Projekt Śruby ostateczne 3

Dane Obliczenia i rysunki Wyniki

Rm= 340 [MPa]

F=28 [kN]

g=10 [mm]


krj = 63, 47[MPa]

Dane wyjściowe:

I. Siła przenoszona przez złącze: F=28 [kN]

II. Ilość śrub w złączu: n=2

III. Własności mechaniczne śruby: (5.8)

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

PNEN 10025:2002;

Na podstawie normy dobrano granice wytrzymałości na rozciąganie Rm= 340 [MPa]

1.2. Przyjecie współczynnika bezpieczeństwa

Współczynnik bezpieczeństwa dla obciążeń

jednostronnie tętniących dobrano z zależności

xz=2,5÷4

xz =3

1.3. Wyznaczenie wytrzymałości zmęczeniowej na

rozciąganie

Wytrzymałość zmęczeniowa na rozciąganie przy

obciążeniu jednostronnie tętniącym przyjęto z

tablicy 1.1 Z. Osiński:

Zrj = 0,56Rm

Zrj = 0,56 * 340[MPa] = 190,4[MPa]

1.4. Wyznaczenie naprężeń dopuszczalnych na

rozciąganie:


$$k_{\text{rj}} = \ \frac{Z_{\text{rj}}}{x_{z}} = \ \frac{190,4\ \left\lbrack \text{MPa} \right\rbrack}{3} = 63,47\ \left\lbrack \text{MPa} \right\rbrack$$

1.5.Wyznaczenie szerokości blachy:


$$\sigma_{r} = \frac{F}{A} \leq k_{\text{rj}}$$


$$\frac{F}{b \bullet g} \leq k_{\text{rj}}$$


$$b \geq \frac{F}{g \bullet k_{\text{rj}}}$$

Rm= 340 [MPa]

xz =3

Zrj=190,4[MPa]


krj = 63, 47[MPa]

Dane Obliczenia i rysunki Wyniki

k=1,3

F=28 [kN]

μ=0,15

n=2


$$b \geq \frac{28 \bullet 10^{3}\ \lbrack N\rbrack}{10 \bullet 10^{- 3}\ \left\lbrack m \right\rbrack \bullet 63,47 \bullet 10^{6}\ \lbrack\frac{N}{m^{2}}\rbrack}$$


b ≥ 0, 04411 [m]


b ≥ 44, 11 [mm]

2. Wyznaczenie maksymalnej siły działającej na

pojedyncza śrubę.

Siłę działająca na jedna śrubę wyznaczono z

fizycznej zależności wynikającej z charakteru

pracy połączenia z luźno osadzanymi śrubami

(śruba w takim przypadku przenosi siłę wzdłużna

wynikająca z zapewnienia siły tarcia miedzy

łączonymi blachami)

Siłę przenoszona przez śrubę wyznaczono z

fizycznej zależności:


T = μ  • Q


$$Q = \frac{T}{\mu}$$

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:


$$Q = k \bullet \frac{F}{\mu \bullet n}$$


Q = 121333, 33 [N]

3. Wyznaczenie średnicy rdzenia śruby z warunku

na rozciąganie:

3.1. Wyznaczenie granicy plastyczności dla

materiału śruby:

Dla śruby o własnościach mechanicznych (5.8)

granica wytrzymałości na rozciąganie Rm= 500 [MPa] (pierwsza cyfra mnożona przez 100),

natomiast granica plastyczności Re = 0,8·500=400 [MPa] (jedna dziesiąta drugiej cyfry pomnożona przez Rm)

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 sie w granicach od 2÷2,3

Przyjęto xe = 2,2


b ≥ 44, 11 [mm]


Q = 121, 33 [kN]

Dane Obliczenia i rysunki Wyniki

Re=400[MPa]

xe=2,2


Q = 121, 33 [kN]

kr=181,82[MPa]


Q = 121, 33 [kN]

P=3[mm]

d=24[mm]

μ=0,15


$$k_{r} = \frac{R_{e}}{x_{e}} = \frac{400\left\lbrack \text{MPa} \right\rbrack}{2,2} = 181,82$$

Warunek na rozciąganie (zerwanie śruby):


$$r = \frac{Q}{A} \leq k_{r}$$

gdzie : $A = \frac{\pi \bullet d_{r}^{2}}{4}$


$$\frac{Q}{\frac{\pi \bullet d_{r}^{2}}{4}} \leq k_{r}$$


$$d_{r} = \sqrt{\frac{4 \bullet Q}{\pi \bullet k_{r}}}$$


dr ≥ 29, 15[mm]

4. Dobór śruby:

W normie: PN-70/M-02013 odszukano śrubę o najbliższej

większej średnicy – dr = 29,319 [mm] dobrano gwint

metryczny o średnicy zewnętrznej M33 i skoku

normalnym P = 3mm

Dla tak dobranej średnicy gwintu z PN-85/M-82101

dobrano pozostałe parametry śruby:

Szerokość łba pod klucz: S =50 [mm]

Szerokość łba śruby: k =20 [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 = 50 [mm]

Szerokość nakrętki: w = 26 [mm]

6. Dobór podkładki:

Z normy PN-78-82006 dobrano podkładkę o najbliższej większej średnicy:

Do = 34 [mm]

Średnica zewnętrzna: D = 60 [mm]

Grubość podkładki: = 5 [mm]

Szerokość ścięcia: f = 2,5 [mm]

7. Dobór otworu przejściowego pod śruby:

Z normy PN-75/M-02046 dla gwintu M33 dobrano średnice otworu przejściowego Dop= 36 [mm] (obróbka średniodokładna)

8. Obliczenie długości i dobór śruby.

Długość śruby równa jest sumie szerokości łączonych blach, wysokości nakrętki, grubości podkładki i odległości a1, na jaka śruba powinna wychodzić ponad nakrętkę.

Odległość a1 dobrano z PN-74-82063

a1 = 5 [mm]

Z normy PN-74/M-82101 dobrano najkrótsza śrubę o długości L = 70 [mm] z gwintem na całej długość

9. Obliczenie szerokości blachy po osłabieniu jej otworami pod śruby z warunku na rozciąganie.

gdzie:

b1 – szerokość blachy po osłabieniu jej otworem

Przyjęto szerokość blachy równa 80 [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 = 99 [mm]

e = 1,6d = 52,8 [mm]

10. Obliczenie całkowitego momentu napinającego przy

dokręcaniu połączenia śrubowego

gdzie moment niezbędny do obracania nakrętki:

gdzie – średnica podziałowa gwintu

kr=181,82[MPa]


dr ≥ 29, 15[mm]

t = 99 [mm]

e = 52,8 [mm]


Wyszukiwarka