Шпильки для фланцевых соединений - есть по ним вопросы.

[Goran]

Всё начинается с расчетов! Потому исходные параметры унифицируются и стандартизируются.

Высокие температуры и невысокие меняют только геометрические размеры. При равных материалах. Из этого надо и исходить....

Верно!  Потому как только проточки "гарантируют" минимальное сечение,  необходимомое при расчете на прочность.

....Все зависит от теплопроводности металла и условий теплоотвода.
Да и на сколько выше, на 1-2°С? Нужны цифры....

При отсутствии более точных данных расчетная температура элементов фланцевого соединения (для кольца и для болта)определяется по таблице в стандарте.

[СВ]

...  Потому как только проточки "гарантируют" минимальное сечение,  необходимомое при расчете на прочность.

При такой логике "болт с проточкой" имеет прочность (на чистое растяжение) гарантированно меньше, чем без проточки. Но гарантированную!
Он гарантированно прочнее на "случайный изгиб".

[Goran]

При такой логике "болт с проточкой" имеет ...

Речь разве идет не о фланцевых соединентях?
 Во фланцевом соединении допускается использование болтов и шпилек на давление до PN 25 кгс/см². При давлении свыше 25 - использование болтов недопустимо. Для соединения фланцев при температуре выше 300°С и ниже минус 40°С независимо от давления следует применять шпильки.

[СВ]

Извините, это вы упомянули про болт:

... элементов фланцевого соединения (для кольца и для болта)...

Чтобы обойтись без недоразумений, я именно про болт и упомянул, но про болт в кавычках, т.е. как крепёжный элемент в принципе.

..."болт с проточкой" ...

Теперь вы уже начинаете меня поправлять, мол, не болты, а шпильки ...
Пожалуйста, я не возражаю, это ваша, так сказать, подтема (про "Принято считать,  что шпильки обладают ключевым преимуществом перед болтами и винтами — одноступенчатой формой профиля").
И с ней - по мне, - вроде бы всем всё стало ясно.

[Goran]

Извините, это вы упомянули про болт...

Стандарт определяет область применения крепежа. А расчетная часть стандарта не делает различий болт/шпилька.

"... Работоспособность фланцевых соединений всех типоразмеров с учетом конкретных условий эксплуатации, а также фланцев диаметром больше 600 мм от действия внутреннего давления должна подтверждаться расчетом..".
Потому и ведется расчет вне зависимости от типа крепеж.

...Он гарантированно прочнее на "случайный изгиб".

Да не крепеж "гарантировано прочнее", а результаты расчета
на прочность "гарантированно" точнее.

[СВ]

Ну, ей-богу, к чему спор, если на деле мы НЕ противоречим друг другу.
Вы говорите про крепёжную деталь "с проточкой", что

... результаты расчета на прочность "гарантированно" точнее.

я говорю про крепёжную деталь "с проточкой", что она

...гарантированно прочнее на "случайный изгиб".

(разумеется, потому что там проточка, которая "гарантирует"!)
- - - -
Всё нормально!
(Давайте лучше перейдём к моей шестерне, в ближайшей теме.)

[Goran]

Ну, ей-богу, к чему спор, если на деле ...
... потому что там проточка, которая "гарантирует"!

"...Судья решил: «Чтоб не было разврата,
Жените молодца, хоть девка виновата»."
А.С. Пушкин.

[алексst]

Сейчас нет возможности проверить, но кажется, я раньше замечал, что при накручивании гайки ее опорная поверхность не параллельна плоскости опоры.
Гайка сначала касается одной точкой, а потом ложится вся на опорную поверхность.
Вероятно, из-за наклона спирали резьбы.
Если это так, то это тоже может быть причиной уже некоторого перекоса шпильки и при параллельных фланцах.

