Dane Obliczenia i rysunki Wyniki Zaprojektować połączenie śrubowe dwóch blach obciążonych siłą poprzeczną F. Śruby luzno osadzane w otworach. Dane wyjściowe: I. Siła przenoszona przez złącze: F=35 [kN] II. Ilość śrub w złączu: n=2 III. Własności mechaniczne śruby: (6.8) IV. Materiał łączonych blach: stal konstrukcyjna S235JRG2 V. Grubość łączonych blach g=10 [mm] VI. Rodzaj obciążenia: jednostronnie tętniące Obliczenia 1. Wyznaczenie szerokości blachy z warunku na rozciąganie 1.1. Dobór granicy wytrzymałości na rozciąganie z PN- EN 10025:2002; Na podstawie normy dobrano granicę wytrzymałości na Rm=340[MPa] rozciąganie Rm= 340 [MPa] 1.2. Przyjęcie współczynnika bezpieczeństwa Współczynnik bezpieczeństwa dla obciążeń xz=3 jednostronnie tętniących dobrano z zależności xz=2,5�4 xz =3 xz=3 1.3. Wyznaczenie wytrzymałości zmęczeniowej na rozciąganie Wytrzymałość zmęczeniową na rozciąganie przy obciążeniu jednostronnie tętniącym przyjęto z Rm=340[MPa} tablicy 1.1 Z. Osiński: Zrj=0,56Rm Zrj=0,56�"340[MPa]=190,4[MPa] Zrj=190,4[MPa] 1.4. Wyznaczenie naprężeń dopuszczalnych na rozciąganie: Zsj=19,4[MPa] Zrj 190,4[MPa] krj= = =63,47[MPa] xz 3 krj=63,47[MPa] Wyznaczenie szerokości blachy F �r= d"krj A F d"krj b�"g F be" g�"krj Dane Obliczenia i rysunki Wyniki F=35�"103[N] 35�"103 [N] b e" g=10[mm] N 10�"10-3 [m]�"63,47�"106 �ł łł 2 �łm śł kgj=63,47[MPa] �ł �ł be"0,05514[m] be"55,14[mm] be"55,14[mm] 2. Wyznaczenie maksymalnej siły działającej na pojedynczą śrubę. Siłę działającą na jedną śrubę wyznaczono z fizycznej zależności wynikającej z charakteru pracy połączenia z luzno osadzanymi śrubami (śruba w takim przypadku przenosi siłę wzdłużną wynikającą z zapewnienia siły tarcia między łączonymi blachami) Siłę przenoszoną przez śrubę wyznaczono z fizycznej zależności: T=��"Q T Q= � Dla zapewnienia większej pewności złącza oraz uwzględniając naprężenia skręcające podczas dokręcania śruby przyjęto współczynnik pewności k = 1,3 T=F�"k Po uwzględnieniu ilości śrub n =2 oraz współczynnika pewności siłę obliczono z zależności: F=35�"103[N] F Q=k�" �=0,2 ��"n k=1,3 35�"103[N] Q=1,3�" =151,67�"103[N] n=2 0,15�"2 Q=151,67�"103[N] 3. Wyznaczenie średnicy rdzenia śruby z warunku na rozciąganie 3.1. Wyznaczenie granicy plastyczności dla materiału śruby Dla śruby o własnościach mechanicznych (6.8) granica wytrzymałości na rozciąganie Rm= 600 [MPa] (pierwsza cyfra mnożona przez 100), natomiast granica plastyczności Re = 0,8�600 [MPa] (jedna dziesiąta drugiej cyfry pomnożona przez Rm) Dane Obliczenia i rysunki Wyniki 3.2. Wyznaczenie naprężeń dopuszczalnych na rozciąganie dla materiału śruby Śruba będzie poddana naprężeniom statycznym, dlatego też wyliczono naprężenie dopuszczalne na rozciąganie kr Współczynnik bezpieczeństwa xe dla obciążeń statycznych przyjmuje się w