Виды и общая характеристика болтовых соединений. Особенности работы и расчета соединений на высокопрочных болтах

Различают несколько видов болтовых соединений. По числу поставленных болтов они подразделяются на одноболтовые и многоболтовые, а по характеру передачи усилия в соединении от одного элемента к другому — на несдвигоустойчивые и сдвигоустойчивые (фрикционные). В несдвигоустойчивых соединениях сила затяжки гайкой не контролируется и считается, что усилие не передается через трение поверхностей соединяемых элементов. В соединениях же сдвигоустойчивых сдвига­ющие силы передаются трением между соединяемыми элементами и учитываются при проектировании соединений. В соединениях без контролируемого натяжения могут ис­пользоваться болты различных классов прочности, в том числе и высокопрочные. В рас­четах таких соединений учитываются сопротивления растяжению, смятию и срезу без учета сил трения.

Болтовые соединения на высокопрочных болтах с контролируемым натяжением могут быть как фрикционными, так и фрикционно-срезными (часть усилия передается через трение поверхностей соединяемых элементов, а часть — через смятие, как при некон­тролируемом натяжении).

Высокопрочные болты изготавливают из легированной стали. Готовые болты под­вергают термической обработке. Высокопрочные болты являются болтами нормальной точности. Их ставят в отверстия большего диаметра, чем болт. Обычно их гайки затяги­вают тарировочным ключом, позволяющим создавать и контролировать силу натяже­ния болтов. Большая сила натяжения болта позволяет плотно стягивать соединяемые. менты и обеспечивает монолитность соединения. При действии на такое соединение сдвигающих сил между соединяемыми элементами возникают силы трения, препят­ствующие сдвигу этих элементов относительно друг друга. Таким образом, высокопро­чный болт, работая на осевое растяжение, обеспечивает передачу сил сдвига трением между соединяемыми элементами, именно поэтому подобное соединение часто назы­вают фрикционным. Для увеличения сил трения поверхности элементов в месте стыка очищают от грязи, масла, ржавчины и окалины металлическими щетками, пескост­руйным или дробеструйным аппаратом, огневой очисткой и не окрашивают.

Чтобы соединение с накладками с двух сторон работало надежно, необходима стро­го одинаковая толщина соединяемых элементов, так как даже при небольшой разнице их толщин не удается добиться плотного прилегания элементов и силы трения, а следо­вательно, и несущая способность болта резко уменьшаются.

Иногда между соединяемыми поверхностями, очищенными металлическими щет­ками, вставляют тонкую стальную прокладку, имеющую с двух сторон покрытие поли­мерным клеем с корундовым порошком. Такое решение позволяет выравнивать пере­пал плоскостей стыкуемых деталей и одновременно обеспечивает высокий коэффици­ент трения.