77657 new 63

128 7. Zasady obliczeń wytrzymałościowych śrub

O a ~i~ Gm

i po przekształceniu ostatecznie

(7.10)

Wartości liczbowe powinny zawierać się w przedziale: d = 1,4-1-2.

Niezależnie od przedstawionych powyżej dwóch wariantów oceny wytrzymałości zmęczeniowej na podstawie naprężeń maksymalnych (granicznych Z_r i roboczych a_max) według (7.6) i (7.10) powinno się również dokonać oceny wytrzymałości amplitudalnej wyrażonej współczynnikiem bezpieczeństwa d_a. Współczynnik d_a jest stosunkiem granicznej amplitudy OaL przy określonym naprężeniu średnim o_m do roboczej amplitudy naprężeń o_a przy takim samym (jak w cyklu granicznym) naprężeniu średnim

Wartość tego współczynnika powinna zawierać się w przedziale: d_a — = 2,54-4.

Ocena wytrzymałości za pomocą współczynnika 5_a jest bardziej miarodajna niż ocena według współczynników d czy X„. Z drugiej jednak strony, z dokonaniem takiej oceny wiążą się większe trudności ze względu na brak dostatecznej liczby danych o własnościach mechanicznych śrub wykonanych z różnych materiałów przy różnych poziomach naprężeń średnich. Wartości granicznej amplitudy naprężeń o_aL zależą bowiem od szeregu dodatkowych czynników spośród których istotniejszą rolę odgrywają: technologia wykonania gwintu, obróbka cieplna i cieplno-chemiczna, wymiary nominalne gwintu, promień zaokrąglenia dna bruzdy, stan powierzchni i dokładność wykonania, pokrycia powierzchni śruby, materiał i wysokość nakrętki. W tablicy 7.2 przedstawiono przykładowo wartości OaL w zależności od wymiarów nominalnych gwintu, materiału śruby i technologii wykonania. Dane te zaczerpnięto z pracy [2].

W praktycznym inżynierskim działaniu współczynnik <5_a wyznacza się z uproszczonych wykresów zmęczeniowych. W tym przypadku przyjmuje się, że przechodzenie od cyklu roboczego do cyklu granicznego zachodzi przy stałym naprężeniu średnim o_m; graniczną amplitudę naprężeń o_aL na wykresie zmęczeniowym (rys. 7.9) określa więc odcinek GH (a nie tak jak przy ocenie naprężeń maksymalnych odcinek KL). Odjęcie od granicy wytrzymałości zmęczeniowej Z_r (punkt H na wykresie) naprężeń średnich a_m daje graniczną amplitudę naprężeń

Tablica 7.2. Graniczna amplituda naprężeń <r₀x. przy ustalonych naprężeniach średnich a_m

Gwint śruby	Materiał śruby	Technologia wykonania gwintu	Naprężenie średnie am MPa	Graniczna amplituda naprężeń <r„L MPa
M6 x 1	45	Nacinanie	150	570
		Szlifowanie		80
		Walcowanie		1354-155
	40HMA	Nacinanie	250	=5 80
		Szlifowanie		5120
		Walcowanie		1954-220
M12x 1,5	45	Szlifowanie	150	604-70
		Szlifowanie i krążkowanie bruzd		5100
		Walcowanie		954-110
		Walcowanie i krążkowanie bruzd		5110
	40HMA	Szlifowanie	250	704-90
		Szlifowanie i krążkowanie bruzd		5145
		Walcowanie		1254-170
		Walcowanie i krążkowanie bruzd		5160

Zatem współczynnik bezpieczeństwa jest równy

i—£=.)

Rm I    (7.13)

<T_a

Należy podkreślić, że w obliczeniach połączeń śrubowych niektórych układów technicznych, których awaria może objawiać się szczególnymi konsekwencjami zagrażającymi zdrowiu i życiu ludzi, stosuje się odpowiednio większe współczynniki bezpieczeństwa. Zasady obliczeń takich układów oparte są na normach państwowych, przepisach dozoru technicznego lub innych aktach normatywnych (np. urządzeń dotyczących techniki jądrowej, sprzętu wojskowego). W tych przypadkach należy, pod groźbą odpowiedzialności prawnej, ściśle przestrzegać postanowień zawartych we wspomnianych dokumentach.

7.3. Obliczenia śrub rozciąganych i skręcanych

Wkręcaniu lub wykręcaniu śruby obciążonej silą osiową towarzyszy jednoczesne skręcanie. Takiemu obciążeniu poddane są niemal wszystkie śruby.

9 — Połączenia gwintowe