granicach od 2�2,3 Przyjęto xe = 2,2 Re 460[MPa] Re=480[MPa] kr=209,09[MPa] kr= = =209,09[MPa] xe 2,2 xe=2,2 Warunek na rozciąganie (zerwanie śruby) Q Ą�"dr2 �r= d"kr gdzie: A= A 4 Q d"kr 2 Ą�"d 4 4�"Q Q=151,67�"103[N] dre" Ą�"kr kr=209,09[MPa] dre"30,39[mm] 4. Dobór śruby dre"30,39[mm] W normie: PN-70/M-02013 odszukano śrubę o najbliższej większej średnicy dr = 31,093 [mm] dobrano gwint metryczny o średnicy zewnętrznej M36 i skoku normalnym P = 4 mm P = 4 mm Dla tak dobranej średnicy gwintu z PN-85/M-82101 dobrano pozostałe parametry śruby: Szerokość łba pod klucz: S =55 [mm] Szerokość łba śruby: k =26 [mm] S =55 [mm] k =26 [mm] 5. Dobór nakrętki Dla danego rodzaju gwintu i skoku z PN-75/M-82144 dobrano nakrętkę: Szerokość pod klucz S taka jak śruby S = 55 [mm] Szerokość nakrętki: w = 34 [mm] S = 55 [mm] w = 34 [mm] Dane Obliczenia i rysunki Wyniki 6. Dobór podkładki: Z normy PN-78-82006 dobrano podkładkę o najbliższej większej średnicy Do = 37 [mm] Do = 37 [mm] Średnica zewnętrzna: D = 66 [mm] D = 66 [mm] Grubość podkładki: gp= 5 [mm] gp= 5 [mm] Szerokość ścięcia: f = 2 [mm] f = 2 [mm] 7. Dobór otworu przejściowego pod śruby: Z normy PN-75/M-02046 dla gwintu M36 dobrano średnicę otworu przejściowego Dop= 38 [mm] (obróbka średiodokładna) Dop= 38 [mm] 8. Obliczenie długości i dobór śruby. Długość śruby równa jest sumie szerokości łączonych blach, wysokości nakrętki, grubości podkładki i odległości a1, na jaką śruba powinna wychodzić ponad nakrętkę. Odległość a1 dobrano z PN-74-82063 a1 = 6 [mm] g=10[mm] a1 = 6 [mm] L e" g + g + w + g + a1 w=34[mm] p g =5[mm] L e" 65[mm] p Le"65[mm] a1=7[mm] Z normy PN-74/M-82101 dobrano najkrótszą śrubę o długości L = 100 [mm] z gwintem na całej długośc 9. Obliczenie szerokości blachy po osłabieniu jej otworami pod śruby z warunku na rozciąganie. I F �r= d"krj gdzie: A = b1 �" g - Do �" g A b1 szerokość blachy po osłabieniu jej otworem F = 35�"103[N] d=36[mm] F b1 e" + d g=10[mm] g �" krj kr=209,09[MPa] b1e"92,14[mm] b1e"92,14[mm] Przyjęto szerokość blachy równą 95 [mm] Wyznaczenie podziałki rozstawu śrub t i od odległości od końca blachy e Z zależności t = (3-4)d, e = 1,6d Przyjęto: t= 3d = 108 [mm] e = 1,6d = 57,6 [mm] Dane Obliczenia i rysunki Wyniki 10. Obliczenie całkowitego momentu napinającego przy dokręcaniu połączenia śrubowego Mc = Ms + Mt gdzie Ms moment niezbędny do obracania nakrętki: Ms = 0,5 �" Q �" ds �" tg(ł+�') Q=...[N ] gdzie ds. średnica podziałowa gwintu ds=...[mm] P tgł= =...�!ł=arctgł=... Ą�"d � 0,12 ł=...[O ] tg�'= = =0,139�!�'=arctg�'=7,89O cosąrob cos30O �'=...[O ] ł=...[O ] M = 0,5�"Q �" ds �"tg(ł+�') = ...[Nm] s M =...[Nm] s �'=...[O ] Mt=Q�"��"0,5�"dśr dśr=...[mm] S+d dśr= =...[mm] 2 M =...[Nm] s Mt=Q�"��"0,5�"dśr=...[Nm] M =...[Nm] M =...[Nm] c s M =M +Mt=...[Nm] c s M =...[Nm] s