Нагруженного нецентрально приложенным сдвигающим усилием
Расчетная схема болтового соединения, нагруженного нецентрально приложенным сдвигающим усилием с установкой болтов в отверстия с зазором, приведена на рис. 2.38.
Рис. 2.38. Расчетная схема болтового соединения, нагруженного
Нецентрально приложенным сдвигающим усилием с установкой болтов
В отверстия с зазором
Расчет соединения сводится к следующему:
По правилам статики сила Fc приводится к центру тяжести болтового соединения с заменой на силу Fc, приложенную в центре тяжести, и сдвигающий момент Т. Сила и момент действуют в плоскости стыка и должны быть уравновешены силами трения, обусловленными затяжкой болтов.
Учитывая принцип независимости действующих сил, рассмотрим болтовое соединение, нагруженное центрально приложенной силой Fс. Исходя из предположения, что детали обладают достаточной жесткостью, положим равномерное распределение нагрузки Fс между болтами.
Так как неподвижность деталей обеспечивается действием сил трения на поверхности их соединения, условие неподвижности деталей соединения может быть представлено в виде
, (2.62)
где FТР – сила трения между деталями, Н:
, (2.63)
где F0F – сила предварительной затяжки болта, Н;
f – коэффициент трения на поверхности сопряжения деталей;
Z – количество болтов;
Кб – коэффициент безопасности по условию сдвига;
Кб = 1,3–1,5 – принимается при постоянной нагрузке;
Кб = 1,8–2,0 – принимается при динамическом нагружении.
Исходя из вышеизложенного сила предварительной затяжки каждого болта соединения, нагруженного центрально приложенной сдвигающей силой FOF, равна:
. (2.64)
Далее рассмотрим расчёт затянутого болтового соединения, нагруженного сдвигающим моментом.
Расчетная схема болтового соединения, нагруженного сдвигающим моментом в плоскости стыка, приведена на рис. 2.38.
Нагрузка на болты в этом случае, как видно из рисунка, различна.
Условие неподвижности деталей соединения:
ТТР = T·Kб,(2.65)
где Т – сдвигающий момент; ТТР – момент, создаваемый силами трения от усилия от затяжки болтов; Кб – коэффициент безопасности.
Предполагая, что коэффициент трения зависит от расстояния, на котором расположен болт, момент трения можно записать в виде:
, (2.66)
; 
… 
, (2.67)
где FОТ – усилие затяжки каждого из Z болтов соединения, нагруженного моментом Т, FТ1, FТ2, FTn – усилие сопротивления сдвигу под действием момента Т в центрах сечений болтов, расположенных на расстоянии ρ1, ρ2,… ρi … ρn от центра тяжести соединения; f2, f3,…fi…fn – коэффициенты сцепления между деталями в зоне расположения соответствующего болта.
Исходя из положения, что нагрузка на болт пропорциональна удалению болта от центра сдвига, можно записать
,
откуда
. (2.68)
Подставляя значение 2.68 в 2.66 и провидя преобразования
, (2.69)
, (2.70)
, (2.71)
, (2.72)
получим наибольшее усилие затяжки каждого болта при действии момента T:
. (2.73)
И в общем случае при совместном действии сдвигающей силы FC и сдвигающего момента Т усилие предварительной затяжки болтов F0 может быть определено суммой усилий F0T и F0F ( 
):
. (2.74)
Выбор коэффициента трения f осуществляется исходя из следующих рекомендаций.
Для стальных стыков при механической обработке:
f = 0,10–0,15 – для сухих стыков;
f = 0,06–0,08 – присутствие следов масла на стыках.
Для стыков без механической обработки:
f = 0,3 – при наличии окалины;
f = 0,4 – при обработке газовой горелкой;
f = 0,5 – при пескоструйной обработке.