DANE	OBLICZENIA	WYNIKI
P= 6000 N b = 70 mm N=2 μ= 0,15 Q – siła obciążenia osiowego A- przekrój śruby Zjr=190, 4[MPa] xz=3, 5 Rm=500[MPa] Zgj=380 [MPa] xz=3, 5 F = 6000 N pdop=90 [MPa] kgj= 108, 57  [MPa] F = 6000 N pdop=90 [MPa] d=10 mm l1=4 mm l1=4mm l2=8mm gp=2mm s = 0.5mm d1=1, 6 mm z0=0, 65 z = 0, 8 krj=54, 4 [MPa] P = 6000 N dr = 24,67mm ktj=28, 3 [MPa] P = 6000 N ktj=28, 3 [MPa]	Obliczenia konstrukcyjne i dobór śruby: Stąd: Zwykle przyjmuje się T=(1,2÷1,4) •P $$Q = \frac{\left( 1,2 \div 1,4 \right) \bullet P}{\mu \bullet n}$$ $$\mathbf{Q =}\frac{\mathbf{1,3 \bullet 6000}}{\mathbf{0,15 \bullet 2}}\mathbf{= 26000\ N}$$ Jako materiał widełek i pręta do nagwintowania przyjęto stal konstrukcyjna S235JRG2 (stal spawalnicza). Założono obciążenie zmienne jednostronnie tętniące. Dobór granicy wytrzymałości na rozciąganie z PN-EN 10025:2002; Na podstawie normy dobrano granice wytrzymałości na rozciąganie Rm=340 [MPa] Wyznaczenie naprężeń dopuszczalnych na rozciąganie śruby. Śruba będzie poddana naprężeniom statycznym, dlatego też wyliczono naprężenie dopuszczalne na rozciąganie krJ. Współczynnik bezpieczeństwa dla tego rodzaju stali wynosi 2,5÷4. Przyjmuję xz=3, 5 Wyznaczenie wytrzymałości zmęczeniowej na rozciąganie Wytrzymałość zmęczeniowa na rozciąganie przy obciażeniu jednostronnie tnącym przyjęto z tablicy 1.1 Z. Osinski: Zjr = 0, 56 • Rm Zjr = 0, 56 • 340 = 190, 4[Mpa] Obliczam śrubę z warunku na rozciąganie: $$k_{\text{rj}} = \frac{Z_{\text{jr}}}{x_{z}} = \ \frac{190,4}{3,5} = \mathbf{54,4\ \lbrack}\mathbf{\text{MPa}}\mathbf{\rbrack}$$ $$\frac{Q}{\frac{\pi \bullet d^{2}}{4}} \leq k_{\text{rj}}$$ $$d_{r} \geq \sqrt{\frac{4 \bullet Q}{\pi \bullet k_{\text{rj}}}}$$ $$d_{r} \geq \sqrt{\frac{4 \bullet 26000}{\pi \bullet 54,4}}$$ dr=24, 67 Śruba: Z normy: PN-83/M-02013 dobrano śrubę M30 o średnicy rdzenia dr = d3 = 25, 395,o skoku P=3,5. Nakrętka M16: S = 46 mm, w = 24 mm, D = 53,1 mm. Podkładka: Z normy PN-78-82006 dobrano podkładkę o najbliższej większej średnicy do = 31 [mm] Średnica zewnętrzna: D = 56 [mm] Grubość podkładki: gp= 3 [mm] Szerokość ścięcia: f = 1,5 [mm] Obliczenie połączenie sworzniowe luźno pasowane dla złącza przedstawionego na rysunku Założono sworzeń o właściwościach mechanicznych (5.8) Wyznaczenie naprężenia dopuszczalnego na zginanie: Dobór stałych materiałowych Dla sworzni o własnościach mechanicznych (5.8) Rm = 500[MPa] Re = 0.8Rm = 400[MPa] Przyjecie charakteru obciążeniem oraz współczynnika Bezpieczeństwa. Założono obciążenie jednostronnie zmienne Założono współczynnik bezpieczeństwa xz=3, 5 Wyznaczenie granicy wytrzymałości zmęczeniowej dla zginania jednostronnego: Na podstawie tablicy 1.1 Z. Osinski założono: Zgj = 0, 76 • 500 = 380[MPa] Wyznaczenie naprężenia dopuszczalnego w przypadku jednostronnego zginania: $$k_{\text{gj}} = \frac{Z_{\text{gj}}}{x_{z}} = \ \frac{380}{3,5} = \mathbf{108,57\ \lbrack}\mathbf{\text{MPa}}\mathbf{\rbrack}$$ Wyznaczanie średnicy sworznia z warunku na zginanie: $$\sigma_{g} = \frac{M_{\text{gmax}}}{W_{x}} \leq k_{\text{gj}}$$ Wyznaczanie maksymalnego momentu zginającego i wskaźnika wytrzymałości na zginanie: $M_{\text{gmax}} = \frac{F}{2}\left( \frac{l_{1}}{2} + \frac{l_{2}}{4} \right)$, $W_{x} = \frac{\pi \bullet d^{3}}{32}$ Stąd średnica sworznia: $$\frac{32 \bullet F}{\pi d^{3} \bullet 2}\left( \frac{l_{1}}{2} + \frac{l_{2}}{4} \right) \leq k_{\text{gj}}$$ $$d \geq \sqrt[3]{\frac{32 \bullet F}{k_{\text{gj}}\pi \bullet 2}\left( \frac{l_{1}}{2} + \frac{l_{2}}{4} \right)}$$ W powyższym równaniu założono grubość ucha równą podwójnej szerokości ramienia widełek: l2 = 2l1 Wyznaczenie szerokości ramienia widełek l1 z warunku na docisk powierzchniowy: Przyjęto naciski dopuszczalne pdop = 90 [MPa] dla materiału ucha i widełek (materiał słabszy) $$p = \frac{F}{2d \bullet l_{1}} \leq p_{\text{dop}}$$ $$l_{1} \geq \frac{F}{2d \bullet p_{\text{dop}}}$$ Otrzymane wartości wstawiono do warunku wytrzymałościowego na zginanie otrzymując nierówność jednej zmiennej: $$\frac{32 \bullet F}{\pi d^{3} \bullet 2}\left( \frac{l_{1}}{2} + \frac{l_{2}}{4} \right) \leq k_{\text{gj}}$$ $$\frac{32 \bullet F}{\pi d^{3} \bullet 2}l_{1} \leq k_{\text{gj}}$$ $$\frac{32 \bullet F}{\pi d^{3} \bullet 2} \bullet \frac{F}{2d \bullet p_{\text{dop}}} \leq k_{\text{gj}}$$ $$\frac{32 \bullet F^{2}}{\pi d^{4} \bullet 4 \bullet p_{\text{dop}}} \leq k_{\text{gj}}$$ I otrzymano zależność na średnicę sworznia: $$d \geq \sqrt[4]{\frac{32 \bullet F^{2}}{\pi \bullet k_{\text{gj}} \bullet 4 \bullet p_{\text{dop}}}}$$ $$d \geq \sqrt[4]{\frac{32 \bullet 6000^{2}}{\pi \bullet 108,57\ \bullet 4 \bullet 90}}$$ d ≥ 9, 84 mm d=9, 84 mm Dobór średnicy sworznia: Z PN-90/M83002 dobrano sworzeń o średnicy d=10 m Obliczenie szerokości widełek l1 podstawiając do wyznaczonego wcześniej warunku na docisk powierzchniowy: $$l_{1} \geq \frac{F}{2d \bullet p_{\text{dop}}}$$ $$l_{1} \geq \frac{6000}{2 \bullet 10 \bullet 10^{- 3} \bullet 90 \bullet 10^{6}}$$ l1 ≥ 0, 00333m l1 ≥ 3, 33mm Wyznaczenie szerokości ucha z założonej zależności: Założono szerokość widełek l1= 4 mm l2 = 2l1 l2=2•4 = 8 mm Wyznaczenie minimalnej długości sworznia: Założono sworzeń gładki z dwiema podkładkami oraz dwiema zawleczkami. Długość sworznia: lw = l2 + 2l1 + 2gp + d1 + 2s + 3d1 lw=8 + 8 + 2•2 + 1, 6 + 2•0, 5 + 3•1, 6 = 27, 4mm ∖ n gdzie: l2 – grubość ucha; l1 – grubość jednego ramienia widełek; gp – grubość podkładki; d1 – średnica otworu pod zawleczkę (odległość do osi); s – luz pół-osiowy wg PN-89/M 83000; 3d1 – odległość od osi otworu zawleczki do końca sworznia; Po 1,5d1 z dwóch stron wg rysunku. Z PN-90/M 83002 dobrano sworzeń o średnicy d i długości l >lw l =28 mm Wyznaczenie minimalnej grubości spoiny pachwinowej w połączeniu części gwintowanej z widełkami warunku na ścinanie $$\tau = \frac{P}{A} \leq k_{\text{tj}}$$ ktj = z0 • z • krj ktj = 0, 65 • 0, 8 • 54, 4 = 28, 3 [MPa] Po podstawieniu do przekroju spoiny pachwinowej: A = π•dg•a ,gdzie: dg – średnica spawanej części gwintowanej. $$a \geq \frac{P}{\pi \bullet d_{r} \bullet k_{\text{tj}}}$$ $$a \geq \frac{6000}{3,14 \bullet 24,67 \bullet 28,3}$$ a ≥ 2, 73 a=2, 73 Ponieważ minimalna grubość spoiny pachwinowej nie może być mniejsza niż 3mm, przyjęto a=3mm $$d_{g} \geq \sqrt{\frac{4 \bullet 6000}{\pi \bullet 28,3}}$$ $$d_{g} \geq \sqrt{\frac{4 \bullet 6000}{\pi \bullet 28,3}}$$ dg = 16,43 mm Przyjmuję z norm PN-83/M-02013: M18x1 o skoku normalnym P=2,5.	Rm=340[MPa] xz=3, 5 Zjr=190, 4 [MPa] krj = 54, 4 [MPa] dr=24, 67 M30 Rm=500[MPa] Re=400[MPa] xz=3, 5 Zgj=380[MPa] kgj= 108, 57  [MPa] pdop=90 [MPa] d≥9, 84 mm d=10 mm l1≥3, 33mm l1= = 4 mm l2= = 8 mm lw=27, 4mm l = 28 mm ktj=28, 3 [MPa] a =2,73 mm a = 3 mm dg = 16,43 mm M18x1

OBLICZENIA

WYTRZYMAŁOŚCIOWE

Projekt 2

Wykonał:

Paweł Gorzała

Rok III, Grupa 2

Wydział: WEiP

Rok akademicki: 2012/13