Д*е = у aAt + у aAti + ...-ai Afi,(106)

где ttj - коэффициент линейного расширения материала болтои; At, - разность их рабочей температуры t, и температуры сборки г; tx; ixi...; Ati; Af2 - соответствующие параметры для частей корпуса.

Подставляя значения из выражения (105) и Де* из (106) в формулу (96), получаем формулу для определения термической силы

1А. + 1А!

(107)

Отнощение F, d

/DY 2D h a fhV , a /

Фланцевые соединения

в соединениях с низкими, отнесенными от стенок фланцами (бортовые фланцы) величина Х.,Д2 определяется соотнощением между сечением болта и сечением фланца, воспринимающим нагрузку, и не зависит от диаметра, числа и расположения болтов (за исключением случая очень малого щага расположения болтов).

Как показывает опыт, сила затяжки распространяется в теле фланца на конический объем с верхним диаметром, равным диаметру D гайки или подкладной щайбы (рис. 467, а), и с центральным углом а, который колеблется в пределах 20 - 60°, повыщаясь с увепичением силы затяжки, жесткости материала фланца (высокие значения £2) и уменьшаясь с увеличением высоты фланца, как, например, в асимметричных фланцах (рис. 467,6).

Средний диаметр конуса (сечение АА) =

= 0 + /.tg-. Средняя площадь конуса

При обычном значении D/d = 2 Fr 1

Фактор жесткости соединения

4ytg

а /hV .а

показан

рис. 468 в функции h/d для среднего значения а = 30° и £,/£2 = 1 (сталь - сталь; Ti-Ti); 1,75 (сталь-Ti; Ti-Al); 2,8 (стань-AI; сталь - чугуи; Ti -Mg); 4,65 (сталь - Mg).

Для улучшения работы стыка (повышение г2) в соединениях с малыми £, /£2 целесообразно

Рис. 467. Распределение сил затнжкн в i еле фланца

Рис. 468. Фактор Х,/).2 в завнснмостя от Ad (« = 30») .

Рис. 469. Pfs-yAHpoeanne жесткости фланцевых соедииеянМ

применять низкие фланцы Или повышать фактор увеличением упругости фланца.

В соединениях с £,/£2 = 2,84,65 (легкие сплавы) фактор Xj/Xj имеет более благоприятную, а для £, /£2 = 4,65 (магниевые сплавы) даже избыточную величину (X., fk > 1).

Способы регулирования величины X, А2 показаны на рис. 469. Снизить Х1А2 можно увеличением упругости болта путем уменьшения диаметра стержня I или установки упругих элементов 2, а также увеличением диаметра несущего объема введением жестких подкладных шайб 3 с большим опорным диаметром. Повысить Х.1Д2 можно уменьшением высоты фланца 4, установкой на стыке упругих прокладок 5 или введением выборок 6 во фланце.

Способы повышения упругости болтов и корпусов применяют для увеличения релаксационной стойкости фланцевых соединений.

В соединениях с болтами, заключенными в колонки (рис. 470), фактор Х., .j не зависит от высоты колонок, так как сила затяжки воспринимается цилиндрическим объемом колонки

с площадью = -(Di-d\ где - диаметр 4

колонки. Фактор X, Д2 равен

£, £i/£2

Рис. 470. Фланцы с колонками

При обычном значении DJd - 2,5 Xifki »

w0,2-i- и для £,/£2 = 1; 1,75; 2,8; 4,65 Х.Аг £2

равен соответственно 0,2; 0,35; 0,56; 0,93. Контроль силы затяжки

При сборке необходимо точно выдерживать расчетные параметры затяжки. Применяют три основных способа контроля силы затяжки:

1) затяжкой гаек динамометрическим ключом;

2) завертыванием гаек на расчетный угол;

3) измерением упругого удлинения болта при затяжке.

При затяжке динамометрическим ключом выдерживают момент завинчивания Мзат, определяемый по заданной силе затяжки болтов расчетом [см. формулу (55)] илн экспериментально. Этот способ недостаточно точен. Момент, необходимый для завертывания гаек, зависит от трения в резьбе и на опорной поверхности гайки, которое может колебаться в значительных пределах. Поэтому болты, затянутые одним и тем же моментом, фактически могут быть нагружены различно.

Для уменьшения влияния трения резьбу перед затяжкой покрывают дисульфидом молибдена, коллоидальным графитом и другими смазочными веществами. Такие соединения необходимо надежно стопорить, так как присутствие смазки увеличивает склонность к самоотвинчиванию.

Применяют также виброзатяжку (например, гайковертами ударно-вращательного действия). Уменьшение сил трения в результате вибраций необходимо учитывать при расчете момента затяжки.

При завертывании на расчетный угол гайку сначала доводят до плотного соприкосновения с опорной поверхностью, т. е. до такого положения, с которого начинается вытяжка болта. После этого гайку завертывают на расчетный угол с помощью угломерного ключа со стрелкой, перемещающейся по лимбу, установленному на корпусе. Угол завертывания определяют по заданной силе Рзат из следующих соображений: при затяжке гайки необходимо установить деформацию болта/, = /РзатА, и корпуса/г = /РзатАг (где / - длина соединения).

Осевое перемещение гайки относительно болта

/= /l+ /2=Р..

(108)

Этому перемещению соответствует поворот гайки на угол

v = 360-= ЗбОРз,

(109)

Где S - шаг резьбьь

Практически гайки затягиваются следующим образом. Сначала выбирают зазор н системе затяжкой всех гаек от руки до плотного соприкосновения с опорными поверхностями. После этого все гайки в последовате.чьности, зависящей от расположения болтов и обеспечивающей по возможности равномерную затяжку стыка (в шахматном порядке, крест-накрест, змейкой), завертывают сначала на угол 0,5v, а затем в той же последовательности на угол v.

Этот способ точнее первого, хотя в нем имеется источник ошибок (затруднительность определения фактического начала затяжки).

При завертывании корончатых гаек в большинстве случаев приходится дополнительно

Рис. 471. Стопорение гаек в стяжных соединениях

Рис. 472. Угломерный ключ

затягивать гайку до совмещения отверстия под шплинт в болте и пазов в гайке, причем максимальный угол дотягивания составляет 60° при одном отверстии в болте и 30° при двух крестообразно расположенных отверстиях (рис. 471, а). Таким образом, при дотягивании возможно значительное превышение расчетного угла завертывания. Кроме того, болты соединения оказываются затянутыми различной силой.

Регулирование угла дотягивания с помощью мерных подкладных шайб усложняет монтаж. При необходимости точно выдерживать расчетный угол надо применять бесступенчатое стопорение, например, отгибными шайбами увеличенного диаметра, допускающими стопорение гайки в любом положении (рис 471, б).

У длинных и тонких болтов на точность измерения влияет их скручивание под действием сил трения, возникающих в резьбе при затяжке. Придерживание конца болта ключом при затяжке (см. рис. 449) усложняет монтаж. На рис. 472 представлена конструкция ключа, исключающая влияние скручивания на точность замера. В стержне ключа установлен подпружиненный фиксатор / с пирамидальным хвостовиком крестообразного сечения, входящим в соответствующее гнездо на торце болта. Фиксатор соединен со штоком 2, на наружном конце которого фрикционно установлена стрелка 5, перемещающаяся по лимбу 4, закрепленному на торце ключа.