Правильно замечали. Так и есть. Только не от наклона спирали резьбы, а от разницы между идеальным миром и тем, который реальный.
Идеальный мир – это то, что мы нарисовали на чертеже. Всё «параллельно и попендикулярно», всё под нужными углами. Для связи с реальным миром мы ставим допуски на изготовление. Вот за счёт них всё и получается «кривое», они ограничивают «кривизну».
Например.
На каком – то агрегате, шпилькой, ввёрнутой в корпус, крепится лапа редуктора.
Отверстие для вворачивания шпильки в корпус имеет право быть не перпендикулярным плоскости? Да, в пределах допуска.
Резьбовая часть шпильки имеет право быть не параллельной оси? Да, в пределах допуска.
Торец гайки имеет право быть не перпендикулярным оси резьбы? Да, в пределах допуска.
Поверхность лапы редуктора, которой касается гайка, имеет право быть не параллельной привалочной плоскости лапы? Да, в пределах допуска.
А теперь вопрос. Кто возьмётся предсказать в какой комбинации сойдутся все эти отклонения на конкретной шпильке?
Вот Вам и перекосы.
А у болта ещё и «головка набок» имеет право быть.
Чем шпилька с двумя гайками лучше болта с гайкой? Тем, что резьбовое соединение – это соединение с зазором, пусть и небольшим. И за счёт этих зазоров шпилька, в отличие от болта, может самоустанавливаться с двух концов, а не с одного. И, если зазоры позволят, то она окажется растянутой между гайками прямая, как верёвка, а не согнутая как змея. А если зазоры не позволят скомпенсировать все перекосы, то на этот случай предусмотрена проточка посередине шпильки. Может быть так?

[Pokemon]

"болт с проточкой" имеет прочность (на чистое растяжение) гарантированно меньше, чем без проточки. Но гарантированную!

Хорошее высказывание, соглашусь.

[Goran]

...если зазоры не позволят скомпенсировать все перекосы, то на этот случай предусмотрена проточка посередине шпильки. Может быть так?

Положение шпильки определяет фиксация  резьбовых концов! И если все зазоры выбраны, без разницы - есть проточка в середине стержня или отсутствует, концы-то одинаковые.

[алексst]

Я понимаю, что тема закрыта, всё уже сказано, но хочу добавить к уже сказанному.
Я приложу картинки. На форуме ограничено их количество в одном сообщении, поэтому разделю на два сообщения. Так что писать придётся в двух томах, по требованию издателя.
Итак, том 1.
Пошёл недавно в гараж и увидел там книжки. Дай, думаю, посмотрю, а что в книжках написано по этому поводу. Посмотрел. И подумал, а вдруг это интересно ещё кому-нибудь. Меня заинтересовало не только описание технических деталей, но и время, когда эти книжки были написаны.
Одна из книжек – учебник «Детали машин» для немашиностроительных специальностей вузов, год издательства 1969г.
Вторая – «Справочник по деталям машин», год издательства 1968г., и это – уже третье издание.
Скорее всего, пока книги писали, согласовывали, набирали (наверно, на линотипе), до издания книги прошло несколько лет и их можно вычесть из года издания. Таким образом можно считать, что в этих книгах описаны знания где-то 1960 годов.
А, ведь, сегодня этим знаниям 60 лет!
Я предлагаю посмотреть картинки и прикоснуться к истории. Истории недалёкой. Истории специфической. Истории инженеров-машиностроителей.
Посмотрите, что написано во введении к справочнику. Пятнадцать лет прошло с прошлого издания, знания устарели, поэтому выпустили новое издание. И они надеются, что этот справочник будет полезным пособием для конструкторов-машиностроителей.


Я не набирал какую-то информацию и не систематизировал её, просто скопировал те страницы, на которых упоминались утоньшение стержня болта и перекосы в соединении.
 Кстати, болт с «тонким» стержнем имеет один недостаток: на нём нельзя дорезать резьбу. Стержень тонкий. Для ремонтников это большой недостаток. При ремонте требуются болты самой разной длины, но в наличии тех, что нужно, часто нет. Если есть длинный болт с «нормальным» стержнем, то работает правило «из длинного можно сделать короткое». Резьбу дорезал, лишнее отпилил, проблема закрыта. А, если стержень тонкий, то остаётся только с досадой смотреть на него. Снабженцы за десятком болтов не побегут.
Вот что говорят о дополнительных напряжениях изгиба.


