Dom · Osvetljenje · Računanje prstima. Praktične metode proračuna smicanja i kolapsa. Proračun vijčanih i zakovnih spojeva Zamjenom brojčanih vrijednosti dobijamo

Računanje prstima. Praktične metode proračuna smicanja i kolapsa. Proračun vijčanih i zakovnih spojeva Zamjenom brojčanih vrijednosti dobijamo

Detalji veza (zavrtnji, igle, tiple, zakovice) rade na način da se može uzeti u obzir samo jedan faktor unutrašnje sile - sila smicanja. Takvi dijelovi su izračunati za smicanje.

Smicanje (rezanje)

Smicanje je opterećenje pri kojem u poprečnom presjeku grede nastaje samo jedan faktor unutrašnje sile - poprečna sila (Sl. 23.1).

Prilikom pomjeranja ispunjen je Hookeov zakon koji se u ovom slučaju piše na sljedeći način:

gdje je napon;

G- modul elastičnosti smicanja;

Ugao smicanja.

U nedostatku posebnih testova G može se izračunati pomoću formule

Gdje E- zatezni modul, [ G] = MPa.

Proračun dijelova za smicanje je uvjetovan. Da bi se proračuni pojednostavili, napravljene su brojne pretpostavke:

Prilikom izračunavanja smicanja, savijanje dijelova se ne uzima u obzir, iako sile koje djeluju na dio čine par;

U proračunu pretpostavljamo da su elastične sile ravnomjerno raspoređene po presjeku;

Ako se za prijenos opterećenja koristi više dijelova, smatramo da je vanjska sila ravnomjerno raspoređena između njih.

Stanje čvrstoće na smicanje

gdje je dopušteno naprezanje smicanja, obično se određuje formulom

Kada se uništi, dio se isječe poprijeko. Uništavanje dijela pod djelovanjem poprečne sile naziva se smicanje.

Vrlo često, istovremeno sa smicanjem, bočna površina se drobi na mjestu kontakta kao rezultat prijenosa opterećenja s jedne površine na drugu. U tom slučaju na površini nastaju tlačna naprezanja koja se nazivaju posmičnim naponom, .

Kalkulacija je takođe uslovna. Pretpostavke su slične onima usvojenim u proračunu posmika, međutim, pri proračunu bočne cilindrične površine naponi nisu ravnomjerno raspoređeni po površini, pa se proračun provodi za najopterećeniju točku. Da biste to učinili, umjesto bočne površine cilindra, u proračunu se koristi ravna površina koja prolazi kroz promjer.

Stanje jačine kolapsa

gdjeA cm - izračunata površina urušavanja

d - prečnik obima preseka;

Najmanja visina spojenih ploča;

F - sila interakcije između dijelova

Dozvoljeno naprezanje gnječenja

= (0,35 + 0,4)

Tema 2.5. Torzija

Torzija - vrsta opterećenja šipke, u kojoj u njenim poprečnim presjecima nastaje jedan unutrašnji faktor sile - obrtni moment M cr.

Moment M cr u proizvoljnom poprečnom presjeku grede jednak je algebarskom zbiru momenata koji djeluju na odsječeni dio grede.

Zakretni moment se smatra pozitivnim ako je uvijanje u smjeru suprotnom od kazaljke na satu i negativnim ako je u smjeru kazaljke na satu.

Prilikom izračunavanja osovine za torzionu čvrstoću koristi se uslov čvrstoće:

,

gdje je polarni moment modula presjeka, mm 3;

- dozvoljeno naprezanje smicanja.

Moment se određuje po formuli:

gdje je P snaga na osovini, W;

ω je ugaona brzina rotacije osovine, rad/s.

Polarni moment modula presjeka određen je formulama:

Za krug

Za prsten

.

Kada je greda uvrnuta, njena os je uvrnuta za određeni ugao φ, koji se naziva ugao zaokreta. Njegova vrijednost je određena formulom:

gdje je l dužina grede;

G - modul smicanja, MPa (za čelik G = 0,8 10 5 MPa);

Polarni moment inercije presjeka, mm 4 .

Polarni moment inercije presjeka određen je formulama:

Za krug

Za prsten

.

Tema 2.6. bend

Mnogi konstrukcijski elementi (grede, šine, osovine svih kotača, itd.) doživljavaju deformaciju savijanja.

bend naziva se deformacija od momenta vanjskih sila koje djeluju u ravnini koja prolazi kroz geometrijsku os grede.

