KATEDRA PODSTAW KONSTRUKCJI MASZYN
PRACA KONTROLNA
Rok akademicki : 2001/2002
Pokrywa zbiornika wyrównawczego zamocowana jest n śrubami wykonanymi ze stali St5. Dobrać wymiary śrub oraz przeprowadzić ich obliczenia sprawdzające przyjmując wymiary podane na rysunku. Wykonać w podziałce wykres pracy złącza. Dobrać uszczelkę ( materiał i wymiary ) sprawdzić ją pod względem wytrzymałościowym. Brakujące wielkości założyć zgodnie z literaturą.
Dane:
Materiał: stal St5
Dz = 440 mm
Dw =360mm
Do = 400 mm
gk = 24 mm
n = 12
p = 0,63 MPa = 0,63
Es = 2,1 * 105
kr = 140
krj = 80
Przyjmuję na uszczelkę materiał : fibra o parametrach
Eu = 3 * 103
pdop = 5
pu = 0,64 p
gu = 3 mm
Obliczenia :
Obliczam obciążenie robocze działające na pokrywę zbiornika:
p =
P =
P =
P = 64126,2 N
Obliczam obciążenie robocze działające na jedną śrubę:
Qp =
Qp =
= 5343,85 N
Obliczam średnicę rdzenia śruby :
d3
1,25*
d3
1,25*
Na podstawie wyznaczonej średnicy rdzenia ( zgodnie z normą PN-83/M02013 ) dobieram śrubę M10, dla której d3 = 8,160 mm ; h = 1,5 mm ; d1 = 8,376 mm ; d2 = 9,026 mm ; Fr = 52,3 mm2 ;
dw = 10,5 ( średnica otworu ) ; S = 17 mm ( rozstaw klucza ) ; l = 65 mm ( długość śruby ) ;
b = 25 mm (długość gwintu );
Na podstawie wykreślonych stożków wpływów obliczam ich średnice :
Dz1 = Dz2 = S + 2 * gk
Obliczam średnicę walców zastępczych :
dz1 = dz2 =
dz1 =
Obliczam przekroje walców zastępczych :
Fk1 = Fk2 =
Fk1 = Fk2 =
dla uszczelki :
Fk3 =
Fk3 =
Obliczam podatność elementów ściskanych :
Obliczam przekrój części nie gwintowanej śruby:
Fs =
, gdzie d = 10 mm
Fs =
= 78,54 mm2
Obliczam podatność śruby :
Przyjmując podziałki a = 1000 N i b = 2*10-3 mm, obliczamy kąty nachylenia charakterystyk:
tg
=
=
tg
=
= 0,426
=
tg
=
=
tg
=
= 2,01
=
Z warunku szczelności obliczam nacisk resztkowy:
Przekrój uszczelki wynosi :
Fu =
Fu =
Fu = 50265,48 mm2
Obliczam obciążenie wstępne :
= 5899,12 N
Obliczam obciążenie zewnętrzne :
Obliczam obciążenie całkowite :
Obliczam odkształcenia śruby pod wpływem napięcia wstępnego :
Obliczam odkształcenia elementów ściskanych pod wpływem napięcia wstępnego :
Sprawdzam szczelność złącza :
pu = 0,64 * p
p - ciśnienie robocze p = 0,63
a więc warunek został spełniony.
Warunek nacisku powierzchniowego uszczelki :
Obliczenia sprawdzające dla śruby :
- w czasie wykonywania złącza :
-po wykonaniu złącza i obciążeniu zewnętrznym ;
Wnioski:
Złącze zostało dobrze zaprojektowane, a śruba M10 spełnia wszystkie warunki, tj. w czasie wykonywania złącza jak i po jego wykonaniu śruby M10 przeniosą zadane obciążenia.
1
9