Projekt III

Akademia Górniczo-Hutnicza

im. Stanisława Staszica w Krakowie

Wykonać obliczenia konstrukcyjne.Rysunek złożeniowy.Rysunki wykonawcze części zespołu połączeń śrubowych i sworzniowych dla danych:

P=2700[N]

a=180[mm]

d=50[mm]

Dane	Obliczenia	Wyniki
xe=2 R0,2=320MPa P=2700N s=l1=8mm l1=2l2 d0=5 s=l1=10mm l1=2l2 d0=6mm l1=12mm l1=2l2 d0=8mm l2=6mm kr=107,5MPa xe=2 g=2mm μs=0,15 a=180mm do=50mm P=2700N f0min=3,5mm kr=200MPa Q=5000N e=6mm P=2700N d=50mm g=4mm a=180mm l=120mm g=4mm z0=0,8 kr=120MPa d=8mm g=4mm e=6mm H=6,4mm g1=3mm d=8mm dr=6,4mm Q=5000N h=1,25mm μ=0,15 αr=30° d=8mm l=14d DZ=13mm DW=9mm	Oliczanie połączenia sworzniowego: 1)Dobór śruby oczkowej: Śruba oczkowa obciążona jest siłą statyczną P,więc dobór średnicy rdzenia przeprowadzam z warunku na rozciąganie: Dobieram śrubę oczkową o klasie własności mechanicznych 4.8 dla której R0,2=320MPa.Współczynnik bezpieczeństwa przyjmuję xe=2 Powyższy warunek spełnia śruba o gwincie nominalnym M6, s=l1=8mm,do=5mm Po dobraniu śruby z powyższego warunku sprawdzam również czy średnica sworznia spełnia warunki bezpieczeństwa. Zakładam, że sworzeń zostanie włożony w otwór z luzem więc obliczam go z warunku na zginanie: Przyjmuje l1=2*l2 ,więc Sworzeń zostanie wykonany ze stali 55 ,dla której kg=225MPa kc=190MPa dla xe=2. Nie jest spełniony warunek bezpieczeństwa dla sworznia więc zwiększam wymiar sruby oczkowej do M8 ,s=l1=10mm,d0=6mm Ciągle nie jest spełniony warunek bezpieczeństwa więc zwiększam wymiar nominalny do M10, s=l1=12mm,d0=8mm Należy jeszcze sprawdzić czy są spełnione warunki bezpieczeństwa na dociski powierzchniowe: - w uchu: pdop=kc przy założeniu że połączenie traktuje się jako spoczynkowe, kc=160MPa dla materiału o mniejszej wytrzymałości - w widełkach: Widełki zostaną wykonane ze stali E225 pdop=kc gdzie kc=112,5MPa dla xe=2,więc dla materiału o mniejszej wytrzymałości Śrubę oczkową dodatkowo sprawdzam w najsłabszym przekroju Z normy dobieram dlaM10 D1=18mm z w/w warunków d0=8mm Śrubę przyjmuję z normy PN - 77/M-82425 długość śruby dobieram l=50 mm, śruba średniodokładna (II) ŚRUBA OCZKOWA M10x50-4.8-II-PN - 77/M-82425 2)Obliczenia widełek: Dla S285 kr=107,5 MPa dla xe=2 Warunek na docisk sprawdziłem w podpunkcie powyżej.Średnicę widełek przyjmuję D=15mm 3)Dobór podkładki: Podkładkę dobieram z normy PN-67/M-82006 dla średnicy sworznia 8mm dobrano podkładkę o parametrach: do=8,5mm,g=2mm,D=16mm Oznaczenie: Podkładka do sworznia 8,5 PN-67/M-82006 4)Dobór zawleczki: Zawleczkę dobieram wg normy PN-76/M-82001, zawleczka stalowa S, dla umownej średnicy zawleczki do,która jest rowna średnicy otworu pod zawleczkę do=2mm l1=4mm l=14mm d=1,7÷1,8mm D=3,2÷3,6mm l2=1,3÷2,5mm Oznaczenie Zawleczka S2x14 pn-76/M86001 5)Dobór sworznia: Dobieram sworzeń bez łba wg normy PN-63/M-83000 d=φ8h11 otwory na zawleczki dla powyższego d; do=2mm minimalna odległość fo min=3,5mm l0=l1+2l2+s+2d1+2g-d0 gdzie: l1-szerokość ucha l2-szerokość widełek s-luz d1-średnica zawleczki g-grubość do-średnica otworu zawleczkowego l0=12+2*6+s+2*(1,7÷1,8)+2*2-2=(29,4÷29,6)mm+s przyjmuję l0=30mm lmin=l0+2fo min =30+2*3,5=37mm długość sworznia wg stopniowania sworzni przyjęto l=40mm oznaczenie Sworzeń bez łba 8x40/30-55 PN-63/M-83000 Obliczenie połączenia śrubowego w obejmie: warunek równowagi Pa=td0;T=μsN Pa=μsNdo μs-współczynnik tarcia dla stali o stal = 0,15 Siłę N należy rozłożyć na śruby połączenia zaciskającego, przyjęto 5 śrub, gdzie na pojedynczą przypada siła Q Czyli Stosuje śruby z materiału o klasie własności mechanicznych 5.8 dla R0,2=400MPa, przy współczynniku bezpieczeństwa