U zavisnosti od mjesta za prijavu aktivne snage razlikovati ravno I koso bend.

ravna krivina su vanjske sile koje djeluju na gredu, laž u ravni glavnog presjeka.

Glavna ravnina presjeka je ravan koja prolazi kroz os grede i jednu od glavnih centralnih osa presjeka.

kosi zavoj- vanjske sile koje djeluju na gredu, ne laži u ravni glavnog presjeka.

Ovisno o prirodi VSF-a koji se javlja u poprečnim presjecima grede, savijanje može biti cisto I poprečno.

Zavoj se zove poprečno, ako u poprečnom presjeku grede nastaju dva VSF-a - moment savijanja M x i poprečna sila Q y.

Zavoj se zove cisto, ako se jedan VSF javlja u poprečnom presjeku grede - moment savijanja M x.

Moment savijanja u proizvoljnom presjeku jednak je algebarskom zbiru momenata vanjskih sila koje djeluju na odsječeni dio grede:

Poprečna sila Q jednaka je algebarskom zbiru projekcija vanjskih sila koje djeluju na odsječeni dio grede:

Prilikom određivanja znakova poprečnih sila koristite pravilo u smeru kazaljke na satu: posmična sila se smatra pozitivnom ako je "rotacija" vanjskih sila u smjeru kazaljke na satu; negativan - suprotno od kazaljke na satu.

Prilikom određivanja znakova momenata savijanja koristite pravilo "komprimiranih vlakana"(pravilo "BOWL"): moment savijanja se smatra pozitivnim ako su gornja vlakna grede komprimirana ("voda ne izlijeva"); negativan ako su donja vlakna grede stisnuta („voda se izliva“).

Uvjet čvrstoće na savijanje: radni napon mora biti manji ili jednak dozvoljenom naponu, tj.

gdje je W x aksijalni moment otpora (vrijednost koja karakterizira sposobnost konstrukcijskih elemenata da se odupru deformaciji savijanja), mm 3.

Aksijalni moment otpora određuje se formulama:

Za krug

Za prsten

;

Za pravougaonik

Kod direktnog poprečnog savijanja moment savijanja uzrokuje nastanak normalnog naprezanja, a poprečna sila uzrokuje posmično naprezanje, koje se određuje formulom:

gdje je A površina poprečnog presjeka, mm 2.

Proračuni smicanja i kolapsa

Primjer #1

Okrugla šipka rastegnuta silom F = 180 kN utvrđeno na detaljima pomoću provjere pravokutnog presjeka (sl. 1). Iz uvjeta vlačne čvrstoće, smicanja i drobljenja čelika odredite promjer šipke d, potrebna dužina A njegov repni dio, kao i dimenzije poprečnog presjeka čekova t I h ne uzimajući u obzir njegov rad savijanja. Prihvatljivi naponi: [ σ p] = 160 MPa, [ τ cf] = 100 MPa, [ σ cm] = 320 MPa.

Fig.1

Rješenje.

Štap pod silom F je pod napetošću, oslabljeni dio će biti dio štapa koji prolazi kroz klin. Njegova površina se definira kao razlika između površina kruga i pravokutnika, kod kojih je jedna strana jednaka širini čeka. t, a drugi se može uzeti jednak promjeru štapa d.. Ovo područje je prikazano na (sl. 1g).

Prema vlačnoj čvrstoći

odredite područje istezanja zamjenom N=F, imamo:

izjednačavanje (1) dobijamo prvu jednačinu. U dršci šipke pod pritiskom klinova može doći do smicanja preko područja I vjenčanje = 2(a-h)∙ d. Iz stanja čvrstoće na smicanje

odredite područje rezanja drške

dakle 2( a-h)· d= 1800(2) dobijamo drugu jednačinu.

Pod uslovom da je snaga reza štapa i igle jednaka, određujemo površinu reza igle koja se definiše kao A 2sr= 2h∙ t i jednaki A 1sr one. A 2av =A 1sr, pa dobijamo treću jednačinu 2 h∙ t = 1800(3).

Pod silom F provjeriti, vršiti pritisak unutrašnji deoštapa uzrokuje kolaps štapa preko područja A cm = dt .

odredite područje zgnječenja:

Tako dobijamo četiri jednačine za određivanje prečnika štapa d, dužina drške A i dimenzije poprečnog presjeka čekova t I h:

2(a-h)∙ d = 1800(4)

2h∙ t = 1800

d∙ t = 56,25

zamjenjujemo u prvu jednačinu sistema (4) umjesto d∙ t= 56,25, dobijamo:

– 56,25 = 1125 ili = 1125 + 56,25 = 1687,5

odavde one. d= 46,4mm

jer d∙ t=56,25,;t = 12,1 mm .

