Расчет болтового соединения за одну минуту!
Опубликовано 20 Апр 2013
Рубрика: Механика | 19 комментариев
«Тело болта в соединении должно работать исключительно на растяжение!» — эту аксиому надежно «вложил» тридцать лет назад в мою голову замечательный преподаватель дисциплины «Детали Машин» Виктор Павлович Добровольский. Если болтовое соединение…
…нагружено сдвигающей силой, то ее должна компенсировать сила трения между деталями, возникающая при затяжке. Если сдвигающая сила значительна и превосходит силу трения, то необходимо при проектировании узла применить штифты, шпонки, сухари или иные элементы, которые должны воспринять на себя сдвиг. Болт в «правильном» с точки зрения инженера-механика соединении никогда не должен работать на смятие и тем более на срез. У проектировщиков-строителей – это не аксиома, а «болт – на срез» — в порядке вещей и обыденность… Но да ладно – болт он и в Африке болт – хоть у механика, хоть у строителя!
Рассмотрим три схемы, изображенные на рисунке.
На левой схеме показано собранное болтовое соединение до затяжки Fo=0 и до приложения внешней нагрузки F=0.
На средней схеме изображено соединение после затяжки – Fo>0; F=0. Обратите внимание, что пакет из соединяемых деталей стал тоньше, он сжался, как пружина, а болт удлинился тоже как пружина и запасся потенциальной энергией.
Болтовое соединение, изображенное на правой схеме, показано после затяжки и приложения внешней силы (рабочее состояние соединения) — Fo>0; F>0. Болт еще больше удлинился, при этом пакет из деталей стал толще, чем на средней схеме, но тоньше, чем на левой. Если внешняя сила F будет нарастать и достигнет критического значения, то произойдет раскрытие стыка, при этом болт может еще не начать разрушаться.
Запускаем Excel – приступаем к расчету болтового соединения!
Итак, приступим непосредственно к расчетам. На рисунке, расположенном ниже, представлен общий вид листа Excel с программой для расчета болтового соединения.
В левой таблице в бирюзовых и светло-зеленых ячейках записываем исходные данные. В правой таблице в светло-желтых ячейках считываем промежуточные и окончательные результаты расчетов.
Общий список исходных данных содержит двадцать значений.
При наведении курсором мыши на ячейки для записи значений исходных параметров «всплывают» подсказки, разнообразные таблицы, рекомендации позволяющие облегчить определение этих значений. Вам не придется «рыскать» по справочникам или каким-то иным источникам информации. Вся необходимая информация для заполнения таблицы исходных данных – в примечаниях к ячейкам!
Одно важное замечание: при задании усилия в болте от предварительной затяжки в ячейке D23 необходимо контролировать значение в ячейке J29 — оно не должно превышать 80%!
Общий список результатов расчетов содержит двадцать семь значений.
При наведении курсором мыши на ячейки с результатами расчетов, в примечаниях увидите формулы, по которым и был выполнен расчет.
В примере, показанном на рисунках, произведен расчет болтового соединения двух стальных деталей (например, фланцев) толщиной по 80 мм каждая при помощи высокопрочного болта М24 х 200 ГОСТ22353-77 из стали 40Х «селект» с использованием шайб 24 ГОСТ22355-77.
В результатах расчета вы видите, что для того, что бы создать усилие в болте от предварительной затяжки 24400 кг (ячейка D23) необходимо на ключе создать момент 114,4 кг х м (ячейка J24)!
Болт разрушится без приложения внешней нагрузки, если создать усилие от предварительной затяжки 31289 кг (ячейка J27).
При создании усилия в болте от предварительной затяжки 28691 кг (ячейка J26) раскрытие стыка и разрушение болта произойдут одновременно при действии максимальной внешней нагрузки величиной 27138 кг (ячейка J30).
И последнее и самое главное — рассмотренное болтовое соединение способно воспринимать внешние нагрузки растягивающего характера до 27138 кг (ячейка J30) из условия нераскрытия стыка.
