Dane |
Obliczenia |
Wynik |
a=160 mm b=90 mm c=100 mm e=75 mm
G1=1 kN G2=0,5 kN G3=1,5 kN
r1=1500 mm r2=1325 mm r3=575 mm
|
3. Obliczanie połączenia śrubowego nakładek
I. OBLICZANIE SIŁ I MOMENTÓW W ZŁĄCZU
Wypadkowa siła poprzeczna wynosi:
Wypadkowy moment gnący jest równy:
II. OBLICZANIE SIŁY NAPIĘCIA WSTĘPNEGO
a) z warunku wynikającego z zasady niedopuszczenia poślizgu między nakładkami:
Siły tarcia między płytami muszą być większe od sił czynnych, jakie występują między tymi elementami. Po dodatkowym uwzględnieniu współczynnika przeciążenia otrzymujemy równanie:
Q - wypadkowa czynna siła poprzeczna k - współczynnik przeciążenia
|
Q=3000 N
Mg=3 025 Nm
|
Dane |
Obliczenia |
Wynik |
k=1,4 μ=0,17 Q=3000 N
a = 160 mm b = 90 mm
k=1,4 Mg=3 025 Nm A=17500mm2 W=6,1*105mm3
|
Dla danego przypadku dobieram współczynnik przeciążenia k=1,4 Współczynnik tarcia statycznego zgodnie z [1] wynosi: μ=0,17
Obliczam wymaganą siłę napięcia dla warunku a):
b) z warunku na minimalny docisk styku płyt:
Aby zapewnić pewność połączenia, minimalna wartość nacisku w dowolnym punkcie styku płyty musi być większa lub równa zeru:
σg - nacisk wywołany momentem zginającym σw - nacisk wywołany siłą napięcia wstępnego
Przyjmuję współczynnik przeciążenia k=1,4 i podstawiam do wzoru, z którego następnie wyznaczę siłę napięcia wstępnego
W - wskaźnik wytrzymałości przekroju na zginanie Mg - wypadkowy moment gnący A - pole przekroju rury
Ze wzoru wyznaczam siłę napięcia wstępnego:
Wskaźnik wytrzymałości przekroju na zginanie wynosi:
Pole powierzchni przekroju obliczeniowego wynosi:
Następnie obliczam siłę napięcia wstępnego z warunku na nie oderwanie się nakładek:
Do dalszych obliczeń za siłę napięcia wstępnego przyjmuje się większą z dwóch wyliczony sił, więc:
|
W=6,1*105mm3
A=17500 mm2
|
Dane |
Obliczenia |
Wynik |
Mg=3 025 Nm W=6,1*105mm3
kd=90 MPa
n=8
Mg=3 025 Nm e=65 mm i=4
|
III. SPRAWDZENIE WARUNKU NA DOCISK POWIERZCHNIOWY NAKŁADEK:
kd - dopuszczalny nacisk powierzchniowy σg - maksymalne naprężenie zginające σw - maksymalne naprężenie ściskające
Dla stali stopowej S235JR odczytano z [2] nacisk dopuszczalny kd=90 MPa
Maksymalne naprężenie zginające wynoszą:
Maksymalne naprężenie ściskające:
Tak więc warunek wytrzymałości na docisk powierzchniowy nakładek jest spełniony.
IV. OBLICZENIE MINIMALNEJ ŚREDNICY RDZENIA ŚRUBY I DOBRANIE ŚRUBY:
a) Siła napięcia wstępnego na jedną śrubę będzie wynosiła:
n - liczba śrub
b) Siła obciążająca rdzeń śruby wyrażona jest wzorem:
Fw - siła napięcia wstępnego śruby Fzew - jest sumarycznym obciążeniem od sił zewnętrznych Ck - sztywność kołnierza Cs - sztywność śruby
c) Fzew pochodzi od momentu zginającego Mg i jest wyliczane ze wzoru:
e - maksymalna odległość śruby od osi i - ilość śrub w rzędzie Mg - moment zginający
|
Fw=12,064 kN
Fzew=5817 N
|
Dane |
Obliczenia |
Wynik |
Fw=15,08 kN Fmax=6722 N
Klasa wł. mech śruby: 8.8
xe=2,2 Rm=800 MPa
Fc=13,227 kN kr=290,9 MPa
|
d) Przyjmując stosunek sztywności kołnierza do sztywności śruby Ck/Cs=4 wyliczono wypadkową siłę jaką obciążona jest pojedyncza śruba:
e) Następnie znaleziono minimalną średnicę rdzenia śruby:
dr - średnica rdzenia śruby kr - dopuszczalne naprężenia rozciągające śruby Dobrano śruby o klasie własności mechanicznych 8.8, dla których kr wynosi:
Rm dla śrub tej klasy wynosi 800 MPa Przyjęto współczynnik bezpieczeństwa xe=2,2
Obliczam minimalną średnicę rdzenia śruby:
Dobieram śrubę o gwincie metrycznym M12 dla której średnica rdzenia wynosi 9,85 mm.
|
Fc=13,227 kN
kr=290,9 MPa
drmin=7,61 mm |
Dane |
Obliczenia |
Wynik |
|
|
|