Iz treće jednačine sistema (4) određujemo h.

2h∙ t = 1800, odavde; h = 74,3 mm .

Iz druge jednačine sistema (4) određujemo A.

2(a-h) ∙ d = 1800

(a-h) = 900, dakle

dakle, A = 93,7 mm.

Primjer #2

Provjerite vučnu snagu na zatezanje, a vijak za smicanje i gnječenje, ako se na vuču primjenjuje sila F = 60 kN, dimenzije su date na (slika 2), pri dozvoljenim naponima: za zatezanje [ σ p] = 120 MPa, za smicanje [ τ cf] = 80 MPa, za drobljenje [ σ cm] = 240 MPa.

Rice. 2

Rješenje.

Ustanovljavamo koje vrste deformacija doživljavaju spojni dijelovi. Pod silom F prečnik čelične šipke d i ušicom sa vanjskim prečnikom D1 i interni D2će doživjeti napetost, područje potiska je krug sa površinom

u ušici oslabljenom rupom D2 može nastati jaz duž područja A 2p =(D1-D2)∙ V. Korištenje uvjeta zatezne čvrstoće

provjerite vlačnu čvrstoću povlačenja; jer N=F, To

one. potisak zadovoljava uslov snage.

Vlačni napon u ušici;

Zagarantovana je čvrstoća ušice.

Prečnik vijka D2 doživljava smicanje u dvije ravnine, od kojih je svaka jednaka površini poprečnog presjeka vijka, tj.

Iz uslova smične čvrstoće:

Unutrašnji dio ušice vrši pritisak na površinu zavrtnja, tako da je cilindrična površina vijka podvrgnuta kolapsu preko površine A cm = D 2 in.

vršimo ispitivanje čvrstoće vijka na slaganje

Primjer #3

Prečnik vijka d = 100mm, radeći u napetosti, nasloni glavu na lim (slika 3). Odredite prečnik glave D i njegovu visinu h ako je zatezni napon u presjeku vijka σ p\u003d 100 N / mm 2, gnječenje na području ležišta glave σ cm\u003d 40N / mm 2 i posmično naprezanje glave τ cf\u003d 50 N / mm 2.

Fig.3

Rješenje.

Počevši od rješavanja problema, potrebno je utvrditi koje vrste deformacija doživljava osovina vijka i njegova glava, da bi se potom koristile odgovarajuće izračunate zavisnosti. Ako se smanji promjer vijka d, onda to može dovesti do pucanja, jer je osovina vijka pod zatezanjem. Površina poprečnog presjeka duž koje može doći do rupture (slika 3, c). Smanjenje visine glave h, ako je čvrstoća glave šipke nedovoljna, to će podrazumijevati rez duž bočne površine cilindra visinom h i prečnik d(Sl. 3a). Područje rezanja I vjenčanje = π· dh.

Ako se prečnik glave smanji D, zatim percepciona sila F, prstenasta nosiva površina glave šipke može biti zgnječena. Područje kolapsa (slika 3b).

Stoga se proračun mora izvršiti prema uvjetima vlačne čvrstoće, smicanja i drobljenja. U ovom slučaju se mora poštovati određeni redosled, tj. započeti proračun određivanjem onih faktora sila ili dimenzija koje ne zavise od drugih utvrđenih veličina. U ovom problemu počinjemo sa definicijom unutrašnje sile Ν , koja je po veličini jednaka sili smicanja Q sila primijenjena na vijak F.

Od uslova zatezne čvrstoće

definisati snagu N, koja je po veličini jednaka sili Q=F.

Force

Iz stanja čvrstoće na smicanje odrediti visinu glave

vijci, jer Q=F, to, , Ali A cf =π dh, Zbog toga .

Prečnik nosive površine glave vijka određujemo iz uslova njegove čvrstoće na drobljenje

odgovor: h = 50mm,D = 187 mm.

Primjer #4

Odredite koju snagu F(sl. 4) potrebno je pričvrstiti proboj na proboj za probijanje čeličnog lima debljine t = 4 mm, veličina V× h= 10×15 ako je smična čvrstoća materijala lima τ pc= 400 MPa. Odredite i tlačni napon u proboju.

Fig.4

Rješenje.