Ссылка на скачивание файла: raschet-stalnogo-boltovogo-soyedineniya-na-rastyazheniye (xls 1,43 МB).
P. S. (11.03.2017)
В дополнение к теме выкладываю глубоко переработанный и расширенный файл, присланный мне одним из читателей. Серые поля – формулы и константы, бесцветные – для заполнения. Прочие цвета – выделение по смыслу. Начинается с выбора материала. Размещаю ссылку на файл в том виде, в каком мне его любезно прислал Viktor Ganapoler (vganapoler@haprotec.de): Schraubenberechnung_VG-ru (xls 1,72MB).
Другие статьи автора блога
На главную
Статьи с близкой тематикой
Отзывы
Андрей Пользователь Сообщений: 27 |
Есть пример ведомости (в таком виде вижу ее я), посредством выпадающего списка я выбираю необходимый мне метиз для данного узла крепления. Возле каждого метиза я пишу необходимое мне количество. Для разных узлов может повторяться например один и тот же болт. На листе «Метизы», который служит одновременно и библиотекой метизов и наряд-заказом должно производится суммирование всех метизов в зависимости от количества для каждого их узлов. Возможно ли осуществить данную идею, или нужно менять примеры ведомости? Помогите с примером. Прикрепленные файлы
|
Hugo Пользователь Сообщений: 23257 |
Вариант — в D4: Изменено: Hugo — 02.01.2013 13:13:34 |
Андрей Пользователь Сообщений: 27 |
Что у меня не получается вставить формулу, ошибку выдает( |
Юрий М Модератор Сообщений: 60588 Контакты см. в профиле |
У Вас локаль русская? Попробуйте заменить SUMIF на СУММЕСЛИ |
Андрей Пользователь Сообщений: 27 |
Все равно ошибка. А можно выложить пример (пересохраненный с формулой)? |
Hugo Пользователь Сообщений: 23257 |
Если СУММЕСЛИ(), то вероятно ещё нужно и «,» заменить на «;» |
Юрий М Модератор Сообщений: 60588 Контакты см. в профиле |
#7 02.01.2013 13:36:49
Ага |
||
Nic70y Пользователь Сообщений: 3289 Win7 MSO 2013 |
=СУММ(ЕСЛИ(Ведомость!B$7:G$17=C4;Ведомость!C$7:H$17)) Изменено: Nic70y — 02.01.2013 13:52:32 |
Hugo Пользователь Сообщений: 23257 |
Работает и так: =SUMIF(Ведомость!$B$7:$F$17,C4,Ведомость!$C$7:$G$17) НЕ формула массива! |
Андрей Пользователь Сообщений: 27 |
#10 02.01.2013 14:03:29
Боюсь что нет. Дело в том что в ведомости могут быть разные метизы, я сменил только что на другой метиз, и формула не работает уже…. Просто ведомость должна быть универсальна, в ней могут быть разные узлы, разные метизы, а вот сама библиотека метизов одна и та же |
||
Nic70y Пользователь Сообщений: 3289 Win7 MSO 2013 |
Да, Hugo, у Вас лучше! |
Nic70y Пользователь Сообщений: 3289 Win7 MSO 2013 |
Меняю данные в ведомости и со своей формулой и формулой Hugo — все работает! |
ikki Пользователь Сообщений: 9709 |
#13 02.01.2013 14:15:19
фрилансер Excel, VBA — контакты в профиле |
||
Андрей Пользователь Сообщений: 27 |
#14 02.01.2013 14:18:03
У меня кажется заработало, вроде все верно по формуле Hugo, заменил только на СУММЕСЛИ и запятые. Еще один вопросик возник. Я хочу изменить название болта, например пару букв дописать, в листе Метизы. Как сделать чтоб в ведомости они тоже менялись в реальном времени? |
||
ikki Пользователь Сообщений: 9709 |
#15 02.01.2013 14:26:15
как вариант — дополнить справочник уникальными кодами, а на листах ведомостей использовать эти коды + функцию ВПР фрилансер Excel, VBA — контакты в профиле |
||
Андрей Пользователь Сообщений: 27 |
Как все сложно))) Дело в том Excel я редко использую в своей работе, и тут решил облегчить жизнь. Хочу более серьезно его изучить. |
Hugo Пользователь Сообщений: 23257 |
#17 02.01.2013 14:50:37 Как вариант — при изменении в ведомости в указанных диапазонах макросом искать/заменять значение на формулу, возвращающую это значение.
