Распределение нагрузки по виткам резьбы
Установлено, что даже при точном изготовлении нагрузка по виткам гайки распределяется неравномерно. Причина — упругие деформации тела винта и гайки под нагрузкой.
Нагрузка на витки резьбового соединения
На рисунке показана схема нагруженного резьбового соединения.
В сечении 2 стержень растянут меньшим усилием, чем в сечении 1. Под нагрузкой у винта шаг возрастает от 6 к 1 витку. Гайка при этом сжимается, у нее шаг уменьшается от 6 витка к 1.
Таким образом, у 1 витка наибольшая разность шагов винта и гайки, вследствие чего первый виток воспринимает большую часть нагрузки (примерно 33%). Второй виток нагружен примерно на 25%. Третий — на 18%. Шестой виток нагружен на 1 %.
Сколько витков резьбы нужно в крепежных резьбах?
На основе исследований Жуковского был сделан вывод, что каждый последующий виток резьбы воспринимает меньшую часть нагрузки, шестой виток резьбы воспринимает лишь 1% нагрузки, тогда как первый — порядка 33%. В крепежных резьбах, обычно, используют 6 витков.
Сколько витков резьбы должно быть в ходовых резьбах?
В ходовых резьбах наиболее нагруженные витки быстро изнашиваются. Поэтому в ходовых резьбах используют до 12 витков.
Рассеиваем заблуждения-1. «Работают три нитки резьбы..»
в аирганнерских рассуждениях при обсуждении резьбовых пробок резервуаров довольно часто встречается следующий постулат — «работают только три нитки резьбы» (с вариантами три с половиной, четыре) с дальнейшим выводом «так что есть смысл делать только 5-6 ниток, ну, из уважения к перестраховщикам, десять».
при этом ссылаются на то, что постулат «сопроматчиками доказан»
их противники чаще всего отвечают либо «три просто мало, надо больше делать» или «хм. «
давайте вместе подумаем, кто из прав, а кто не очень.
итак, исходные данные — резервуар и пробки на резьбе.
уплотнение внутри резервуара, т.ч. резьба не раздувается, а только держит осевое усилие.
труба диаметром 30-40мм, резьбы с шагом 1-1,5мм, материал труби и пробки — довольно пластичный (уж во всяком случае не закаленная сталь).
нагрузки на пробку от внутреннего давления такие, что начинаются деформации по резьбе
вариантов ответов два
1. я считаю, что
а) работают именно первые несколько ниток (2-3-4), остальные — балласт
б) это потому, что .
2. 1. я считаю, что
а) работают значительно больше ниток, чем 3-4, а именно 10-15 (или все имеющиеся)
б) это потому, что .
ну, может быть и третий вариант — у каждого свой.
естественно, можно обращаться к истории — откуда такое знание про три нитки появилось, рассказывать страшные истории про то, как у кого-то 20 ниток сорвало и т.п.
Вопрос про несущую способность метрических резьб
в расчетах, которые определяют максимальную нагрузку на резьбу учитывается, что в зацепление входят максимум 2-3 витка. И есть допуска на шаг резьбы и диаметр. А если резьба изготовлена более точно, то можно ли увеличить предельно допустимые нагрузки? Скажем учитывать порядка 10 витков.. . Потом, есть способы увеличения несущей способности материала путем закалки.
Лучший ответ
Резьбовое соединение «шпилька-гайка»
Распределение нагрузки по виткам резьбы шпильки в соединении «шпилька-гайка».
Анализ полученных результатов показывает, что основная нагрузка в соединении «шпилька-гайка» приходится на первый рабочий виток зацепления резьбы шпильки и гайки и составляет примерно 15% от общей величины нагрузки. Нагрузка, приходящаяся на второй рабочий виток, в 1,7 раза меньше, чем нагрузка на первый виток.
Резьбовое соединение «шпилька-фланец»
Распределение нагрузки по виткам резьбы шпильки в соединении «шпилька-фланец».
В соединении «шпилька-фланец» основная нагрузка также приходится на первый рабочий виток зацепления резьбы шпильки и фланца и составляет около 10 % от общей величины нагрузки. Нагрузка, приходящаяся на второй рабочий виток, в 1,5 раза меньше, чем нагрузка на первый виток.
panatolГуру (4209) 15 лет назад
эти расчеты сделаны для советских допусков по шагу резьбы и прочим параметрам. Если резьба изготовлена более точно, кривая должна быть положе.
Остальные ответы
На гайке как правило-2-3 витка-от этого и расчёт. Можешь в расчёт взять всю резьбу в отверстии-получиться более точный.