Pod silom F došlo je do razaranja limenog materijala duž četiri površine kada je stvarno naprezanje dostiglo vlačnu čvrstoću τ pc prilikom rezanja. Stoga je potrebno definisati unutrašnje Q i jednaku spoljnu silu F prema poznatim naprezanjima i dimenzijama h , in I t područje deformabilnih presjeka. A ovo područje je površina četiri pravougaonika: dva sa dimenzijama h× t i dva sa veličinama V× t .

dakle, I vjenčanje = 2 ht+ 2 V·t = 2t(h + in) = 2 4 (15+10) = 200 mm 2.

Napon smicanja pri smicanju

ali pošto Q=F;

F=𝜏 pm∙ A Wed= 400 200 = 80000 H = 80 kN;F= 80 kN

Napon kompresije udarcem

Odgovor: F = 80kN; σ kompresovati= 533,3 MPa.

Primjer #5

Drvena greda kvadratnog presjeka, A= 180 mm (slika 5) okačen na dvije horizontalne pravokutne grede i opterećen vlačnom silom F= 40 kN. Za montažu na horizontalne grede izrađuju se dva reza u drvetu prema veličini V = 120 mm. Odredite vlačna, smična i gnječiva naprezanja koja nastaju u opasnim dijelovima grede, ako With = 100 mm.

Fig.5

Rješenje.

Pod silom F u šipki oslabljenoj s obje strane rezovima nastaje vlačni napon σ. U opasnom dijelu, čije dimenzije A r = V∙ a = 120∙ 180 = 21600 mm 2. Normalni napon σ, s obzirom da je unutrašnja sila N u poprečnom presjeku jednaka vanjskoj sili F jednako:

Posmična naprezanja τ sk nastaju u dva opasna odsjeka od pritiska horizontalnih greda na vertikalna greda, pod silom Q=F. Ove lokacije se nalaze u vertikalnoj ravnini, njihove veličine A sk 2∙ sa∙ a =2∙ 100∙ 180=36000 mm 2 .

Izračunavamo posmična naprezanja koja djeluju na ovim mjestima:

Stres od kolapsa σ cm proizilazi iz sile F u dva opasna dijela vertikalne grede na vrhu horizontalnih greda, vršeći pritisak na vertikalnu gredu. Njihova vrijednost je određena A cm =a∙ (a-c) = 180∙ (180-120) =180∙ 60 = 10800 mm 2.

Stres od kolapsa

Primjer #6

Definiraj potrebne dimenzije rezove sa "ravnim zubom". Veza je prikazana na (sl. 6). Poprečni presjek šipki je kvadratni, zatezna sila F = 40 kN. Dozvoljena naprezanja za drvnu materiju: vlačna [ σ p]= 10MPa, za usitnjavanje [ τ sk]= 1MPa, za drobljenje [ σ cm] = 8 MPa.

Fig.6

Rješenje.

Element Mates drvene konstrukcije- rezovi se računaju na čvrstoću iz uslova njihovog rada pri zatezanju, smicanju i drobljenju. Sa dovoljno snage F djelujući na rez s ravnim zubom (slika 6), može doći do lomljenja duž presjeka de I mn , duž ovih presjeka nastaju posmična naprezanja, čija se veličina određuje pod pretpostavkom njihove jednolike distribucije po površini poprečnog presjeka. Površina poprečnog presjeka de ili mn A sk= a ∙ sa.

Uslov snage ima oblik:

a s = 4000 mm 2(1)

U vertikalnom zidu zuba na platformi m e dolazi do kolapsne deformacije. Površina poprečnog presjeka preko koje može doći do kolapsa A cm = in ∙ a.

Iz stanja čvrstoće na drobljenje:

imamo ili u = 5000mm 2 (2)

Na osnovu raznolikosti dijelova A I IN, može doći do njihovog pucanja duž dijela čija je površina .

Uvjeti zatezne čvrstoće su:

Kao rezultat, dobijamo sistem jednačina: 1, 2, 3.

A∙ sa = 4000

V∙ a = 5000

Nakon što smo izvršili transformaciju u trećoj jednačini sistema (4), dobijamo:

A∙ sa = 4000

V∙ a = 5000 (4 ’)

a 2 - a ∙ in = 8000

jednačina (3) sistema (4') poprima oblik a 2 = 8000+a∙ in= 8000+5000 = 13000 odavde A = = 114 mm ;

iz jednačine (2) sistema (4')

iz jednačine (1) sistema (4')

Odgovor: a = 114 mm;u = 44 mm;c = 351 mm.