Сперва написал Изменено: Hugo — 02.01.2013 14:56:27 |
||
Андрей Пользователь Сообщений: 27 |
Спасибо!) А можно это реализовать в виде прикрепленного сохраненного файла?) Буду очень благодарен Изменено: Андрей — 02.01.2013 15:56:40 |
Юрий М Модератор Сообщений: 60588 Контакты см. в профиле |
Андрей, а цитирование здесь необходимо? |
Hugo Пользователь Сообщений: 23257 |
Файл отправить не могу. P.S. — ещё косяк форума — «&_a_m_p_;» заменить на «&» («_» пришлось воткнуть, иначе корёжит и тут текст). Изменено: Hugo — 02.01.2013 15:44:33 |
Андрей Пользователь Сообщений: 27 |
Я вот заметил, если делать выпадающий список с помощью Разработчик-Вставить-Поле со списком, то синхронизация есть с библиотекой метизов… |
Андрей Пользователь Сообщений: 27 |
Для универсализации данной комплектовочной ведомости возник следующий вопрос, можно ли как то (например создать кнопки) добавлять или уменьшать количество строк, предназначенных для заполнения метизами. Например мне не хватает трех строк, и я хочу добавить еще одну, или наоборот, убрать строку свободную (хотя бы только добавить). Или лучше на заморачивать этим голову? |
Hugo Пользователь Сообщений: 23257 |
Проще сделать сразу максимальное нужное количество строк, лишнее скрыть. |
Андрей Пользователь Сообщений: 27 |
Нужна снова помощь) Возможно ли после ввода всех необходимых данных в комплектовочную ведомость получать сумарное количество используемых метизов, только тех, которые используются? То есть в виде отдельной таблицы, где будут автоматически добавляться все используемые метизы |
Юрий М Модератор Сообщений: 60588 Контакты см. в профиле |
И как должна выглядеть эта таблица? |
ikki Пользователь Сообщений: 9709 |
#26 03.01.2013 14:39:36
а то! фрилансер Excel, VBA — контакты в профиле |
||
Андрей Пользователь Сообщений: 27 |
Не судите меня строго) Я только учусь) Таблица должна выглядеть так же как и лист «Метизы», просто те метизы, количество которых 0 не должны отображаться в этой таблице. Возможно добавятся еще столбики «Вес единицы», «Вес общий» и т.д. наряду с «Количество» |
Юрий М Модератор Сообщений: 60588 Контакты см. в профиле |
А автофильтр на листе «Метизы» с условием > 0 не подходит? |
Мотя Пользователь Сообщений: 3218 |
|
Андрей Пользователь Сообщений: 27 |
#30 03.01.2013 19:43:33 Спасибо большое, то что нужно. В принципе ведомость уже можно считать почти завершенной. |
Подбор длины болта в зависимости от толщины стягиваемого пакета
ГОСТ:
Диаметр:
Класс прочности:
Кол-во гаек:
Пакета:
Работает:
Ведомость метизов |
|||||||
Наименование и диаметр | Толщина пакета, мм | Длина, мм | Кол-во, шт | Вес, кг | ГОСТ | Класс прочности | Примечание |
Вес болтов. Таблица.
Оцените запись
Вес болтов. Таблица.
