Рис. 95. Формы Г0.10В0К болтов

Рис. 96. Сопряжение головок и нарезных участков со стержнем болта

болты (рис. 94, ) с диаметром стержня q, уменьшенным по крайней мере до размера внутреннего диаметра резьбы, а то еще более - до 0,8 и даже до 0,7 номинального диаметра резьбы.

Известно, что увеличение упругости болтов улучшает условия работы стяжного соединения, подвергающегося действию ударной нагрузки.

Тонкие болты менее чувствительны к перекосам, возникающим вследствие неперпендикулярности опорных поверхностей головки и гайки, а также непараллельности резьбового пояса относительно оси болта. Утонение стержня позволяет выполнять плавные переходы между стержнем болта и нарезным поясом, а также между стержнем болта и головкой с одновременным увеличением сопротивления усталости болта. Это обусловливает повышенную сопротивляемость упругих болтов циклическим нагрузкам.

На участках, примыкающих к нарезному участку и головке, болты снабжают центрирующими поясками (рис. 94, -/!. Часто пояски не делают (рис. 94, V), отчего повышается упругость болта и способность его самоустанавливаться в отверстиях деталей.

Головки болтов обычно выполняют в виде шестигранника (рис. 95,/, ). Применяют и другие формы головки: с лысками под ключ (рис.95, /, IV), с внутренним шестигранником (рис. 95, V), с треугольными шлицами (рис. 95, VI).

Головки с внутренним шестигранником чаще всего применяют в случае «утопленной» установки (рис. 95, VH\ когда габариты не позволяют использовать наружный ключ.

Важное значение для прочности болта имеет форма перехода от стержня к головке (рис. 96) и к нарезному участку. Головка должна быть присоединена к стержню галтелью (рис. 96, ) радиусом R не менее 0,2d (рис. 96, / - без галтели).

Утонение стержней болтов дает возможность применения наиболее благоприятных для сопротивления усталости форм галтелей - конической (рис. 96, /) и эллиптической (рис. 96, IV) форм, а также применения разгружающих выточек (рис. 96, V- VII). Наиболее благоприятную форму сопряжения имеют головки с конической опорной поверхностью (рис. 96, F /, IX).

Нарезные участки следует соединять со стержнем галтелью (рис. 97, /) радиусом не ме-

нее R

d-d.

- (d-- наружный диаметр резьбы;

do - диаметр стержня), лучше большим радиусом, порядка R = d (рис. 97, ), конической (рис. 97, /) или эллиптической галтелью (рис. 91, IV), обеспечивающей крутой выход

Рис. 97. Формы сопряжения нарезной части болта со стержнем

Рис. 98. Методы повышения податливости болтовых соединений.

Болты: /-жесткий; -упругий; /-удлиненный упругий; IV-с осевой пружиной; И-с.упругой головкой и пружинной шайбой; VI - с пружинными шайбами; VII-с втулками растяжения (а) и сжатия (6)

резьбы и плавное соединение нарезной части со стержнем.

Сопряжение со стержнем центрирующих поясков (рис. 96, VI, VII) производится галтелями такого же типа.

В случае, когда собственной податливости болта, даже уменьшенного размера (см. рис. 94, V), недостаточно для обеспечения правильной работы соединений, устанавливают элементы, создающие дополнительную податливость (рис. 98). Если позволяют осевые габа-j»!Tbi, то увеличивают длину болта с помощью подставок под гайку (рис. 98, /), иногда с введением пружинного элемента (рис. 98,/И. Если осевые габариты ограничены, то упругие элементы развивают в радиальном направлении, применяя упругие подкладные шайбы (рис. 98, V, VI)-

На рис. 98, VII показана своеобразная конструкция, обеспечивающая высокую податливость при небольших осевых и радиальных габаритах. Болт устанавливают в двух концентричных втулках. При затяжке болта наружная втулка а растягивается, а внутренняя 6 сжимается.

Сечения болта и втулок одинаковые. Таким образом, соединение обладает податливостью примерно в 3 раза большей податливости самого болта.