Primjer #7

Spajanje rogova s ​​pufom vrši se čeonim rezom (slika 7). Odredite potrebne dimenzije x, x 1,y), ako je tlačna sila u podupiraču F= 60 kN, ugao nagiba poklopca α = 30 o, dimenzije poprečnog presjeka šipki h= 20 cm,V = 10 cm. Uzimaju se dozvoljeni naponi: za zatezanje i sabijanje duž vlakana [σ ] = 10 MPa, pri drobljenju preko vlakana [ σ cm ] = 8 MPa, za drobljenje duž vlakana [σ 90 ] = 2,4 MPa i za šišanje duž vlakana [ τ sk ] = 0,8 MPa. Također provjerite čvrstoću splavi za kompresiju i zatezanje u oslabljenom dijelu presjeka na zatezanje.

Fig.7

Rješenje.

Određujemo sile koje djeluju na rezne ravnine. Da bismo to učinili, postavljamo silu F na vertikalnu komponentu F1 i horizontalnu komponentu F2, dobijamo

F 1 =Fgrijeh𝛼 = 60∙ 0,5 = 30 kN.

F 2 =Fcos𝛼 = 60∙ 0,867 = 52,02 kN.

Ove sile su izjednačene reakcijom oslonca R = F1 i zatezne sile pri zatezanju N=F2. Force F1 uzrokuje kolaps puffa duž područja potpore na potpornoj podlozi (okomito na vlakna). Uslovi sklopive čvrstoće:

odakle, jer A cm =x 1∙ V,To

Strukturno je prihvaćeno mnogo više. dubina rezanja y određena iz uslova da je sila F2 uzrokuje kolaps duž vertikalnog potiska i platforme A cm = y ∙ in na mjestu dodira kraja konstrukcijske noge sa pufom. Iz stanja čvrstoće na drobljenje imamo:

jer A cm =at · V , To .

Kraj puffa doživljava smicanje duž vlakana pod djelovanjem iste horizontalne sile. F2. Dužina X puf koji strši izvan zareza, određujemo iz uslova čvrstoće na smicanje:

jer τ sk = 0,8 MPa, . područje usitnjavanja A sk = in ∙ x

dakle, V∙ X = 65000, odakle

Provjerimo tlačnu čvrstoću konstrukcijske noge:

Provjerimo snagu zatezanja u oslabljenom dijelu:

one. snaga je zagarantovana.

Primjer #8

Odredite vlačni napon uzrokovan silom F = 30 kN u oslabljenim, trozakivanim presjecima čeličnih traka, kao i posmičnim naprezanjima i gnječenjem u zakovicama. Dimenzije priključka: širina trake A = 80 mm, debljina lima δ = 6 mm, prečnik zakovice d = 14 mm(Sl. 8).

Fig.8

Rješenje.

Maksimalno vlačno naprezanje javlja se u traci duž presjeka 1-1 (Sl. 8, a) oslabljenom za tri rupe za zakovice. U ovom dijelu djeluje unutrašnja sila N, jednake snage F. Površina poprečnog presjeka prikazana je na (sl. 8, d) i jednaka je A r = a∙𝛿 – 3∙ d∙ 𝛿 = 𝛿∙ (a- 3d).

Stres u opasnom dijelu 1-1:

Srez se poziva djelovanjem dva jednaka unutrašnje sile, usmjerene u suprotnim smjerovima, okomito na os štapa (slika 8, c). Površina reza jedne zakovice jednaka je površini kruga (slika 8, e), površini reza cijelog presjeka, gdje je n- broj zakovica, u ovom slučaju n= 3.

Izračunavamo posmično naprezanje u zakovicama:

Pritisak sa strane rupe u limu prenosi se na šipku zakovice duž bočne površine polucilindra (sl. 8, e), visine jednake debljini lima δ. Radi pojednostavljenja proračuna, umjesto površine polucilindra, projekcija ove površine na dijametralnu ravan (slika 8, f) se konvencionalno uzima kao površina kolapsa, tj. površina pravougaonika efck jednak d𝛿 .

Izračunavamo napon gnječenja u zakovicama:

Dakle σ R = 131,6 MPa,τ sri = 65 MPa,σ cm = 119 MPa.

