Damian 17.04.2015
Urbański
211260
Podstawy konstrukcji maszyn I
Połączenia gwintowe
Zaprojektować połączenie gwintowe pokrywy zbiornika ciśnieniowego
Dane Obliczenia Wyniki
I.Robocze obciążenie śrub
Stal St5 (E295) Re=295MPa, k =145MPa, k =90MPa
r s
Ilość śrub: 10
Obciążenie maksymalne śruby Q
Q=Q +Q
p z
Siła robocza Q
p
1 5�� 1
2
5�x�5�ę� = 5�7�5�[�5�]�5�Z�5�N�5�e� = " 0,785 " 8002 " 1 = 5�Ó�5���5���5���5��� 5�u�
5�V� 4 10
i=ilość śrub
Zacisk resztkowy Q
z
5�]�5�b� " 5�9�5�b�
5�D�5�g� =
5�V�
F
u-powierzchnia uszczelnienia
2 2
( ) ( )
5�9�5�b� = 5�� 5�_�2 - 5�_�1 = 3,14 " 164025 - 160000
= 12638,5 5�Z�5�Z�2
65 " 12638,5
5�x�5؛� = = 5���5���5���5�Ó�5���, 5���5�Ó� 5�u�
10
Q=82150,5+50240=132390,25 N
Pn=1MPa
Dn=800mm
Q=132390,25N
Obliczenie średnicy rdzenia śruby d
3
Pz=65MPa
Q =115203N
m
E =2,1*105 Z warunku na rozciąganie
s
5�D� 5�D�
E =1,1*105
z
5��5�_� = = d" 5�X�5�_�
2
5�9�5�_� 5�� 5�Q�3
E =0,7*105
A
4
stąd:
45�D� 4 " 132390,25
"
5��5�Ń� e" " = = 5�Ń�5���, 5���5��� 5؎�5؎�
5��5�X�5�_� 3,14 " 145
ze względu na pózniejszą możliwość potrzeby większej
wytrzymałości ze względu na moment dokręcenia śrub
dobieram śrubę:
M42x2 o parametrach: d =40,70 mm, d =39,55 mm
2 3
D =39,84 mm
1
Obliczenie minimalnej wysokości nakrętki
Z warunku na nacisk powierzchniowy
5�D�5�C�!
5�u� e" =
5��
( - 5�7�1 5�]�5�Q�5�\�5�]�5�g�
)
5�Q�2 2
4
132390,25 " 1
= = 5���5���, 5�Ó� 5؎�5؎�
( )
0,785 " 422 - 39,842 " 12 " 1
Przyjmujemy śrubę o długości l =100 mm.
s
II. Montażowe obciążenie śrub
5�D�5�]�
5�D�5�Z� =
5�6�5�`� + 5�D�5�g�
1 +
5�6�5�X�
C ,C
s k- sztywności śruby i kołnierza
1 5�Y�5�`�
=
5�6�5�`� 5�8�5�`�5�9�5�`�
l
s długość śruby ulegająca wydłużeniu
E
s moduł Younga materiału
F pole przekroju śruby
s
Materiał śruby-stal St5
Materiał kołnierza-żeliwo ZI400
Materiał uszczelki-aluminium
2
39,55
5�9�5�`� = 5��5�_�2 = 3,14 " ( ) = 1227,9 5�Z�5�Z�2
2
5�8�5�`�5�9�5�`� 2 " 105 " 1227,9
5�6�5�`� = = = 2455798 5�A�/5�Z�5�Z�
5�Y�5�`� 100
1 2 ( )( )
5�F� + 5�Q�0 5�F� + 5�Y�5�a�5�T�5�� - 5�Q�0
= 5�Y�5�[�
( )( )
5�6�5�X� 5��5�8�5�X�5�Q�05�a�5�T�5�� 5�F� - 5�Q�0 5�F� + 5�Y�5�a�5�T�5�� + 5�Q�0
gdzie:
l-sumaryczna grubość łączonych kołnierzy
d
0-średnica otworu pod śrubę
S-wymiar pod klucz
przyjmujemy tg�=0,5
1
5�6�5�X�
2
=
3,14 " 1,1 " 105 " 42 " 0,5
( )( )
65 + 42 65 + 100 " 0,5 - 42
" 5�Y�5�[�
( - 42 65 + 100 " 0,5 + 42
65 )( )
2 7811
= " 5�Y�5�[� = 2,13 " 10-7
7253400 3611
5�6�5�X� = 4700549 5�A�/5�Z�5�Z�
50240
5�x�5؎� = + 82150,25 = 5���5���5�Ó�5���5���5�Ń� 5�u�
1 + 0,52
III. Obliczenie momentu dokręcenia śrub
5�@�5�`� = 0,5 " 5�Q�2 " 5�D� " 5�a�5�T�(5��� + 5��2 )
ł-kąt pochylenia linii śrubowej
� -pozorny kąt tarcia między śrubą a nakrętką
5�C�
ł = arctg = 0,785�\�
5��5�Q�2
5��
5��2 = 5�N�5�_�5�P�5�a�5�T� = 7,95�\�
5���
5�P�5�\�5�`�
2
�-współczynnik tarcia między śruba a nakrętką=0,12
ą-kąt zarysu, 60o dla gwintów metrycznych
tg 8,68o=0,153
5�@�5�`� = 0,5 " 40,70 " 13239,25 " 0,153
= 412203,66 5�A� " 5�Z�5�Z�
M =412203,66
s
N*mm
Obliczenie naprężeń rozciągających
5�D� 132390,25
5�H�5�_� = = =
5��
2
" 5�Q�3 0,785 " 1564,2025
4
= 5���5���5���, 5���5��� 5�t�5�w�5� d" 5�X�5�_� = 145 5�@�5�C�5�N�
Obliczenie naprężeń skręcających
5�@�5�`� 412203,66
5�I� = = =
5��
3
5�Q�3 0,19625 " 61864,208875
