!

Зарегистрировать аккаунт

Войти

Уже зарегистрированы? Войдите здесь.

Войти сейчас

  • Сейчас на странице   0 пользователей

    Нет пользователей, просматривающих эту страницу.


×