15

Przykład 5.4

Dwa pręty płaskie ze stali Sf2S.o wymiarach 6 x 63 mm połączono zakładko-wo. stosując 4 sworznie o średnicy d — 12 mm, wykonane ze stali Sf5, Obliczyć wartość stałej siły rozciągającej, jaką może przenieść dane złącze.

Rozwiązanie

Dla połączenia zakładkowego przyjmujemy rozmieszczenie sworzni według rys. 5.5, W przypadku łączenia prętów płaskich stosujemy połączenie spoczynkowe, zatem w naszym przykładzie sworznie są ciasno pasowane i obliczamy jc z warunku na ścinanie

F

71‘(P

^Xl = i.. - " '• ^k:

■■n

90 MPa

40,69 kN

r

ltys. 5.5, Do przykładu 5.4

Z tablicy 4 k, ss k_s

r <- ⁿ'^ij2 i

Fś---irk, .

wg wzoru liczbowego

F OJ - -I DO •

4

Sprawdzamy, jakie obciążenie, może przenieść płaskownik (z warunku na rozciąganie)

F sC (i(h- -n-d}k_I.

dla stali St2S - k, = ! 10 MPa

F F 0,1 • 0,6 (6,3— 1 ■ 1,2) 110 - 33,66 kN

Płaskownik możemy obciążyć mniejszą siłą niż sworznie, zatem przyjmujemy, że połączenie może przenieść siłę F F 33,6 kN.

Uwdija: W przypadku konieczności obciążenia złącza całą siłą, jaką mogą przenieść sworznie (P — 40 kN), najeżałoby zmienić materia! płaskownika łub zwiększyć jego wymiary — zależnie od warunków konstrukcyjnych.

Przykład 5.5

W żeliwnym tłoku silnika spalinowego o średnicy D— 90 mm zastosowano sworzeń ze stali 20H — nawęglany i hartowany. Swor/eń jest luźno pasowany. Długość sworznia / — 70 mm, wymiary 1_{ = 38 mm, / , -- 16 mm (rys. 5.6). Obliczyć średnicę sworznia obciążonego silą F— ±20 kN.

Rozwiązanie

■f¹!*

Sworzeń luźno pasowany obliczamy z warunku na zginanie

Z tablicy 4 dla stali 20H—,k_f/<> — 105 MPa ³/'pT"_ ³/2(.)000-0,07

⁽ " V0,8/c”„ V II.S-III;--!•./•    I>_:!    ~

-=    6,6 -10 m³ = yl6,6 cnO ss

& 2,56 cm

W silnikach spalinowych stosuje się sworznie drążone {rys. 5.6). Zakładamy sworzeń drążony o wymiarach d= 28 mm, d₀ = 16 mm i sprawdzamy go wytrzymałościowo. W tym celu wystarczy porównanie wskaźników wytrzymałości dla sworznia, pełnego

W, =

n-d³

~32~

Ti ■ 2,6³

32~

-■i' 1,72 cm³

oraz dla sworznia drążonego

1,02 cm³

Ti fd^Ą~d^Ą0\ n /2,8⁴— 1,6⁴ 32 \ d j' 32 V 7.8

Jak wynika z obliczeń, stosując sworzeń drążony o założonych wymiarach otrzymamy niniejsze naprężenia rzeczywiste .niż. przy sworzniu pełnym o średnicy d = 26 mm. Uczniowi pozostawiamy sprawdzenie, czy sworzeń drążony będzie lżejszy od pełnego przy podanych wyżej wymiarach.

Sprawdzamy wartość nacisków powierzchniowych między sworzniem a tłokiem i korbowodem. Według tablicy 4 przyjmujemy k_M> = 0,4 k_[} = 0,4-95 —

- 38 MPa.    ~

Naciski w korbowodzie F a-/,

wg wzoru Jiczbowegp

P =    ¹⁸’^{8 MP;i} < V ^{= 38 MPa}

91