СОЕДИНЕНИЯ С НАТЯГОМ

Экспериментальная проверка закона изменения давления по длине соединения с разными углами сопрягаемых конусов

Приведенные выше аналитические связи между несущей способностью соединения и отклонениями его параметров предполагают линейный закон изменения давления по его длине при разных углах уклона сопрягаемых кону­сов. Проверка этого предположения была проведена па­раллельно с испытанием статической прочности образ­цов, углы уклона которых тщательно обмеряли. Суть проверки состояла в сопоставлении экспериментально замеренных окружных посадочных напряжений на внешней поверхности втулки, характер изменения кото­рых по длине аналогичен изменению давления, с напря­жениями, рассчитанными по зависимостям Ляме с уче­том замеренных угловых отклонений конусов.

Используя уравнения (5.7), получили расчетные на­пряжения at п на произвольной длине х, отсчитываемой от торца втулки, где больший натяг можно выразить сле­дующей зависимостью:

Otn = 2А [S tg cci - Х (tg ai - tg се,)]. (5.20) —K

После подстановки a, = a - f - Ac^ и = a -+ Ae^ и преоб­разований с учетом малых угловых отклонений эта зави­симость упростится:

Otn = or;„[l - ^ (Acq - Aa2)] , (5.21)

Где <Т/П —---------- 2/4S tg а— расчетные напряжения на внешней

1

Поверхности втулки при идеальном исполнении углов конусов, Д«1, Да* — отклонения углов, рад.'"

Если Aai и Даг задаются в секундах, получим

От = а',п [1----------- (Да, - Дед 5 • Ю"»]. (5.22)

Зависимости (5.21) и (5.22) отражают линейный за­кон изменения давления по длине соединения. Наклон прямой помимо абсолютных значений угловых отклоне­ний зависит еще и от их знака. Наибольшее снижение напряжений по длине соответствует угловым отклоне­ниям разного знака. При одинаковых отклонениях одно­го знака напряжения по длине будут постоян­ными.

Для сопоставления расчетных и опытных напряжений взяли две партии образцов: первая партия состояла из 10 образцов со значительными отклонениями углов конусов, вторая — из 4 образцов, подобранных с почти равными угловыми отклонениями. При этом действи­тельные значения наибольшего D' и наименьшего D" по­садочных диаметров по краям соединения, осевых натя­гов, угловых отклонений и соответствующих им напря­жений, рассчитанных с учетом переменнвго посадочного диаметра, представлены в табл. 5.1. Графическое рас­пределение расчетных напряжений и найденных экспери­ментальным путем приведено на рис. 5.15. За счет по­грешности формы характер изменения опытных напря­жений несколько отличается от линейной зависимости. Это влияние в значительной мере можно исключить, ес­ли к опытным кривым напряжений провести прилегаю­щие прямые. В этом случае для обоих групп образцов наблюдается удовлетворительное совпадение расчетных прямых напряжений и прилегающих прямых к опытным кривым. Некоторое несоответствие между этими прямы­ми — результат погрешностей измерения угловых откло­нений конусов и посадочных напряжений. Следовательно, сделанное нами допущение о линейном законе изменения давления при угловых отклонениях конусов является справедливым.

Рис. 5.15. Изменение по длине соединений опытных (1) и расчет­ных (2) посадочных напряжений atB на внешней поверхности втул­ки для образцов со значительными отклонениями углов конуоо»: А — 16ос.1; б —17ос; в — 19ос; г— 17ос1; в — Пн.1; е — 20ос1; • малыми отклонениями углов конусов; ж ■— 20кр,1; з — 12кр.1; и — Нкр.1; к — 1»нр.1