7.6 Заклепочные и болтовые соединения

7.6.1 Усиление заклепочных соединений постановкой дополнительных новых или заменой существующих ослабленных заклепок связано с трудоемкими, малопроизводительными работами, поэтому заклепочные соединения рекомендуется усиливать высокопрочными болтами по ГОСТ 22356 и болтами класса точности А по ГОСТ 7805.

7.6.2 Усиление заклепочных и болтовых соединений с помощью сварки не рекомендуется из-за разных жесткостных характеристик этих соединений. Оно может применяться, как исключение, в тех случаях, когда сварные швы усилений будут рассчитаны на восприятие всей нагрузки в узле (без учета работы заклепок, болтов).

7.6.3 Дефекты и повреждения заклепочных соединений ликвидируются следующим образом:

• при отсутствии заклепки или ее головки необходима постановка новых заклепок или болтов в расчищенное или рассверленное отверстие;

• при некачественных заклепках (дрожащих или перемещающихся под ударами молотка массой 0,3—0,4 кг, образования венчика вокруг головки) необходимо их срубить, отверстия расчистить или рассверлить, установить новые заклепки или болты;

• при неплотностях склепываемого пакета — очагах для развития коррозии, а также при дальнейшем распирании и повреждении заклепок необходимо последние заменить. Неплотности рекомендуется залить синтетической смолой или другим материалом, препятствующим развитию и проникновению между элементами склепанного пакета коррозии.

7.6.4 Усиление клепаных соединений рекомендуется производить заменой заклепок высокопрочными болтами с предварительным натяжением.

7.6.5 Высокопрочные болты следует применять в соответствии с 11.12, 11.13* и 11.14 СНиП II-23. Предварительное натяжение высокопрочных болтов достигается посредством завинчивания гаек. Усилие предварительного натяжения болта контролируется динамометрическим ключом в процессе завинчивания гаек.

7.6.6 При замене дефектных заклепок высокопрочными болтами без добавления нового металла трение между соприкасающимися поверхностями старого металла обеспечивается за счет развития процессов коррозии, в связи с чем очистку металла следует вести только на наружных поверхностях в пределах постановки высокопрочных болтов (под шайбами). При этом необходимо соблюдать следующие правила:

• нельзя создавать смешанные клепано-болтовые соединения, в которых болты расположены только по одну сторону от продольной оси симметрии элемента. Замене подлежат все заклепки поперечного ряда, расположенные симметрично относительно продольной оси симметрии элемента;

• при частичной замене заклепок с целью повышения выносливости необходимо заменять их высокопрочными болтами в двух-трех поперечных рядах от края фасонки;

• при замене заклепок используют болты диаметром: для заклепок 3/4″ (19—21 мм) — М18; 7/8″ (23—25 мм) — М22; 1″ (26—27 мм) — М24.

7.6.7 При замене дефектных заклепок высокопрочными болтами допускается не рассверливать отверстия, а подбирать наружный диаметр болта на 1—3 мм меньше диаметра отверстия под заклепку (рисунок 7.6).

Рисунок 7.6 — Замена заклепок высокопрочными болтами

Не рекомендуется создавать клепано-болтовые соединения с болтами, расположенными по одну сторону от оси симметрии прикрепленного элемента. В необходимых случаях следует заменять и бездефектные заклепки для создания симметрично работающего соединения.

7.6.8 При работе болтовых и заклепочных соединений на знакопеременную нагрузку усталостные разрушения соединений обычно происходят по крайним отверстиям, в которых концентрация напряжений усугубляется тем, что крайние болты (заклепки) нагружены больше, чем средние. Наиболее рациональным способом повышения усталостной прочности клепаных (болтовых) соединений является замена крайних заклепок (болтов) высокопрочными болтами, при этом значительная часть усилия в соединении воспринимается высокопрочными болтами, а оставшиеся заклепки, особенно ближайшие к высокопрочным болтам, значительно разгружаются. При этом происходит снижение концентрации напряжений около отверстий, заполненных высокопрочными болтами.

7.6.9 Применение высокопрочных болтов в узлах с передачей на болт одновременно со сдвигающими отрывающих усилий не допускается.

7.6.10 Комбинированные соединения разной жесткости, например, заклепочные или болтовые на обычных болтах совместно со сварными, применять не рекомендуется.

7.6.11 Не рекомендуется применять высокопрочные болты в агрессивных средах (сильной и средней агрессивности).

7.6.12 Усиление обычных болтовых соединений производится либо путем замены болтов нормальной точности на высокопрочные с предварительным натяжением или существующих болтов такими же, но более высокого класса прочности или большего диаметра, либо путем постановки дополнительных болтов.

Существует несколько типов соединений на высокопрочных болтах: фрикционные соединения, болтоклеевые, клеефрикционные и соединения на несущих (работающих на срез) высокопрочных болтах.

В соединениях на высокопрочных болтах сдвигающие усилия воспринимаются как силами трения, возникающими по соприкасающимся поверхностям при натяжении высокопрочных болтов, так и сопротивлением срезу болтов и смятию соединяемых элементов.

Соединения на несущих высокопрочных болтах отличаются повышенной по сравнению с фрикционными соединениями концентрацией напряжений у отверстий за счет сосредоточенной передачи части нагрузки, что имеет существенное значение в конструкциях, подверженных действию многократно повторяемых нагрузок, вызывающих накопление усталостных повреждений в зонах максимальной концентрации напряжений.

7.6.13 Отверстия под болты повышенной точности следует устанавливать по номинальному диаметру их стержней либо меньших размеров с последующим рассверлением их до проектного диаметра в собранных элементах. Отверстия под болты грубой и нормальной точности, а также под высокопрочные болты следует выполнять на 3 мм больше диаметра болта. Болт должен входить в отверстие без перекосов с плотным прилеганием головки к плоскости детали. В противном случае отверстие рассверливается на больший диаметр и производится повторная сборка.

Под гайки болтов грубой, нормальной и повышенной точности следует устанавливать круглые шайбы по ГОСТ 11371 (не более двух), а под каждую головку и гайку высокопрочных болтов должно быть поставлено по одной термически обработанной шайбе по ГОСТ 22355 с диаметром на калибр большим, чем диаметр болта.

7.6.14 Перед установкой высокопрочных болтов все болты, шайбы и гайки должны быть очищены от грязи и ржавчины. Перед натяжением болта гайки смазываются минеральным маслом. Болты натягиваются в строгой последовательности — от середины узла или стыка к краям. Плотность соединения после затягивания всех болтов до расчетного натяжения проверяют щупом толщиной 0,3 мм, который не должен проходить между собранными деталями напротив установленных болтов. Допускаемое отклонение фактического натяжения болта от проектного должно быть не более 5 %. Число проверяемых болтов на крутящие моменты завертывания гаек должно выбираться в зависимости от количества болтов в усиливаемом узле или соединении. При пяти болтах контролю на натяжение подлежат все болты, при количестве болтов в стыке от 6 до 20 проверке подлежат не менее 5 болтов. При наличии более 20 болтов проверяют натяжение не менее чем в 25 % их общего количества. Если обнаружено отклонение крутящих моментов болтов более чем на 5 % в 10 % от всего количества болтов и более, то контролируют все болты данного узла или соединения.

Недотянутые болты подтягивают, перенатянутые — отпускают.

Весь ход работ с высокопрочными болтами должен быть отражен в соответствующих журналах и актах.