Primjer #9

Nosač rešetke, koji se sastoji od dva kanala br. 20, spojen je na oblikovani lim (maramu) rešetkaste jedinice zakovicama izračunatog prečnika d= 16mm(Sl. 9). Odredite potreban broj zakovica pri dozvoljenim naprezanjima: [ τ sri ] = 140 MPa;[σ cm ] = 320MPa;[σ R ] = 160MPa. Provjerite snagu štapa.

Fig.9

Rješenje.

Određujemo dimenzije poprečnog presjeka kanala br. 20 prema GOST 8240-89 A= 23,4 cm 2, debljina stijenke kanala δ = 5,2 mm. Iz stanja čvrstoće na smicanje

Gdje Q sri - poprečna sila: sa nekoliko identičnih spojnih dijelova Q cf =f/i ( - broj zakovica; A sastr- površina reza jedne zakovice; [ τ sri ] - dozvoljeno naprezanje smicanja, ovisno o materijalu spojni elementi i uslove rada objekata.

Označite z- broj ravni preseka spoja, površina reza jedne zakovice, zatim iz uslova čvrstoće (1) proizilazi da je dozvoljena sila po zakovici:

Ovdje se uzima z = 2, jer duple zakovice.

Iz stanja čvrstoće na drobljenje

Gdje A cm = d∙ 𝛿 to

𝛿 do – debljina oblikovanog lima (marame). d- prečnik zakovice.

Odredite dozvoljenu silu po zakovici:

Debljina šala 9 mm manja od dvostruke debljine kanala 10.4 mm, zbog čega je uzeta kao izračunata vrijednost.

Potreban broj zakovica određuje se iz uslova čvrstoće na drobljenje, budući da .

Označite n je onda broj zakovica prihvatiti n=12.

Provjerite vlačnu čvrstoću šipke. Opasni dio će biti dio 1-1, jer u ovom dijelu najveća snaga F, a površine u svim oslabljenim dijelovima su iste, tj. , Gdje A = 23,4 cm 2 Površina poprečnog presjeka jednog kanala br. 20 (GOST 8240-89).

Stoga je osigurana čvrstoća kanala.

Primjer #10

Gear A spojena na osovinu IN paralelni ključ (slika 10). Od zupčanika se prenosi na osovinu promjera d =40 mm momenat M = 200 Nm. Odredite dužinu ℓ ključ, uzimajući u obzir da su dozvoljeni naponi materijala ključa jednaki: po smicanju [ τ sri ] = 80 MPa, a za drobljenje [ σ cm ] = 140MPa(dimenzije na slici su naznačene u mm).

Fig.10

Rješenje.

Odredite napor F djelujući na ključ sa strane spojenih dijelova. Trenutak koji se prenosi na osovinu je , gdje d- prečnik osovine. Gdje . Pretpostavlja se da napor F ravnomerno raspoređeni po ključnoj oblasti, gde ℓ - dužina ključa, h- njegovu visinu.

Dužina ključa potrebna da bi se osigurala njegova čvrstoća može se pronaći iz uvjeta čvrstoće na smicanje

i uslove čvrstoće na drobljenje

Dužinu ključa nalazimo iz uslova posmične čvrstoće, budući da se rez nastaje po površini I vjenčanje = u ℓ, To ;

Iz uslova čvrstoće (2) za drobljenje imamo:

Da bi se osigurala čvrstoća veze, dužina ključa se mora uzeti jednakom većoj vrijednosti od dva dobivena, tj. ℓ= 18mm.

Primjer #11

Viljuškasta radilica je postavljena na osovinu cilindričnim klinom (slika 11) i opterećena silom F=2,5 kN. Provjerite čvrstoću spoja igle na smicanje i gnječenje, ako [ τ sri ] = 60 MPa i [ σ cm ] = 100MPa.

Fig.11

Rješenje.

Prvo morate odrediti veličinu sile F1 prenosi se na pin na silu F primijenjen na kurblu. Očigledno je da M=F∙ h jednak je trenutku.

provjerite čvrstoću igle za smicanje pod djelovanjem sile F1. U uzdužnom presjeku osovinice dolazi do posmičnog naprezanja čija je vrijednost određena formulom , gdje je I vjenčanje = d∙ ℓ

Cilindrična površina klina pod silom F1 podložan je kolapsu. Kontaktna površina kroz koju se prenosi sila F1, predstavlja četvrtinu površine polucilindra, budući da se površina projekcije dodirne površine na dijametralnu ravan uzima kao tonažna površina kolapsa, tj. dℓ, To A cm = 0,5∙ d∙ ℓ.

