Болты пружинные

Болты пружинные (spring bolts, tension bolts with Belleville washers) — болтовые узлы, обеспечивающие поддержание предварительного натяга при температурных деформациях, ползучести прокладок и вибрациях за счёт тарельчатых пружин (шайб Бельвиля, DIN 2093) или пружинных элементов, встроенных в соединение. Применяются во фланцевых соединениях высокотемпературных и высокоциклических трубопроводов, в компенсаторах, в корпусах подшипников с температурным расширением вала и в вибрационных машинах.

Шайбы Бельвиля (тарельчатые пружины) по DIN 2093 серии A, B, C: диаметр наружный 8–250 мм; ход до полного сжатия h₀ = 0,35–3,5 мм; жёсткость c = 40–250 кН/мм (одна шайба); при последовательном стеке из N шайб жёсткость делится на N, ход умножается на N; при параллельном — жёсткость умножается на N, ход неизменен. Рабочий ход для стабильной характеристики: 0,15h₀ ≤ f ≤ 0,75h₀ (линейная зона диаграммы F-f). Материал шайб: 51CrV4 (DIN 2093) термообработанная до HRC 44–52, σт ≥ 1200 МПа; нержавеющая 17-7PH или 1.4310 — для коррозионных сред (усилие на 15–20% ниже из-за меньшего предела текучести).

Расчёт для фланцевого соединения с прокладкой из паронита ПОН-Б (ползучесть 15–20% за первый год): начальный натяг болта F₀ = F_эксп × 1,25 (запас на ползучесть); при F₀ = 50 кН → пакет из 4 шайб B32 в последовательном стеке компенсирует ΔF = 50 × 0,20 = 10 кН смягчением рабочей точки по кривой F-f. Без тарельчатых шайб потеря натяга 20% снизила бы момент затяжки ниже минимального — течь по прокладке.