Вообще почти все болты работают на срез, и гайка им нужна только чтобы остаться в проектном положении. Если речь идет именно о болтах, то на растяжение работают только высокопрочные болты типа «Селект». У них очень суровые допуски и я думаю работает >80% резьбы, раз затягивают их специальным тарировочным ключем
panatolГуру (4209) 15 лет назад
я имел ввиду резьбовые соединения, работающие на срез. Не болтовые, в том смысле, что это не обычные бытовые болты. Это монтажные приспособления, на которых подвешивается тяжелое промышленное оборудование. Немцы, например, поставляют крепеж с резьбой М12 на нагрузки до 1,5т и предельные кратковременные нагрузки до 3 т. Хотя советские стандарты допускают на такие нагрузки резьбы М16 и М20. Да, и затяжка контргаек таких соединений производится под нагрузкой.
Александр Мудрец (10759) надо справочники и ГОСТы листать, думаю там есть ответ на Ваш вопрос
Увеличивай сколько надо, а если сто, ну сорвет резьбу, ставь новый болт, а то блин, придумали тут всякие расчеты — умники понимаешь.
panatolГуру (4209) 15 лет назад
Сорвет резьбу, груз с крепежа упадет и может придавить кого-нибудь. Это нехорошо, особенно если груз весом до 30 тонн.
Точность тут не при чём. При осевой нагрузке на резьбовое соединение вал и отверстие деформируются вдоль своей оси таким образом, что всё равно число витков резьбы под нагрузкой остаётся почти одинаковым.
Уменьши шаг резьбы, она станет надежней. Еще надежность зависит от формы сечения. Трапецеидальная (и прямоугольная) надежней. Только они редко применяются.
Все это правильно и красиво, но слишком академично.
Нормальные конструкторы на этом не заморачиваются — 2-3 витка в расчетах учитывать или больше. Есть такие руководящие документы, как «Нормы прочности» для различных изделий по отраслям и условиям внешних воздействий. И там коэффициенты запаса даются. Расчеты еще должны учитывать специфику конструкции — на нераскрытие стыка считать или на срез и т. д.
На практике смотришь допустимую нагрузку на болт или шпильку с учетом к-та запаса и выбираешь. Но этого часто недостаточно бывает. Например, по нагрузке М4 проходит, а в условиях эксплуатации удобнее М 10 установить, чтобы потом на морозе накидной ключ удобнее держать было.
правда и наоборот бывает- в условиях ограниченности веса и габаритов.
Но лучше «перезаложиться» и побольше к-т запаса дать. Уверяю.
panatolГуру (4209) 15 лет назад
в крепежах все правильно. Но когда речь идет об измерительных инструментах, есть еще такой параметр, как точность передачи усилия через резьбовое соединение с сохранением точности лучше 1/10000. Там закалки резьб другие, не такие как в крепежной резьбе.
Вообще то витки работают на сдвиг. Большое количество витков это степень статической неопределенности. Сущность в том, что при выходе из строя витков, которые воспринимают нагрузку, в работу включаются следующие.
panatolГуру (4209) 7 лет назад
вопрос вообще был не об этом. Российские ГОСТы и китайские например по несущей способности резьбы совершенно разные. Например, на 12-ю резьбу с шагом 1,75 есть ограничение по нагрузке по рым-болтам в 300 кг. А китайцы присылают такие же рым болты с характеристиками по предельной нагрузке 2,4 тонны в кваззистатике и 1,6 тонны в динамике. Откуда такая разница?
Какое минимальное количество витков резьбы можно нарезать на трубе чтобы надёжно прикрутить фитинг?
Важно учитывать какой это фитинг, какой диаметр трубы, шаг резьбы, какое давление в системе.
Чаще всего на трубе нарезают резьбу с таким же количеством витков как и на фитинге.
Труба это наружная резьба («папа»), фитинг который на неё накручивается это внутренняя резьба («мама»).
Возьмите в руки фитинг и посчитайте количество витков резьба на нём.
Вот к примеру «американка»
которая накручивается на резьбу нарезанную на трубе (есть ещё американки «папа») количество витков зависит от её размера, как правило это 6-8 витков резьбы.
Значит и на трубе нарезаем точно такое же количество витков резьбы.
Но речь идёт о минимальном количестве, из личного опыта могу сказать, менее 5 витков на 32 стояках (диаметр трубы, наружный, 32 мм), если стояки 40, то шесть витков минимум.
Если это резьбовая муфта «мама», то тоже самое минимальное количество витков 5.
Если сделать меньше, то фитинг может вырвать давлением, если не сразу, то через некоторое время, то есть лучше не рисковать и дорезать трубу до конца, даже если это не удобно (под потолком к примеру, или труба прогнила и её приходится одновременно держать и работать резьборезом).
На 20-й трубе (трубы внутренней разводки) нарезал всего 4 витка под американку, более 2-х лет всё в порядке, но ситуация была вынужденной, слишком короткий патрубок с изгибом, плашка упиралась в изгиб.
Так же учитывайте чем будете уплотнять резьбовое соединение, тут тоже есть свои нюансы.