Dakle, čvrstoća pin veze je osigurana.

Primjer #12

Izračunajte broj zakovica sa prečnikom d\u003d 4 mm, potrebno za spajanje dva lista sa dva preklopa (vidi sliku 12). Materijal za limove i zakovice je duralumin, za koji Rbs = 110 MPa, Rb R = 310 MPa. Force F\u003d 35 kN, koeficijent radnih uvjeta veze γ b \u003d 0,9; debljina limova i preklopa t= 2 mm.

Fig.12

Rješenje.

Korištenje formula

izračunajte potreban broj zakovica:

iz stanja čvrstoće na smicanje

iz stanja čvrstoće na drobljenje

Iz dobivenih rezultata može se vidjeti da je u ovom slučaju presudno bio uvjet čvrstoće na drobljenje. Dakle, treba uzeti 16 zakovica.

Primjer #13

Izračunajte pričvršćivanje šipke na čvorni umetak (vidi sliku 13) vijcima promjera d\u003d 2 cm. Štap, čiji su poprečni presjek dva identična jednakostranična ugla, rasteže se silom F= 300 kN.

Materijal utora i vijaka je čelik, za koji su projektni otpori jednaki: na zatezanje Rbt = 200 MPa , cut Rbs = 160 MPa, za kolaps Rb R \u003d 400 MPa, koeficijent radnih uslova veze γ b = 0,75. Istovremeno izračunajte i dodijelite debljinu lima sa umetkom.

Fig.13

Rješenje.

Prije svega, potrebno je utvrditi broj jednakokračnih uglova koji čine štap, određujući potrebnu površinu poprečnog presjeka A nec od stanja zatezne čvrstoće

S obzirom na predstojeće slabljenje šipke rupama za vijke, treba je dodati na površinu poprečnog presjeka A nec 15%. Tako dobijena površina poprečnog presjeka A\u003d 1,15 ∙ 20 \u003d 23 cm 2 odgovara prema GOST 8508-86 (vidi Dodatak) simetričnom presjeku dva jednakokračna ugla dimenzija 75 × 75 × 8 mm.

Izračunavamo rez. Koristeći formulu, nalazimo potreban broj vijaka

Nakon što smo se smjestili na ovaj broj vijaka, određujemo debljinu δ nodalnog umetka koristeći uvjet čvrstoće na drobljenje

Upute

1. Vezivanje linije za postavljanje vijaka (zakovica) u jedan red nalazi se iz uslova: m =b/ 2 + 5 mm.

U našem primjeru (slika 13)

m= 75/2 + 5 = 42,5 mm.

2. Minimalna udaljenost između centara susjednih vijaka uzima se jednaka l= 3d. U problemu koji se razmatra imamo

l= 3∙20 = 60 mm .

3. Udaljenost od krajnjih vijaka do granice spoja l / uzeto jednako 0,7 l. U našem primjeru l /= 0,7l= 0,7∙ 60 = 42 mm .

4. Ako je ispunjen uslov b ≥12 cm, vijci (zakovice) se postavljaju u dva reda u šahovnici (Sl. 14).

Fig.14

Primjer #14

Definiraj potreban iznos zakovice prečnika 20 mm za preklapanje dva lista debljine 8 mm i 10 mm (slika 15). Force F, vlačna veza je jednaka 200 kN. Dozvoljena naprezanja: za smicanje [τ] = 140 MPa, za gnječenje [ s c] = 320 MPa.

Dozvoljena naprezanja - 80 ... 120 MPa.

Ovalizacija prsta

Ovalizacija prsta nastaje pri dejstvu vertikalnih sila (sl. 7.1, V) deformacija se javlja sa povećanjem prečnika u poprečnom preseku. Maksimalni koraci prečnika prsta u srednjem delu:

, (7.4)

gdje je koeficijent dobiven eksperimentom,

TO=1,5…15( -0,4) 3 ;

– modul elastičnosti čelika za prste, MPa.

Obično \u003d 0,02 ... 0,05 mm - ova deformacija ne bi trebala prelaziti polovicu dijametralnog razmaka između klina i šiljaka ili rupe na glavi klipnjače.

Naponi koji nastaju tokom ovalizacije (vidi sliku 7.1) u tačkama 1 I 3 vanjski i 2 I 4 unutrašnja vlakna mogu se odrediti formulama:

Za vanjsku površinu prsta

. (7.5)

Za unutrašnja površina prst

, (7.6)

Gdje h- debljina zida prsta, r = (d n + d u 4; f 1 i f 2 - bezdimenzionalne funkcije ovisno o kutnom položaju izračunatog presjeka j, drago.

f 1=0.5cos j+0,3185sin j-0,3185j cos j;

f 2 =f 1 - 0,406.

