Технология ремонтов металлургического оборудования: Рекомендации к выполнению практических занятий, страница 26

Пример решения задачи 2.1:

Исходные данные:

Температуру нагрева или охлаждения детали можно определить, используя формулу:

t =  = = 126 °С

где     i  = 0,06 мм расчетный натяг (табл. 2.1);

d = 0,5 – зазор, необходимый для сборки соединения (табл. 2.1);

k = 1,1·10^-5 – коэффициент линейного изменения (табл. 2.1);

d = 480 мм – диаметр вала (табл. 2.1);

t₀ = 20 °С – температура окружающей среды.

Удельное давление во время запрессовки:

p =  =  = 10980966 Па где     i = 0,06 мм = 0,00006 м – расчетный натяг (табл. 2.1);

E₁, E₂ – модули упругости, Па (табл. 2.1);

с₁ =  =  = 1,33                                  с₂ =  =  = 1,01

где     D = 2800 мм = 2,8 м – наружный диаметр охватывающей детали (табл. 2.1);

d  = 480 мм = 0,48 м – диаметр вала (табл. 2.1);

d₀ = 170 мм = 0,17 – диаметр отверстия в полом вале (табл. 2.1);

m = 0,25¸0,3 = 0,27 – коэффициент Пуассона.

Усилие запрессовки:

P = f · p · d · l · p =  1,2 · p · 0,48 · 0,3 · 10980966 = 5961206,381 Па                                                                                                               (2.5)

где     f = 0,08 ¸ 0,2 = 1,2 – коэффициент трения;

d = 0,48 м – диаметр вала (табл. 2.1);

l = 300 мм = 0,3 м – длина запрессованной части (табл. 2.1);

p =10980966 Па – удельное давление на поверхностях сопряжения, Па.

2.2 Затяжка болтов

При монтаже крупных прокатных станов и сборке мощных прессов для затяжки болтов применяют дополнительный нагрев, после чего облегчается поворот гайки и увеличивается усилие соединения.

Величину затяжки можно найти по формуле:

Dl = a · l · t,                                                                                           (2.6)

где     a = 1,1 · 10^-6 1/°C – коэффициент линейного теплового расширения;

l – длина болта, мм (табл. 2.2);

t = 200 °C – температура нагрева по [6].

Угол поворота гайки после дополнительной затяжки составит:

b = ,                                                                                          (2.7)

где     h – шаг резьбы, мм (табл. 2.2).

Усилие затяжки:

P =  · E · F,                                                                                       (2.8)

где     E = 2 · 10¹¹ Па = 2 · 10⁵ Н/мм² – модуль упругости;

F – площадь сечения болта, мм². При расчете площади за диаметр принять d^* – внутренний диаметр резьбы болта (табл. 2.2).

Если задано конкретное напряжение, которое должно возникнуть в болте, то усилие затяжки определяется так (по [6]), Н:

P = d² ·  · s,                                                                                       (2.9)

где     d – диаметр болта, мм (табл. 2.2);

s – заданное напряжение, Н/мм² (табл. 2.2).

Перевод [кг/см²] в [Н/мм²] осуществляется так:

900 кг/см² / 10 = 90 Н/мм² = 90 МПа

Задача 2.2. Определить допустимое усилие затяжки болта и угол поворота гайки после дополнительной затяжки.