Нагрузка на болт. Предварительная затяжка из условия несдвигаемости и нераскрытия стыка

Вариант №13

Исходные данные:

F = 24 кН – сила приложенная к стойке

- угол отклонения силы

H = 0,6 м – расстояние от центра приложения силы до основания

l = 0.9 м – расстояние между крайними рядами болтов

e = 0.2 – эксцентриситет

f = 0.3 – коэффициент трения

n = 1 – количество болтов до оси поворота

i = 2 – число болтов в ряду

Материал болта 45Х; форма основания сплошная; характер действия силы постоянный.

Разобьем силу F на две составляющие S и Q, где S сдвигающие усилие, а Q отрывающие усилие. Их модули соответственно равны:

S = 24000*0.5 = 12000 Н

Q = 24000*0.87 = 20785 Н

Момент, отрывающий стойку от бетонного основания, при данных силах, равен:

M = 12000*0.6 – 20785*0.2 = 3043 Н*м

При чем момент и Q отрывают стойку от основания, разрывая стык, а S сдвигает.

M,S,Q – это силовые факторы действующие на стойку.

Определим усилие предварительной затяжки по условию не раскрытия стыка. Затяжка выполняется до приложения F  и создает напряжение смятия.

, где

V – усилие предварительной затяжки;

z = 2*n*i – количество болтов;

А_СТ = a*b – площадь стыка.

a = l + 50 мм – длина основания

b – ширина основания (а = 2b…3b)

а = 0,9 + 0,05 =0,95 м

b = 0,4 м

Усилие Q внешние для стойки и болтов распределяется между болтами и основанием таким образом  дополнительно нагружает болты, а разгружает стык.

, где

 - момент сопротивления

(условие не раскрытия стыка)

Далее определим V из (4) принимая во внимание (9)

Найдем усилие предварительной из условия не сдвигаемости стыка.

- нормальное давление

,где

f – коэффициент трения

Решим уравнения (11) и (12) совместно относительно V

Получили, что усилие предварительной затяжки из условия не сдвигаемости больше, чем усилие предварительной затяжки из условия нераскрытия стыка, что дает нам право взять его за окончательное.

Определим  расчетную нагрузку на болт, учитывая V.

Внешняя нагрузка на болт будет составляться из нагрузки Q и вращающего момента М. Нагрузка  силы Q на болт подсчитывается по формуле:

Определим усилия на наиболее нагруженный болт от опрокидывающего момента.

 - расстояние от оси до наиболее нагруженного болта

Сила действующая на этот болт будет находится из формулы момента

, откуда сила

Суммарная внешняя нагрузка будет составлять

Результирующая нагрузка на болт находится по следующей формуле

Подставляя значения получим :

Определим d_p.

По формуле

 

Далее из справочника мы находим d из условия

Мы возьмем d_{P гост} = 16 мм

Оттуда же берем:

 

Теперь проверим резьбу на смятие и срез.