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

D_z = 440 mm

D_w =360mm

D_o = 400 mm

g_k = 24 mm

n = 12

p = 0,63 MPa = 0,63

E_s = 2,1 * 10⁵

k_r = 140

k_rj = 80

Przyjmuję na uszczelkę materiał : fibra o parametrach

E_u = 3 * 10³

p_dop = 5

p_u = 0,64 p

g_u = 3 mm

1. Obliczenia :

Obliczam obciążenie robocze działające na pokrywę zbiornika:

p =

P =

P =

P = 64126,2 N

Obliczam obciążenie robocze działające na jedną śrubę:

Q_p =

Q_p =
= 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 ; F_r = 52,3 mm² ;

d_w = 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 :

D_z1 = D_z2 = S + 2 * g_k

Obliczam średnicę walców zastępczych :

d_z1 = d_z2 =

d_z1 =

Obliczam przekroje walców zastępczych :

F_k1 = F_k2 =

F_k1 = F_k2 =

dla uszczelki :

F_k3 =

F_k3 =

Obliczam podatność elementów ściskanych :

Obliczam przekrój części nie gwintowanej śruby:

F_s =
, gdzie d = 10 mm

F_s =
= 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 :

F_u =

F_u =

F_u = 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 :

p_u = 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

---