PKM II prow. dr inż. Paweł Pyrzanowski egzamin 21.06.2005 zadania

Zadanie 1:

Okucie przedstawione na rysunku, wykonane ze stali (E_s = 2,1·10⁵ MPa) przymocowano do podłoża czterema śrubami M16 o długości czynnej l = 25 mm. Pomiędzy okuciem a podłożem znajdują się podkładki o grubości g = 4 mm, module Younga E_p = 2·10³ MPa oraz przekroju czynnym A_p = 10^-3 m². Zakładając nieodkształcalność okucia i podłoża oraz naciąg wstępny każdej ze śrub Q_w = 2000 N wyznaczyć:

1. 
   Moment M_s niezbędny do wywołania naciągu wstępnego jeżeli współczynnik tarcia na gwincie pomiędzy śrubą a podłożem wynosi μ = 0,1
   a wszystkie pozostałe współczynniki tarcia wynoszą zero.

2. Zakres zmienności siły dodatkowej w każdej śrubie jeżeli zakres zmienności siły obciążającej okucie wynosi ΔQ = 4000 N

3. Wartość naciągu wstępnego Q_wT gdy po zmontowaniu konstrukcji jej temperatura wzrośnie o ΔT = 50º C, jeśli współczynnik rozszerzalności liniowej okucia i śruby wynosi α_s = 12·10^-6 1/ºC a podkładki α_p = 24·10^-6 1/ºC.

Wyciąg z normy gwintów:

d = D	P		d2 = D2	d1 = D1	d3
		gwint
		zwykły	drobnozwojny
16	2	1,5 1,0 0,75 0,5	14,701 15,026 15,351 15,513 15,675	13,835 14,376 14,918 15,188 15,459	13,546 14,160 14,773 15,080 15,387

PKM II prow. dr inż. Paweł Pyrzanowski egzamin 21.06.2005 zadania

Zadanie 2:

Przedstawione na rysunku sprzęgło cierne przeciążeniowe zaprojektowane jest do przenoszenia maksymalnego momentu M = 200 Nm. Docisk tarcz ciernych realizowany jest za pomocą k = 6 sprężyn nałożonych na śruby. Obliczyć:

1. Siłę osiową Q w każdej ze śrub
   .

2. Maksymalną wartość nacisków p na okładzinach ciernych.

3. Przyrost temperatury sprzęgła ΔT w czasie t = 5 s jeżeli wał czynny porusza się ze stałą prędkością obrotową n = 2000 obr/min, zaś wał bierny zostanie gwałtownie zatrzymany.

Pozostałe dane:

D₁ = 240 mm; D₂ = 300 mm

μ = 0.4 - współczynnik tarcia pomiędzy tarczą
a okładzinami ciernymi

m = 2 kg - masa sprzęgła

c = 0,55 kJ/(kg·ºC) - ciepło właściwe sprzęgła

PKM II prow. dr inż. Paweł Pyrzanowski egzamin 21.06.2005 zadania

Zadanie 3:

Wał wirówki o masie M = 26 kg ułożyskowany jest w dwóch jednakowych łożyskach tocznych typu 6007 o średnicy wewnętrznej d = 35 mm. Nośność dynamiczna łożysk wynosi C = 15900 N zaś statyczna C₀ = 10200 N. Wał jest wyrównoważony statycznie i dynamicznie. Na ramieniu o promieniu R = 0.25 m umieszczono masę m = 0.3 kg. Wirówka przez 75% czasu wiruje z prędkością obrotową n₁ = 2000 obr/min, zaś przez pozostały czas z prędkością n₂ = 5000 obr/min. Pozostałe wymiary: a = 50 mm, b = 300 mm. Obliczyć:

1. 
   Średnie obciążenie równoważne Z łożyska dolnego.

2. Trwałość godzinowa łożyska dolnego L_10h.

3. Prawdopodobieństwo P bezawaryjnej pracy łożyska dolnego w okresie L_s = 2000 h.

---