При закупке большого количества болтов заказ оформляется в килограммах. Это очень удобно и по времени занимает не так много, как если бы мы пересчитывали все 2000 болтов, для этого нужно всего лишь весы или посчитать теоретический вес одного или нескольких болтов. Чтобы посчитать теоретический вес одного болта, пользуются таблицей теоретического веса болтов (смотрите ниже) и других метизов. Слово «метизы» происходит от слов металлические изделия, это изделия, чаще любых остальных, встречающиеся в повседневной жизни (болты, гайки, шайбы, саморезы, гвозди, шурупы, тросы, пилы, топоры и тд.). Применение их всевозможно: строительство, промышленное производство, сельское хозяйство.
Существует множество различных исполнений болтов, все они стандартизированы ГОСТом, ниже приведены несколько из них:
Болт ГОСТ 7798-70 размеры
ГОСТ 7798-70 Болт с шестигранной головкой и полной резьбой. Наиболее часто используются в производстве,строительстве, машиностроении для монтажа конструкций и оборудования.
Зарубежные аналоги: DIN 933 (смотри ниже)
Изготавливается из нержавеющей и углеродистой сортов стали, возможно изготовление из латуни.
Таблица 1
Размеры болтов с шестигранной головкой и полной резьбой ГОСТ 7798-70.
Таблица 2
Теоретический вес болтов с шестигранной головкой и полной резьбой ГОСТ 7798-70.
Болт ГОСТ 7796-70 размеры
ГОСТ 7796-70 болт с шестигранной уменьшенной головкой. Имеет класс точности В. Такой болт необходим для крепежа ограждений, металлоконструкций, где принципиально имеет значение размер высоты головки болта.
Изготавливается из марок стали: 10кп, 20, 35, 35Х, 40Х, 30ХР.
Класс точности: В
Зарубежные аналоги: Нет.
Таблица 3
Размеры болтов с шестигранной уменьшенной головкой ГОСТ 7796-70.
Таблица 4
Размеры длины резьбы болтов с шестигранной уменьшенной головкой ГОСТ 7796-70.
*Знаком × отмечены болты с резьбой по всей длине стержня.
Вес болтов. Таблица.
Таблица 5
Теоретический вес болтов с шестигранной уменьшенной головкой ГОСТ 7796-70.
Рым-болт ГОСТ 4751-73 размеры
ГОСТ 4751-73 «Рым-болты». Этот стандарт предназначен для болтов которые применяются в грузоподъемных, такелажных работах. Вместо шестигранной головки под ключ на рым-болтах кольцо. Оно предназначено для того, чтобы легко зацепить монтажный трос.
Зарубежный аналог: DIN 580.
Изготавливается из марки стали: Сталь: С 15 Е.
Покрытие: Цинк 6 – 8 мкм.
Таблица 6
Размеры рым-болтов ГОСТ 4751-73.
Болт ГОСТ 7805-70 размеры
Болт ГОСТ 7805-70 класса точности А .
Зарубежный аналог: DIN 931.
Изготавливается из марок стали: 10кп, 20кп, 10, 20, 35, 20Г2Р, 40Х, 30ХР.
Класс точности: A.
Поле допуска резьбы: 6g.
Класс прочности: 4,8; 5,8; 8,8; 10,9.
Аналоги: ГОСТ 7798-70(смотри выше), DIN 931(зарубежный стандарт), ISO 4014(международный стандарт).
Таблица 7
Размеры болтов ГОСТ 7805-70.
Таблица 8
Теоретический вес болтов ГОСТ 7805-70.
|
Уважаемые посетители сайта. Здесь Вы сможете посмотреть количество болтов в 1 кг (первая цифра в размере — марка болта, вторая — размер):
|
В случае обнаружения несоответствий технической информации, ошибок, неточностей на нашем сайте просим Вас сообщать на admin@vensnab.ru
Москва, 1-й Институтский проезд, дом 3 Телефон: (495) 181-72-98 E-mail: info@vensnab.ru |
Copyright © «ВентCнаб»®, 2008 г. Все права защищены. |