Р-ЮН

Рис. 479. Диаграмма Р - е

Общая сила растяжения шпилек Рраст = (1 + + 0,5)Рраб = 150 кН.

Напряжение растяжения в шпильках

„, = =1=150 МПа.

1000

Коэффициенты жесткости X, = EFi = 21 10* х x 1000 = 2,1 10» Н; X2 = £2f2 = 7,5 10*-7000 = = 5,3 10 Н.

Фактор жесткости = 2,1/5,3 = 0,4.

Необходимая общая сила затяжкн

Напряжения сжатия в блоке oj = Рзат/г = = 12-10*/7000 = 17 МПа.

Угол, на который необходимо завернуть гайки при затяжке,

v° = 360«P3aT(;+) = 400

= 36012-1О 10-» 1,5

При завертывании с измерением вытяжкн шпилек расчетное удлинение

Рзат» 12-10*400 /i = --= .-=0,23 мм.

Для силовой осадки принимам напряжение в шпильках оос = 0,6сто.2 = 540 МПа. Общая сила затяжки прн осадке Р„с = Сто, = 540-1000 = 540 кН.

Напряжение в корпусе при этом aocj = PoJFi = = 5,4 10V7000 = 77 МПа.

Угол завертывания гайки при осадке

- = 77°

540 120

:350°.

Удлинение шпильки при осадке

Р 540

/ос = /i = 0.23-гг = 1.05 мм. г зат .iU

Термический натяг при нагреве до 80 °С (т. е. на 60°С по сравнению с температурой сборки 20 °С)

е, = ДГ(aj - а,) = 60(24 - И)- Ю" = 7,8-10"*.

Термическая сила

7,8-10-*. 10»

Р, = -

1 1

= 120 кН.

2,1 5,3

Силы растяжения, сжатия и затяжки после нагрева:

-раст = W + Р( = 150 + 120 = 270 кН; Рсж = Рсж + = 50 + 120 = 170 кН; зат = Рзат + Р, = 120 + 120 = 240 кН.

Коэффициенты асимметрии циклов:

170 240

= 0,9;

= 0,7.

2,1 10

Максимальное напряжение растяжения шпилек

= Рраст/Fi = 2,7- lOVlOOO = 270 МПа.

Максимальное напряжение сжатия блока <зг = = Рзлт/Рг = 2,4- 10V7000 = 34 МПа.

Из-за высоких значений коэффициентов асимметрии запасы прочности определяем по показателям статической прочности (Од j}- Запас надежности для шпилек «1 = 2/а,=900/270 = 3,3; для блока «2 = = <0.2сжМ = 150/34 = 4,4.

8. ФЛАНЦЕВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

При конструировании фланцевых соединений необходимо обеспечить прочность и жесткость фланцев, а также жесткость участков их присоединения к стенкам детали при минимальной массе конструкции.

На рис. 480 приведены типовые конструкции фланцев точеных стальных цилиндрических деталей (стакан, притягиваемый к корпусу) примерно в порядке возрастающей жесткости.

Конструкция а неудовлетворительна: вылет щпилек чрезмерно велик; фланец тонкий, присоединение его к стенкам недостаточно жестко. Основные способы усиления: увеличение толщины фланпев (б), введение галтелей (в) и конусов (г) на участках сопряжения фланцев со стенками. При больших галтелях и конусах с целью приближения крепежных шпилек к стенкам зенкеруют опорные поверхности под гайки (д - ж).

Массу фланцев уменьшают введением облегчающих отверстий на участках между крепежными шпильками (з); удалением излиш-

него материала с периферии (и, к) и поверхности (л, м); торцовым и радиальным поднутрением (н, о).

Типовые конструкции литых фланцев показаны на рис. 481. Низкие плоские фланцы (а) с целью уменьшения массы иногда делают фигурными (в плане), сокращая их ширину b на участках между крепежными бобьш1ками (б, в). Пользоваться этим приемом следует очень осторожно, так как при этом снижаются жесткость и прочность фланца, нарушается равномерная затяжка и герметичность стыка. При сокращении ширины фланцев рекомендуется не переходить за центровую линию крепежных отверстий и придавать бобышкам увеличенную высоту (г). Предпочтительнее сплошные фланцы (д), обеспечивающие более высокую жесткость, устойчивое крепление детали и надежную герметизацию стыка.

Жесткость фланцев повышают увеличением их высоты (е, ж). Для устранения массивов вводят выборку 1 между бобышками. Связь

Рнс. 480. Стальные точеные фланцы

к) м) л)

Рис. 481. Литые фланцы

фланцев со стенками усиливают ребрами (з), гофрированием стенок {и), расположением крепежных деталей в нишах, имеющих в поперечном сечении полукруглую форму (к). Для достижения наибольшей жесткости и прочности ниши углубляют в стенки, а потолок ниш связывают со стенками ребрами (л).

В деталях небольшой высоты (типа крышек), а также в деталях с наклонными стенками (конические и сферические детали) крепежные шпильки заключают в колонки, прилитые к стенкам (м). В конструкции н опорные поверхности под гайки приподняты над верхней горизонтальной стенкой детали, что позволяет обрабатывать торцы колонок напроход, а также облегчает завертывание гаек.

Жесткость узлов крепления сильно зависит

Рис. 482. Установка крепежных детален в нишах

ОТ расположения стенок относительно колонок. В конструкции н стенки расположены по осевой линии колонок. Наибольшая прочность (и наиболее красивый внешний вид) получается при совмещении стенок с крайними точками колонок (о).

При расположении крепежных деталей в нишах размеры НИШ по высоте и в поперечном сечении должны допускать удобный монтаж. Высота h ниш (рис. 482, а) должна быть больше суммы удвоенной высоты hg гайки, выступания S шпильки и толщины t подкладной шайбы. При недостаточной высоте ниши собрать конструкцию МОЖНО только крайне непроизводительным способом, приподняв деталь на высоту h, достаточную для заведения гаек, и наживив одновременно все гайки на концы шпилек (рис. 482,6). При креплении ввертными болтами высота ниш должна быть больше длины болтов (рис. 482, в).

ЦЕНТРИРОВАНИЕ ФЛАНЦЕВ

Цилиндрические фланцы чаще всего центрируют буртиком, выполненным иа одном из фланцев и входящим в ответную выточку на другом (рис. 483, а). Диаметр D, обработанной поверхности под головки болтов устанавливают так, чтобы обеспечить фиксацию болтов от проворачивания при затяжке. Диаметр