Для правильной работы резьбового соедннення необходимо, чтобы действующая на соединение силы была приложена по оси, иначе говоря, чтобы соединение не имело перекосов, а болт был разгружен от изгиба. Податливые болты сами по себе хорошо компенсируют перекосы; однако изгиб вызывает в стержне болта дополнительные напряжения. Поэтому для предупреждения перекосов в ответственных соединениях применяют специальные меры, например, используют посадку резьбовых деталей с зазором. В противоположность старым теориям, требовавшим всемерного увеличения плотности резьбы для увеличения надежности резьбового соединения, новая теория убедительно доказала преимущества свободной резьбы. Свободная резьба позволяет гайке несколько самоустанавливаться отно-

сительно нарезного конца болта, что способствует правильной работе соединения. Вместе с тем увеличенный зазор в свободной резьбе способствует более равномерному распределению нагрузки между витками, что, в свою очередь, повышает прочность соединения.

В ответственных соединениях широко используют принцип самоустаиавливаемости. На рис. 99 показаны способы обеспечения самоустаиавливаемости (примерно в порядке возрастающей свободы самоустаиавливаемости). Эти способы следующие: кольцевые выборки в гайке и в головке болта (рис. 99, /); прокладки из мягкого металла (рис. 99, );

Рис. 99. Способы обеспечения самоустаиавливаемости в болтовых соединениях

а) В)

Рис. 100. Способы фиксации болта от проворота при затяжке

применение гаек со сферической опорной поверхностью (рис. 99, Ш); установка сферических шайб под гайку (рис. 99, IV, V).

Наибольшая свобода самоустанавливаемо-сти обеспечивается в том случае, если сферические шайбы устанавливают и под гайку, и под головку болта (рис. 99, VI- VIII). Радиус сферы в сферических самоустанавливающихся шайбах делают равным R = (1,5 2,5)d (где d - диаметр резьбы).

Затяжка болтов. При затяжке гайки болт должен быть надежно зафиксирован от проворачивания. При сборке в положении, когда головка болта находится внизу, необходимо, кроме того, придерживать болт от выпадения. Держать болт за головку ключом неудобно, а в некоторых случаях невозможно из-за ограниченных габаритов.

Способы фиксации болта от проворота показаны на рис. 100. Способ фиксации коническим подголовником (рис. 100,1-III), основанный на повышенном трении на конических опорных поверхностях, рекомендовать нельзя, так как фиксация получается нежесткой.

Способы жесткой фиксации показаны на рис. 100, IV-X. Шестигранные головки обычно фиксируют упором одной из граней в выступ в теле детали (рис. 100, IV, а). На цилиндрических деталях (типа фланцев фиксация осуществляется упором в кольцевую заточку (рис. 100, IV, б). На болтах с цилиндрической головкой для этой цели снимают лыски (рис. 100, V). Некоторые головки (рис. 100, VI, VII) выполняют с фиксирующей гранью, вынесенной за пределы цилиндра головки. На рис. 100, VIII-X показаны способы

фиксации усиком, выполненным как одно целое с головкой болта; усик вводят в углубление в теле детали.

Способы фиксации болтов, приведенные на рис. 100, W-X, значительно дороже простых способов фиксации за грань или лыску, поэтому их применяют только в специальных случаях.

Способы фиксации болтов усиками под головками (рис. 100, XI) или квадратными подголовниками (рис. 100, ХЯ) в настоящее время не применяют из-за нетехнологичности (обработка гнезд под подголовники затруднительна).

Следует предостеречь от ошибок, нередко допускаемых в конструкции фиксирующих элементов. При любом способе фиксации нельзя допускать внецентренного приложения нагрузки к головке и ослабления головки. Примеры ошибочных конструкций показаны на рис. 101. В конструкциях на рис. 101,1-111 неизбежна внецентренная нагрузка из-за асимметричной формы опорной поверхности головки. Конструкция на рис. 101,/V резко ослабляет головку болта и, кроме того, вызывает внецентрен-ную нагрузку из-за нарушения сплошности опорной поверхности.

В конструкции, изображенной на рис. 102, фиксируется навертный конец болта. В теле болта проделаны два паза, входящие в зубцы, выполненные в отверстии притягиваемой детали. Этим способом предупреждают скручивание болта при затяжке, что особенно важно для длинных болтов. Конструкция применима только для стальных деталей.

Помимо фиксации от проворота, болты необходимо поддерживать в осевом направлении при затяжке. Осевая фиксация болта обя-