CC BY
13
УДК 621.882
А.П. Моргунов, Д.В. Погодаев, А.П. Дягилев
Омский государственный технический университет, г. Омск
КОНСТРУКТОРСКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПРОЧНОСТИ РЕЗЬБОВОГО СОЕДИНЕНИЯ ПАЛЬЦА ТРАКА ГУСЕНИЧНОЙ МАШИНЫ
Результаты эксплуатации гусеничных машин свидетельствуют о том, что одним из слабых звеньев ходовой части является соединение траков с помощью пальца, конструкция которого представлена на фотографии (рис. 1).
Рис. 1. Палец трака
Распределение нагрузки по виткам резьбы в резьбовых соединениях винт-гайка нельзя считать удовлетворительным в связи с тем, что максимальная величина нагрузки находится в контакте последнего витка резьбы гайки. Кроме того, зачастую в процессе изготовления происходит наводораживание структуры материала пальца в местах резьбового соединения, что приводит к уменьшению несущей способности участка пальца в месте контакта гайки с витком до критической, происходит разрушение - отрыв конца пальца вместе с гайкой.
Распределение нагрузки между витками можно охарактеризовать эпюрой распределения осевых сил по высоте резьбы (рис. 2) [1].
Я(7) =
(1)
где 0 (2) - сила растягивающая стержень болта или сжимающая тело гайки в сечении 2:
16
0(2) = |
(2)
Рис. 2. К расчету распределения нагрузки между витками Записав уравнение совместности перемещения тел болта, гайки и витков резьбы и выразив входящее в это уравнение перемещения через силовые факторы, для стержневой моде-
2
ли соединения получим дифференциальное уравнение:
^ ф - в q(z) = 0 , (3)
У
здесь в - коэффициент, характеризующий податливость тел болта и гайки.
в = 1 +
ЕД
Е гГг
(4)
где Еб и Ег - модули упругости материалов болта и гайки; Бб и - площадки поперечных сечений тел болта и гайки; у - коэффициент, характеризующий податливость витков резьбы болта и гайки,
* 2
1
У = ( Л + Лг ) Р
, (5)
Еб Ег Г
Л
б
*
где
Л
и
г
* - безразмерные коэффициенты, зависящие от геометрических параметров соединения: Р - шаг резьбы, { - проекция боковой поверхности витка на плоскость, перпендикулярную оси z.
Решение уравнения (3) для соединения типа болт-гайка с учетом граничных условий имеет вид:
q(z) =
Ош бЦШН) ch(mz) , (6)
где
ш = в
У
(7)
Из соотношения (4) следует, что в болтовом соединении нагрузка на витки возрастает от верхних витков к нижним по закону гиперболического косинуса (рис. 2б). Нагрузка на отдельные витки (рис. 3):
Ор =
Ъ+Р
| q(z)dz
Ъ
, (8)
17
13 5
Номер Зшппа
Рис. 3. Нагрузка на отдельные витки в % от общей нагрузки (соединение с резьбой М24)
Ф)
Рис. 4. Гайка с поднутреннем
Предлагаемая конструкция гайки с поднутреннем (рис.4) позволяет обеспечить распределение нагрузки по виткам практически равномерно от первого и до последнего витка.
В результате ходовых испытаний заметно сократилось количество неисправностей, связанных с выходом из строя и разрывом гусеничной ленты машины. Одним из факторов, влияющих на уменьшение неисправностей, явилось применение новой конструкции гайки.
Библиографический список
1. Расчет на прочность деталей машин : справочник / И. А. Биргер, Б. Ф. Шорр, Г. Б. Иосилевич. - 4-е изд., перераб. и доп. - М. : Машиностроение, 1993. - 640 с. : ил.
2. Эксплуатация бронетанковой и автотракторной техники : учебник / под ред. А. Г. Рымаренко. - М. : Военное издательство министерства обороны СССР, 1974. - 368 с. : ил.
3. Устройство бронетанковой техники : учеб. пособие : в 2 ч. / И. Ю. Лепешинский [и. др.]. - Омск : Изд-во ОмГТУ, 2011. - Ч. 2. - 44 с. : ил.
