Obliczanie gwintów i połączeń gwintowych

Zniszczenie połączenia gwintowego może nastąpić pod wpływem nadmiernego obciążenia i wywołanego nimnaprężenia lub wadliwego wykonania gwintu. Rdzeń śruby jest narażony na rozciąganie i skręcanie a sam gwint możezostać ścięty na skutek zbyt dużych nacisków na powierzchniach bocznych.

Wymienione wyżej przyczyny zniszczenia połączeń gwintowych - rozerwanie rdzenia śruby i naciski napowierzchniach gwintu - stanowią podstawowy warunek odpowiedniego doboru gwintu.

Nieprawidłowe wykonanie gwintu w postaci: dużej chropowatości gwintu, nierównoległości powierzchnioporowych nakrętki i łba śruby mogą spowodować zgięcie śruby.

Nieprawidłowa konserwacja i eksploatacja może skutkować zatarciem gwintu lub też powstaniem korozji, co możedoprowadzić do jego zniszczenia zwłaszcza przy demontażu połączenia.

Wytrzymałość śrub

Obliczanie wytrzymałości śrub polega na wyznaczeniu średnicy rdzenia śruby z warunków wytrzymałościowych anastępnie dobraniu odpowiednich wymiarów gwintu o średnicy rdzenia większej od wynikającej z obliczeń.

Połączenie obciążone tylko siłą rozciągającą.

Średnicę rdzenia śruby wyznacza się z warunku wytrzymałościowego na rozciąganie.

Po przekształceniu przyjmuje on postać

d1 - średnica rdzenia śrubyF - siła osiowa obciążająca śrubęS - pole powierzchni rdzenia śrubykr - naprężenie dopuszczalne przy rozciąganiuσr - naprężenie rozciągające

Przykład:

Program do obliczania średnicy śruby.Dobór gwintu metrycznego zgodny z PN-83/M-02013

Wytrzymałość gwintu

Naciski na powierzchniach roboczych gwintu śruby i nakrętki są rozłożone nierównomiernie. Powodem tego jestodkształcenie sprężyste gwintu (rys a) oraz różna sztywność śruby i nakrętki (rys b, c). Największe naciski występują napierwszym zwoju roboczym.

Obliczenia http://www.elektronik.lodz.pl/gwinty/oblicz.htm

1 of 2 11.08.2009 14:32

Rozkład nacisków na powierzchni gwintu.Przy obliczaniu wytrzymałości gwintu przyjmuje się dla uproszczenia obliczeń, że wszystkie zwoje są jednakowo

obciążone. Najbardziej niebezpieczne dla gwintu są naciski. Pod ich wpływem następuje ścieranie się przesuwających siępowierzchni zarówno w połączeniach spoczynkowych jak i ruchowych.

W związku z tym przy obliczaniu gwintu stosuje się niewielkie wartości nacisków dopuszczalnych kd=0,2kc.kd - naprężenie dopuszczalnekc - naprężenie dopuszczalne przy ściskaniu

Można przyjąć, że powierzchnia pracująca jednego zwoju gwintu wynosi:

Wzór na naciski powierzchniowe przyjmuje postać:

Po przekształceniu, czynna wysokość nakrętki wynosi:

p - skok gwintuS - powierzchnia pracująca jednego zwoju gwintuD1 - średnica otworu nakrętkiH - czynna wysokość nakrętkiH/p - liczba czynnych zwojów gwintunp - naciski powierzchniowe

Obliczenie gwintu z warunku na naciski jest równoważne ustaleniu czynnej wysokości nakrętki. W łącznikach

znormalizowanych przyjęto wysokość nakrętek zwykłych H ≈ 0,8d. Przy tej wysokości nakrętki, gwint nakrętki przeniesiewiększe obciążenia niż rdzeń śruby, dlatego w połączeniach spoczynkowych nie oblicza się wysokości nakrętek.

Dla uzyskania odpowiedniej sztywności układu śruba - nakrętka zachowuje się odpowiednią długość skręcenia,która wynosi od 1,2 do 2 d (d - średnica śruby).

Obliczenia http://www.elektronik.lodz.pl/gwinty/oblicz.htm

2 of 2 11.08.2009 14:32