DSCN1624

146 7. Zasady obliczeń wytrzymałościowych śrub

Rys. 7.11. Sposób zwiększenia podatności śruby

poprzecznych i zwiększenie długości (rys. 7.21). Średnice gwintu na nie-nagwintowanej części zmniejsza się do wymiarów nieco mniejszych niż wewnętrzna średnica gwintu śruby dj. Gdy elementy łączone nie są względem siebie ustalone, a ustalenie to mają zapewnić śruby, na krótkich odcinkach wykonuje się zgrubienia środkujące o średnicy równej nominalnej średnicy gwintu (rys. 7.22).

Rys. 7.22. Konstrukcja śruby podatnej

Aby nie tworzyć ostrych karbów (gwałtownych zmian przekroju), przejścia od podenionego przekroju do łba śruby i do zgrubień środkujących powinny być łagodne. Wykonuje się je zwykle dwoma promieniami Ti (dużym) od strony pocienienia i r, (małym) od strony zgrubienia. Zgrubienia środkujące nie powinny znajdować się zbyt blisko łba i zbyt blisko gwintu. Porównanie rozkładów naprężeń rozciągających w poprzecznych przekrojach śruby zwykłej i śruby podatnej przedstawia rys. 7.23. Jak widać z rysunku, pocienienie śruby powoduje wprawdzie wzrost naprężeń w przekroju o średnicy d₀, ale równocześnie spadek spiętrzenia naprężeń w zewnętrznych włóknach przekroju wyjścia gwintu, a zatem wpływa korzystnie na stan naprężeń.

Często w obawie o utratę szczelności śruby dokręca się (jeśli nie czyni się tego za pomocą klucza dynamometrycznego) zbyt dużym momentem. Może to doprowadzić do powstania odkształceń plastycznych nawet przed przyłożeniem obciążenia roboczego Q_r. Jeśli śruba wykonana jest z materiału o dużej plastyczności, a odkształcenia trwałe nie są wielkie,

Rys. 7.23. Porównanie rozkładów naprężeń rozciągających w poprzecznych przekrojach śrub: a) zwykłej, b) podatnej

wejście w zakres odkształceń plastycznych nie jest bardzo groźne. Jeśli jednak złącze poddane jest działaniu obciążeń zmiennych, wejście w zakres odkształceń plastycznych prowadza do bardzo wydatnego zmniejszenia wytrzymałości zmęczeniowej śrub. Nie tylko dlatego, że na śrubę działa większe obciążenie, ale również dlatego, że zmniejsza się siła zacisku wstępnego, a w związku z tym rośnie amplituda obciążeń Q„. Wykres obciążeń dla tego przypadku ilustruje rys. 7.24.

Rys. 7.24. Wykres obciążeń w złączu z zaciskiem wstępnym w zakresie odkształceń sprężysto-plastycznych

Pierwotny zacisk wstępny Q_w określają punkty A_x i A_t. Przyłożenie siły roboczej Q_r powoduje .przyrost odkształceń śruby o i, i spadek odkształceń elementów łączonych o taką samą wielkość. Przyrost obciążenia śruby Q_rl nie jest w tym przypadku proporcjonalny do przyrostu odkształceń 6_r. Całkowitemu obciążeniu śruby Q< = Q»+Cri na wykresie odpowiada punkt A'. Spadek obciążenia elementów ściskanych Qn jest natomiast proporcjonalny do spadku odkształceń ó„ Zacisk resztkowy Q, = Q_ie~Q,_i określa na wykresie punkt A,. Jeśli teraz zaniknie obdą-