Соединения на обычных болтах

Обычные болты

Применение болтовых сопряжений в строительстве и машиностроении достаточно широко. Несмотря на недостатки болтовых креплений, к которым относятся высокая металлоемкость и ослабление деталей, этот тип соединений применяется наравне со сваркой. Особенно он актуален в тех случаях, когда сварку выполнить невозможно по ряду причин.

Элементы соединений могут относиться к различным классам точности и прочности, могут изготавливаться из стали различного класса, что будет в конечном счете сказываться на их характеристиках и сфере применения.

В большинстве ситуаций болтовое соединение работает на сдвиг. Рассмотрим восприятие сдвигающих усилий:

• вначале соединение работает упруго, элементы не подвержены воздействию сдвигающих усилий и работают на растяжение;
• на второй стадии происходит сдвиг соединения на величину зазора, который остался между стержнем и отверстием;
• далее края отверстия и стержень болта начинают деформироваться и сминаться, болт растягивается под действием давления отверстия на его стержень;
• на последней стадии наблюдается упругопластическая работа, соединение разрушается из-за того, что происходит смятие, выкол или срез болта.

Поэтому расчет обычных болтов производится по трем состояниям, на срез, на смятие и на растяжение. В расчете фигурирует продольное усилие, действующее на соединение, а также число болтов, площадь сечения, число расчетных срезов. Тип болтов задается еще в исходных данных. От их характеристик будет зависеть количество болтов заданного класса прочности.

Если обычные болты рассчитывают на срез, то стенки отверстий, которые расположены в соединяемых элементах, проверяют на смятие. Предполагается, что продольная сила проходит через центр тяжести соединения и работает равномерно.

Рисунок 1. Болты обычной прочности Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Соединения на обычных болтах

Обычные болты применяют с соединении элементов мостового полотна, для перил, для тротуаров, для крепления смотровых приспособлений, а также опорных частей. При выборе обычных болтов усилия передаются через стержень, что вызывает в них напряжения смятия и среза.

Обычные болты могут иметь один из трех классов точности:

• в болтовом соединении повышенной точности разница между диаметром болта и диаметром отверстии составляет от 0,2 до 0,3 мм;
• в болтом соединении нормальной точности разница между диаметрами будет меньше половины миллиметра;
• в болтовом соединении грубой точности разница составит менее миллиметра.

Чтобы определить усилие, которое может воспринимать один болт, проверяют его сопротивление по трем ситуациям – срез смятие и растяжение.

Расчетное усилие при срезе равно произведению расчетного сопротивления, коэффициента условий работы, площади сечения болта на количество плоскостей среза. Расчетное усилие при смятии равно произведению расчетного сопротивления смятию на коэффициент условий работы на диаметр и на минимальную толщину деталей, которые будут сминаться в одном направлении.

Расчетное усилие при растяжении определяется как произведение расчетного сопротивления и площади сечения болта.

При выполнении чертежа болтового соединения показывают шайбу, гайку, болт, соединяемые детали указывают точные размеры. Должна быть показана длина болта, толщина шайбы, толщина гайки, запас резьбы. Единицы измерения на чертеже не ставятся. Деталями соединения могут быть не только болты, но и шпильки, и винты.

В рамках проектирования рассчитываемые конструкции относятся к стадии «КМ», то есть конструкции металлические. Позже они будут уточнен до стадии «КМД», что означает конструкции металлические детализированные. По ним будет изготавливаться деталь непосредственно на заводе. Активное развитие металлических конструкций в сфере быстровозводимых и сборно-разборных зданий и сооружений зависит от качества соединений и х долговечности. Болты в этом случае при каждом монтаже и демонтаже испытывают дополнительные нагрузки, что сказывается на сроке их службы и возможностях повторного применения. Неподвижные разъемные соединения будут работать долго, если соответствуют характеру нагружения.