xe=2, kr=200MPa Obliczanie średnicy rdzenia śruby: Dla obliczonej minimalnej średnicy rdzenia śruby z pierwszego szeregu średnic gwintów dobrano gwint M8 dla ktorego drdzenia = 6mm Obliczanie wymiarów obejmy zaciskowej Przyjęcie szerokości obejmy zaciskowej uwarunkowane jest rozstawem otworów pod śruby M8 Dmin=14,4mm przyjęto odległość między otworami l1=20mm szerokość obejmy przyjęto l=120mm Obliczenie grubości obejmy: rozstaw między zaciskami e przyjęto e=6mm Obliczenia dla przekroju A-A na zginanie: Moment bezwładności dla powyzszego przekroju kg dla stali St3=(103÷130)MPa Grubość blachy g wg wyrobow hutniczych,blach uniwersalnych ze stali węglowej, walcowanych PN -70/H-92203 Sprawdzenie dla g=4 Obliczenie obejmy z widelkami spoina pachwinową : Obliczenia spoiny uproszczone do spoiny ułożonej prosto dla której : gdzie: a-grubość spoiny a=0,7g=0,7*4=2,8mm przyjęto a=3mm ls-długość spoiny Naprężenia zastępcze dla jednego ramienia wdełek ze spoiną pachwinową obustronną gdzie: l0=180-0,5*58=151mm τp'-naprężenia siły tnącej P/2 Naprężenia dopuszczalne dla spoiny pochawinowej kt'=zz0kr z0=0,8 z=0,85-spoina wykonana poprawnie technicznie z dodatkowymi badaniami kr=120MPa dla St3 kt'=0,85*0,8*120=81,6MPa przyjmując długość spoiny ls=55mm Przyjęcie wymiarów: l2=55mm l3=70mm Obliczenia nakrętek w połączeniu gwintowym zaciskającym obejmę: Wysokość nakrętki w normalnych łącznikach gwintowych,tworzących połączenia spoczynkowe,w których śruba i nakrętka są wykonywane z tego samego materiału :przyjmuje się bez obliczeń normalną wysokość nakrętki H=0,8d H=0,8*8=6,4mm Dobrano nakrętkę szściokątną M8 wg PN-86/M-82144 o wysokości w=6,8mm średniodokładną(B) z klasy materiałowej 8 oznaczenie: NAKRĘTKA M8-8-B PN-86/M-82144 Dobór podkładki pod nakrętkę: Dobrano podkładkę sprężstą wg PN-77/M82008 która zabezpiecza połączenie przed samoczynnym rozkręceniem: Podkładka sprężysta zwykła o średnicy wewnętrznej d0=8,2mm,która odpowiada średnicy znamionowej gwintu nakrętki śruby M8 oznaczenia: PODKŁADKA SPRĘŻYSTA Z8,2 PN-77/M-82008 Dobór średnicy otworów przejściowych dla śrub wg:PN-75/M-02046 Średnica otworu przejściowego w klasie średniodokładnej(w ogólnej budowie maszyn) D=9mm dla średnicy gwintu śruby M8 Ostateczny dobór śruby: długość śruby: lmin=2g+e+H+g1+s gdzie: g-grubość blachy obejmy e-wielkość szczeliny między blachami H-wysokość nakrętki g1-grubość podkładki s-dodatkowa długość zabezpieczająca lmin=2*4+6+6,4+3+s=23,4+s z PN85/M-82101 przyjęto zalecaną długość śruby M8:l=40mm oznaczenie: Śruba M8x40-5,8-B PN-85/M-82101 Obliczenie siły potrzebnej do dokręcenia nakrętek: Ms=MT1+MT2 MT1-moment tarcia na gwincie MT1=0,5*Q*ds*tg(γ+ρ') gdzie: ds-średnia średnica robocza ds= γ-kąt wzniosu gwintu ρ'-pozorny kąt tarcia γ=3,163° =9,826° MT1=0,5*5000*0,0072*tg(3,163°+9,826°)=4,152Nm MT2=Q*μ*rśr gdzie: rśr-średni promień powierzchni styku DZ-średnica zewnętrzna powierzchni oporowej nakrętki(dla nakrętek sześciokątnych i kwadratowych -rozwartość klucza) DW-średnica wewnętrzna powierzchni oporowej(średnica otworu na śrubę) DZ-dla nakrętek sześciokątnych M8 DZ=13mm, DW=9mm MT2=5000*0,15*0,0055=4,125Nm MS=MT1+MT2=4,152+4,125=8,277Nm MS=Fr*l gdzie: Fr-siła przyłożona do klucza l-czynna długość klucza l=14d Obliczona wartość siły dokręcenia nie powina być przekroczona, gdyż śruba mogłaby ulec przekręceniu.	do=5mm s=l1=12mm l1=2l2 d0=8mm M10 D1=18mm D=15mm d0=8,5mm g=2mm D=16mm l1=4mm l=14mm d=1,7÷1,8mm D=3,2÷3,6mm l2=1,3÷2,5mm l=40mm Q=5000N M8 Dmin=14,4mm l=120mm l1=20mm g=4mm a=3mm l0=151mm ls=55mm l2=55mm l3=70mm H=6,8mm d0=8,2mm D=9mm l=40mm Fr=74N

---