Расчет болтовых соединений

Болтовые соединения – самый распространенный вид разъемных соединений в технике. Простота, универсальность, высокая прочность соединения и точность взаимного расположения деталей делают болтовые соединения во многих случаях практически незаменимыми. Ниже дан онлайн расчет некоторых вариантов болтового соединения, а так же расчет усилий и напряжений в болтах при произвольной статической нагрузке.

Расчет крепления кронштейна

Данный алгоритм рассчитывает нормальные и касательные нагрузки со стороны кронштейна на болты, расположенные в один ряд. Здесь не учитывается сила затяжки, и как следствие, касательная составляющая нагрузки дана без учета силы трения. Кронштейн в расчете принят абсолютно жестким. Для вычисления растягивающих усилий и эквивалентных напряжений в болтах с учетом момента затяжки и сил трения, полученные значения нагрузок нужно ввести в программу расчета затяжки резьбового соединения.

Исходные данные:

n – число болтов;

l1 – расстояние от точки вращения до первого болта, в миллиметрах;

l2 – расстояние между болтами, в миллиметрах;

F1 – горизонтальная составляющая нагрузки, в ньютонах;

F2 – вертикальная составляющая нагрузки, в ньютонах.

L – длина кронштейна, в миллиметрах.

Н – плечо приложения усилия горизонтальной нагрузки, в ньютонах.

К – порядковый номер рассматриваемого болта (от точки вращения ).

Нормальная составляющая нагрузки:

Р_нi = F1×H×l_i / ∑ l_i ² + F2×L×l_i / ∑ l_i ²;

Касательная составляющая нагрузки:

Р_к = F1 / n.

Расчет герметичности фланцевого соединения

В случае фланцевого соединения крышек сосудов под давлением, трубопроводов, и т.д. внешняя нагрузка стремится раскрыть стык деталей. При работе соединения должно выполняться условие нераскрытия стыка – сила, сжимающая детали в стыке должна быть больше нуля. Соответственно, сила затяжки соединения должна быть больше внешней нагрузки. Расчет соединения на герметичность зависит от жесткости скрепленных деталей и прокладки, однако, если не требуется высокой точности расчета, то для надежности можно принять силу затяжки соединения вдвое превышающую внешнюю нагрузку.

Исходные данные:

D – внутренний диаметр фланца, в миллиметрах;

Р – гидравлическое давление, в паскалях;

n – количество болтов.

Сила затяжки соединения:

F_з = π×D ²×P / 2n ;

Расчет плотности соединения

Ниже представлен расчет плотности соединения под воздействием растягивающей нагрузки. Данный расчет аналогичен расчету герметичности стыка.

Исходные данные:

F – внешняя нагрузка, в ньютонах;

n – количество болтов.

Сила затяжки соединения:

F_з = 2F / n ;

Расчет затяжки резьбового соединения и напряжений болтах

Расчет затяжки резьбового соединения выполнен для болтов нормальной точности. При заданных моменте затяжки и внешних нагрузках на элементы соединения вычисляется усилие растяжения и эквивалентные напряжения в резьбовой части болта. В случае отсутствия нормальной или касательной нагрузки, необходимо ввести нулевые значения в соответствующие поля.

Исходные данные:

d – номинальный диаметр резьбы;

h – шаг резьбы, в миллиметрах;

М – момент затяжки резьбы, в ньютонах × метр;

μ – коэффициент трения (в данном случае установлен единым для крепежа и для элементов соединения);

F_н – внешняя нормальная составляющая нагрузки, передаваемая на болт со стороны элементов соединения, в ньютонах;

F_к – внешняя касательная составляющая нагрузки, передаваемая на болт со стороны элементов соединения, в ньютонах;

L – толщина соединения, в миллиметрах;

Сила затяжки соединения:

Р_з = (2М×cosα / d) × (1 / (2cosα×μ + sinα));

Усилия растяжения в болте при обеспечении плотности соединения:

F = Р_з;

Приведенные напряжения в болте при обеспечении плотности соединения:

σ = F / (π×(d₀ / 2) ²),
где α – угол наклона витков резьбы.

Другие калькуляторы

– расчет шпоночного соединения

– расчет шлицевого соединения

– расчет фланцевого соединения

– расчет штифтового соединения

– расчет посадки с натягом

– расчет ресурса шариковых радиальных и радиально-упорных подшипников

– расчет ресурса шариковых упорных и упорно-радиальных подшипников

– расчет ресурса роликовых радиальных и радиально-упорных подшипников

– расчет ресурса роликовых упорных и упорно-радиальных подшипников