16
= 5��5��, 5���5�� 5�t�5�w�5� d" 5�X�5�`� = 90 5�@�5�]�5�N�
Obliczenie naprężeń zastępczych wg hipotezy Hubera
2
"
5�H�5؛� = 5��5�_� + 35��2 = "11625,1524 + 3457,8075
= 5���5���5���, 5���5��� 5�t�5�w�5� d" 5�X�5�_� = 145 5�@�5�C�5�N�
IV. Obliczenie grubości ścian, dna oraz pokrywy
Materiał: żeliwo szare ZI400, R =400 MPa, R =600 MPa
m g
Mat:ZI400
k =600 MPa
g
R =400MPa,
m
g =10 mm
s
R =600MPa
g
Obliczenie grubości ścian g =25,09 mm
p
k =600MPa
g
g =24,27 mm
d
D =800mm
n
5�]�5�[� " 5�7�5�[�
D =820mm 5�T� = + 5�P�
s
25�X�5�_�5�g�
5�E�5�Z� 400
5�X�5�_� = = = 80 5�@�5�C�5�N�
5�e�5�_� 5
x
r-współczynnik bezpieczeństwa
c-dodatek ze względu na tolerancje wykonawcze,
zużycie, korozję; dla odlewów c=3-5
z=1, ponieważ p d"0,2k
n r
1 " 800
5؈� = + 5 = 5 + 5 = 5���5��� 5؎�5؎�
2 " 80 " 1
Obliczenie grubości pokrywy
P
n-wypadkowa nacisku czynnika
P
u-wypadkowa nacisku szczeliwa, traktowana jako zacisk
resztkowy
P
s-wypadkowa nacisku śrub
P =P +P
s n u
5��
( )2
5�C�5�[� = " 5�7�5�`� - 5�O�5�b� 5�]�5�[�
4
D
s-średnia średnica uszczelnienia=820 mm
b
u-szerokość uszczelnienia = 20 mm
( )2
5�C�5�[� = 0,785 " 820 - 20 " 1 = 502400 5�A�
5�C�5�b� = 5�� " 5�7�5�`� " 5�O�5�b� " 5�^�2
q -wymagany nacisk na uszczelkę (dla pierścienia
aluminiowego=5,5p )
n
5�C�5�b� = 3,14 " 820 " 20 " 5,5 " 1 = 283228 5�A�
5�C�5�`� = 785628 5�A�
M
g-moment gnący działający na pokrywę
1 2
( )
5�@�5�T� = " [5�C�5�`�5�7�0 - 5�C�5�b�5�7�5�`� - 5�C�5�[� 5�7�5�`� - 5�O�5�b� ]
25�� 3
D
0-średnica rozmieszczenia otworów śrubowych=900
mm
1 2
5�@�5�T� = " [785628 " 900 - 283228 " 820 -
6,28 3
" 502400 " 800] = 33368000 5�A� " 5�Z�5�Z�
Wskaznik wytrzymałości pokrywy na zginanie
1
5�J�5�e� = (5�7�5�]�5�X� - 25�Q�0)(5�T� - 5�P�)2
6
gdzie:
d
0-średnica otworu na śruby=42 mm
g-grubość pokrywy
c-naddatek grubości=6 mm
D
pk-średnica zewnętrzna pokrywy=1000 mm
stąd grubość pokrywy
65�J�5�e�
5�T� = + 5�P�
"
(5�7�5�]�5�X� - 25�Q�0)
Z warunku wytrzymałościowego
5�@�5�T�
5��5�T� = d" 5�X�5�T�
5�J�5�e�
stąd minimalny wskaznik wytrzymałości
5�@�5�T� 33368000
5�J�5�e� = = = 55613,33 5�Z�5�Z�3
5�X�5�T� 600
Zatem minimalna grubość pokrywy
333680
"
5؈� = + 6 = 5���5�Ó�, 5���5��� 5؎�5؎�
916
Obliczenie minimalnej grubości dna
65�J�5�e� 333680
"
5؈� = + 5�P� = + 6 = 5���5���, 5���5��� 5؎�5؎�
"
5�7�5�]�5�X� 1000
Wykres sztywności elementów złącza
Cs "l Q
0 0
0,01 24557,98
0,02 49115,96
0,03 73673,94
2455798 0,04 98231,92
0,05 122789,9
0,06 147347,9
0,07 171905,9
0,08 196463,8
Ck "l Q
0,026911 209214
0,036911 162208,5
0,046911 115203
4700549
0,056911 68197,51
0,066911 21192,02
0,071511 0
200000
150000
100000
50000
0
0 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0,09
Wyszukiwarka
Podobne podstrony:
lab pkm 3Funkcjonowanie zbiornikow wodnych i MakrofityWy pkm 14 SP IIpkmfijewski,instalcje wodno kanalizacyjne,zbiorniki bezodpływowe[PKM] Przekładnia zębata3150 Starorzecza i naturalne eutroficzne zbiorniki wodne ze zbiorowiskami z Nympheionpytania pkmpkm m05 100430 upZbiornik nr 18PKM Zal Wy pkm 13 SP Ilab pkm 506 Podolski B i inni Awaria oraz sposob wzmocnienia zelbetowego, wielokomorowego zbiornika oczyszczaKatalog zgarniacze lancuchowe zbiorniki prostokatnePeugeot 508 napełnianie zbiornika dodatku(1)więcej podobnych podstron