Влияние на радиуса на корена на резбата на болтовете и болтовете върху надеждността на резбовите крепежни елементи,

Конец на шпилка. Коритата на резбата на крепежния елемент са заоблени.

Тъй като радиусът на корена на резбата на болтовете и болтовете се увеличава, границата на умора на съединенията се увеличава. При редица експерименти обаче не е установено увеличаване на якостта с увеличаване на радиуса на депресията. Експериментите позволяват да се увеличи границата на издръжливост на резбовите крепежни елементи от стомана, титанови и берилиеви сплави.

Автор: Drozdov M.V., Engineering Union LLC

Изследване на ефекта на радиуса на корена върху издръжливостта на болта

Първи експерименти с болтове

Фигура: 1. Криви на промяна на работата на удара
трайност на връзките при различни
коренови радиуси и вътрешни диаметри
резба M10

Първото експериментално проучване на ефекта на радиуса на корена R на нишката върху издръжливостта на фугите е проведено от Thum и Staedel. Те откриха, че увеличаването на радиуса R от 0,1 до 0,2 mm за болтовете M10 удвоява ударната работа W (фиг. 1). По-късно А. И. Якушев изследва зависимостта на устойчивостта на умора на ставите с болтова стомана 45 (σv - 720 MPa, σm = 140 MPa) и болтове, изработени от 40KhN2MA стомана σv - 1300 MPa, σm-250 MPa) от радиуса на корена на резбата (Таблица 1).

От анализа на горните данни следва, че с увеличаване на R границата на умора на съединенията се увеличава. Въпреки това, в редица експерименти не е установено увеличаване на якостта с увеличаване на съотношението R/P. Очевидно това се дължи на различни стойности на остатъчните напрежения в корена на резбата при неконтролирани режими на рязане.

Резултати от проучвания на долини с резба на закрепване от западни лаборатории

Sopfit and Field изследва устойчивостта на умора на 3/4 "- 10 (d = 19 mm, P = 2,54 mm) манган-молибден и болтови съединения от въглеродна стомана при R = (0,069. 0,145) P. Резултатите от теста са дадени в таблица 2.

Данните показват, че с увеличаване на радиуса R здравината на съединенията крепежни елементи се увеличава. В някои експерименти се наблюдава обратното: увеличаване на съотношението R/P води до намаляване на границата на издръжливост.

Това може да се обясни с влиянието на производствената технология (режими на рязане или валцуване на конеца, причиняващи различно втвърдяване на работата в повърхностните слоеве).

Обърнете внимание, че в гореспоменатите работи е изследван относително тесен диапазон на вариация на радиуса на коритото. .

Влияние на радиуса на кухината върху устойчивостта на умора на крепежните елементи

Междувременно по-нататъшното увеличаване на радиуса отваря големи възможности за увеличаване на границата на издръжливост на резбовите крепежни елементи, изработени от стомана, и особено титанови и берилиеви сплави.

И. А. Биргер, заедно с Ж. А. Ардеев и Ю. Г. Рисем, изследва ефекта на радиуса на кухината върху устойчивостта на умора на ставите във връзка с термична обработка на крепежни елементи (болтове, шипове). Тествани съединения шипове и гайки с различен профил на резбата M10; М10х0,75; M10X1; М10Х 1,25; М16Х1,5; М16Х2 (фиг. 2).

Проучени профили на резби на болтове и болтове. Изследвайте методите за производство на ядки.

Фигура: 2. Профили на нишки

Нишка с профил/е конвенционална метрична резба в съответствие с ГОСТ 9150-81, според която формата на корена може да бъде или плоско нарязана, или закръглена, а радиусът на корена принадлежи към неконтролираните параметри на резбата.

Стандартът позволява също така неконтролирано закръгляване на кухината до R max = 0,144 P, свързано с износване на инструмента за формоване на резби. Нишката от този тип имаше R = 0,12 R .

Резба с профил II се различава от предишната по наличието на плоско нарязан жлеб (R = 0). Тази резба се използва широко в леко натоварени резбовани части, изработени от стомана.

Фигура: 3. Зависимост на границата на издръжливост
връзки от радиуса на кухината:
1- връзки с минимум
пропуски в конеца,
2 - връзки с увеличени празнини

Радиусът R = 0,2 Р е най-големият, при който частичната взаимозаменяемост с болтови, със стандартен профил на резбата.

Профилът IlIa на резбата на шпилката е идентичен с профил III, а резбата на гайката съответства на GOST 9150-81, следователно, за да се осигури пълна взаимозаменяемост шипове и гайки вътрешният диаметър е увеличен до 80 μm. Нишка с профил IV имаше радиус на корена R = 0, ЗР.

Външният диаметър на резбата съответства на GOST 9150-81. Просветът за номиналния среден диаметър, равен на полусумата от външния и вътрешния диаметър на резбата, беше в рамките на допустимите отклонения, съответстващи на 4H/4h напасване. Имайте предвид, че резба с R = 0,268 P се използва от редица американски авиационни фирми за силно натоварени болтове от титанови сплави.

Резба с профил IVa също имаше R = 0, ЗР, но връзката използва стандартна гайка с резба съгласно GOST 9150-81.

Резбата с V профил имаше R = 0,4 P - минималните хлабини за номиналния среден диаметър съответстваха на GOST 16093—81. Резбата на профилния шпилка Va имаше същия радиус, но с производство на ядки нишката е направена в съответствие с ГОСТ 9150-81.