Вот как можно снизить переменные напряжения. Красными линиями отмечено, чтобы не искали.


Прочность резьбовых соединений. Просто начало раздела.


Это продолжение и начало описания высокопрочных и сверхвысокопрочных болтов.


Это продолжение и описание как борются с концентраторами напряжений. Они и в те времена мешали очень сильно, судя по эскизу.


Окончание следует.

[алексst]

Том 2.
Окончание.
Вот что думают о прочности резьбовых соединений при изгибающих нагрузках. Интересны результаты исследований. Согласно им есть вариант, когда можно не заботиться о перекосе деталей. Сталь «попроще», болт «потолще» (если есть возможность) и пусть его перекашивает.


Здесь описано влияние конструктивных факторов на прочность резьбовых соединений. В частности, формы стержня болта.




Здесь описано как влияют посадки на прочность соединения. В частности, размер зазора в резьбе.


А вот что написано в учебнике по деталям машин.



И, вот интересно, что думают сегодня по этому поводу. Сильно ли изменились мнения о прочности болтов? Много ли добавилось информации за это время?

[Олеся_Орен]

Сильно ли изменились мнения о прочности болтов? Много ли добавилось информации за это время?

Сильно сомневаюсь. Большинство используемых исследований и их результатов со времен СССР. Потому что сейчас. Капитализм. Счастье...Продолжать не буду. Запрещено правилами форума.

[GenTAPo]

Что по социалистически, что по капиталистически, шпильки разрываются одинаково. Они не входят в положение. Но вот резьба по обеим концам может быть разная при одинаковом диаметре и шаге. Добавлено в ВиМП по просьбе организации, делающей двигатели. Думаю, что и на сосудах с крышками те же требования. И шпилька для примера ихняя же. Выдержка из статьи по развитию резьб в приложении ВиМП.Шпилька резьбовая.pdf

[Олеся_Орен]

Думаю, что и на сосудах с крышками те же требования.

Неверно думаете. При креплении крышек и фланцев используется всегда одна та же метрическая резьба с крупным шагом.

[GenTAPo]

Спасибо Олеся. В этой области не работал, не знал.

[designer811]

При креплении крышек и фланцев используется всегда одна та же метрическая резьба с крупным шагом.

Если флЯнцы АСМЕшные - нормали к ним тоже АСМЕшные  .
Только такие заказчики уже отвалились ввиду последних событий

[Олеся_Орен]

Если флЯнцы АСМЕшные - нормали к ним тоже АСМЕшные  .
Только такие заказчики уже отвалились ввиду последних событий

Какая резьба в шпильках? Их что нашими остовскими нельзя скрутить? Не знаю, что за фланцы асмешные. МР,ANSI знаю. А с теми и раньше не работали. Отвалились. Ну, и в добрый путь...Нам ни жарко ни холодно. И так вечеровать задолбались.

[designer811]

Какая резьба в шпильках?

дЮрьмовая, (не путать с трубной дюймовой) стандарт США, там все такое... даже под ключи... ГОСТа перевода дюймы в мм кстати как не было и видимо нет...

[Pokemon]

Уже не первый раз сталкиваюсь с тем, что например в ОСТ на шпильки для фланцевых соединений есть два типа шпилек:
1. Без проточки.
2. С проточкой.

Нашел пример расчета и некоторые пояснения в книге Вихман Г.Л. "Основы конструирования аппаратов и машин НПЗ" от 1978 г., формулы (99), (100).

У шпилек со сплошной резьбой или проточкой средней части площадь, участвующая в расчете, меньше чем у болтов или шпилек без проточки, поэтому  "температурное усилие и напряжение согласно формулам (99) и (100) будут меньше в 1,3 раза, чем у болтов имеющих резьбу только на конце стержня".
"В связи с этим для фланцевых соединений при температуре среды выше 300 градусов C следует применять не болты, а шпильки со сплошной резьбой или проточкой средней части до внутреннего диаметра резьбы."