DSCN1621

140 7. Zasady obliczeń wytrzymałościowych śrub

wych jak i ze stali stopowych o R_m < 1200 MPa nie ulega zmniejszeniu w porównaniu do czystego osiowego rozciągania. Jedynie dla śrub ze stali wysokowytrzymałej o R_m > 1500 MPa (dla stali tych granica plastyczności jest na ogól niewiele niższa od doraźnej wytrzymałości) wpływ przekosu jest zauważalny.

Nie można pominąć natomiast wpływu naprężeń gnących w przypadku obciążeń w zakresie sprężystym, a w szczególności przy obciążeniach zmiennych. Naprężenia te można zmniejszyć przez zastosowanie bardzo dokładnej obróbki. Ze względu jednak na duże koszty nie stosuje się w praktyce szczególnie dokładnego wykonania łączników gwintowych.

Dopuszczalne odchyłki prostopadłości płaszczyzny oporowej łba śruby względem osi gwintu według normy PN-70/M-82051 przy dokładnym wykonaniu — wynoszą 0,0175 S; gdzie S jest wymiarem „pod klucz”. Takie same odchyłki dotyczą powierzchni czołowej nakrętki. Dla śrub i nakrętek z gwintem M30 lub większym odchyłka prostopadłości jest równa 1°.

Rys. 7.16. Łagodzenie wpływu zginania przez stosowanie: a) podkładek sferycznych, b) podkładek z krzyżowym przegubem

Dla zmniejszenia naprężeń gnących stosuje się podkładki sferyczne lub stożkowe (rys. 7.16a). Należy zauważyć, że podkładki takie eliminują błędy przekosu jedynie podczas obciążania złącza (dokręcania), nie mają natomiast wpływu na kompensację błędów wywołanych późniejszym obciążeniem roboczym, gdyż kąt a jest dużo mniejszy od kąta tarcia p. Sa-mokompensacja może zaistnieć wtedy, gdy na śrubę działa obciążenie zmienne o dużej częstości. W tym przypadku — przy niewielkiej sile zacisku wstępnego i dużej sile bezwładności mas drgających elementów —■ następuje wypolerowanie styku sferycznego i spadek współczynnika tarcia nawet do wartości /i —0,01. Taki stan nie powinien jednak występować, prowadzi on bowiem do samoluzowania się złącza. Jedynie podkładka z krzyżowym przegubem (rys. 7.16b) prawie całkowicie eliminuje błędy wykonawcze. Podkładka ta złożona jest z trzech wahliwie względem siebie łożyskowanych (na łożyskach nożowych) elementów. Ze względu na niewielką powierzchnię przylegania łożysk powinna być ona wykonana ze stali o wysokich własnościach mechanicznych.

141

7.5. Obliczenia śrub obciążonych osiowo z zaciskiem wstępnym

Jak wynika ze wzoru (7.45) naprężenia zginające są proporcjonalne do średnicy śruby i odwrotnie proporcjonalne do długości. Należy więc dążyć do pocieniania śruby w nienagwintowanej części sworznia i zwiększania jej długości (patrz rys. 7.21).

7.5. Obliczenia śrub obciążonych osiowo z zaciskiem wstępnym

7.5.1. Analiza obciążeń i odkształceń

Śruby złączne przy dokręcaniu zostają obciążone siłą zacisku wstępnego Qt» i momentem skręcającym M,. Siła zacisku wstępnego powinna być na tyle duża, aby po przyłożeniu obciążenia roboczego Q_r, nie wystąpił luz między łączonymi elementami. Pod wpływem siły Q_a śruba wydłuża się o di (rys. 7.17b). Zgodnie z prawem Hooka wydłużenie to .jest równe

Rys. 7.17. Odkształcenia śrub i elementów łączonych w połączeniu z zaciskiem wstępnym: a) złącze nieobciążone, b) złącze obciążone siłą zacisku wstępnego Qm,

c) złącze obciążone siłą roboczą Q_r

=    (7.47)

gdzie In jest długością odcinków śruby o stałym przekroju, fu — wydłużeniem względnym poszczególnych odcinków śruby, o_H — naprężeniem

rozciągającym, F_u — przekrojem poprzecznym śruby (dla nagwintowa-

*d*¹

nego odcinka śruby F ⁼⁼~~±~l

, d, — średnią średnicą roboczą, E_t — mo-

dułem sprężystości podłużnej materiału śruby, C_t — sztywnością śruby,