88454 new 64 (2)

130 7. Zasady obliczeń wytrzymałościowych śrub

Rys. 7.11. Schematyczne przykłady połączeń gwintowych, w których śruby przenoszą obciążenia osiowe Q i momenty skręcające M

Na rysunku 7.11 przedstawiono kilka przykładów połączeń gwintowych z uwzględnieniem rozkładów obciążeń osiowych (rozciągających lub ściskających) oraz momentów skręcających M. Złożony stan obciążenia W przedstawionych przykładach nie występuje na całej długości śruby, a tylko na odcinkach AB. Moment wywołujący skręcanie śruby może wynikać z oporów ruchu na gwincie lub z tarcia na powierzchni oporowej śruby lub nakrętki. Moment oporów ruchu gwintu M„ określony jest wzorem (4.12), a moment tarcia M_t wzorem (4.14). Śruba na odcinkach przenoszących pełne obciążenie osiowe Q w przypadkach przedstawionych na rys. 7.11a-Pf jest skręcana momentem M = M_s, a w przypadkach zilustrowanych na rys. 7.lig, h —■ momentem M — M_t. Znacznie większemu skręcaniu podlegają śruby z gwintami pasowanymi ciasno. Moment oporów ruchu takich śrub zależy nie tylko od wymiarów gwintu, materiału łączników i gładkości powierzchni roboczych, ale przede wszystkim od wielkości wcisku skutecznego w. Pod pojęciem wcisku skutecznego rozumie się sumę odkształceń sprężystych śruby i nakrętki na średniej średnicy gwintu d_s po dokonaniu połączenia.

Wcisk skuteczny w jest mniejszy od wcisku nominalnego (zmierzonego) W, oznaczającego różnicę średnich średnic gwintu śruby i nakrętki przed skręceniem. W procesie skręcania następuje bowiem deformacja plastyczna i częściowe starcie wierzchołków nierówności na powierzchni styku. Między wspomnianymi wielkościami istnieje zależność

(7.14)

_w = W—1,2(R_z1 + R_j2),

gdzie R_2ł, R₂₂ są wysokościami chropowatości profilu zarysu gwintu zewnętrznego i wewnętrznego.

Przy średniodokładnym wykonaniu gwintów R_z = 6-H6 pm, przy dokładnym R_z — 2,5-4-6 pm.

Dla uproszczenia schematu obliczeń przyjmuje się, że śruba przedstawiająca sobą gładki walec o średnicy d, jest wciśnięta w wydrążony walec o wewnętrznej średnicy d_s i zewnętrznej średnicy D.

Z rozwiązania zadania rur grubościennych wynika zależność

gdziS Po — jest naciskiem promieniowym na umownej cylindrycznej po-

wierzchni gwintu (patrz rys. 7.12), ją i v₂ są współczynnikami Poissona materiału śruby i nakrętki (łub nagwintowanego korpusu), a £i i E₂ — modułami sprężystości podłużnej materiału śruby i nakrętki. Przekształcenie wzoru (7.15) ze względu na p_a daje

1

(7.16)