Najprometnija tačka 4 . Važeće vrijednosti
s Sv. = 110...140 MPa. Obično razmaci za montažu između plivajućeg klina i čahure klipnjače 0,01 ... 0,03 mm, a u nastavcima klipa od lijevanog željeza 0,02 ... 0,04 mm. Sa plutajućim prstom, razmak između prsta i glave za topli motor ne bi trebao biti veći od

D = D¢+( a stavka D t pp - a b D t b) d pon, (7.7)

Gdje a pp i a b – koeficijenti linearne ekspanzije materijala klina i ivice, 1/K;

Dt pp i Dt b - povećanje temperature prsta i bosa.

Klipni prstenovi

Kompresijski prstenovi (slika 7.2) su glavni element zaptivanja unutarcilindričnog prostora. Instaliran sa dovoljno velikim radijalnim i aksijalnim zazorom. Dobro zatvarajući plinski prostor iznad klipa, oni, imaju učinak pumpanja, ne ograničavaju protok ulja u cilindar. Za to se koriste prstenovi za struganje ulja (sl. 7.3).

Uglavnom se koristi:

1. Prstenovi pravokutnog presjeka. Jednostavni su za proizvodnju, imaju veliku površinu kontakta sa stijenkom cilindra, što omogućava dobro odvođenje topline s glave klipa, ali ne djeluju dobro na površinu cilindra.

2. Prstenovi sa konusnom radnom površinom dobro se uhodavaju, nakon čega dobijaju kvalitete prstenova pravokutnog presjeka. Međutim, proizvodnja takvih prstenova je teška.

3. Uvrtanje prstenova (torzija). U radnom položaju, takav prsten je uvijen i njegov radna površina kontakti sa ogledalom sa uskim rubom, kao kod konusnih, što osigurava uhodavanje.

4. Prstenovi za struganje ulja osiguravaju očuvanje uljnog filma između prstena i cilindra debljine 0,008 ... 0,012 mm u svim režimima. Da bi se spriječilo plutanje na uljnom filmu, mora osigurati veliki radijalni pritisak (slika 7.3).

razlikovati:

a) Prstenovi od livenog gvožđa sa upletenim opružnim ekspanderom. Da bi se povećala izdržljivost, radni pojasevi prstenova su presvučeni slojem poroznog hroma.

b) Čelični i prefabrikovani hromirani prstenovi za struganje ulja. Tokom rada, prsten gubi svoju elastičnost neravnomjerno po obodu, posebno na spoju brave kada se zagrije. Kao rezultat toga, prstenovi su zarobljeni tokom proizvodnje, što daje neujednačen dijagram pritiska. Veliki pritisci dobijen na području dvorca u obliku kruškolikog dijagrama 1 i suza 2 (Slika 7.4, A).

U ovom dizajnu koriste se tri priključka za prste: klackalica ručke i spoj malog klipa sa ručkom. I u prvom i u drugom slučaju postoje dvije ravni preseka, što direktno utiče na čvrstoću konstrukcije. Uobičajeno je da se za šišanje i drobljenje oslanjaju na zglobove prstiju:

Dozvoljeno naprezanje prstiju po smicanju,

;

- dozvoljeni stres pri lomljenju prstiju,

;

gdje je F opterećenje koje djeluje na pin spoj;

Z je ukupan broj prstiju u vezi;

δ – debljina lima, mm;

dov – prečnik rupe, mm;

K je broj reznih ravnina.

Rezanje prstiju za St0, St2 - 1400 kgf / cm2; za St3 - 1400 kgf / cm2.

Drobljenje prsta za St0, St2 - 2800 kgf/cm2, za St3 - 3200 kgf/cm2.

Proračun prsta na tijelu:

mm;

mm.

Proračun prsta na klipu:

mm;

mm.

Prihvatam prst sa potisnom glavom zajedno sa d = 3 mm; D=5,4 mm; L=12mm.

Najpopularnije:

Tehnološki proces rada područne stanice
Stanice su najvažnije linearne proizvodno-privredne organizacije u kojima se ostvaruje direktna komunikacija željeznica sa naseljima, industrijskim preduzećima i agroindustrijskim kompleksima. Željeznička mreža ZND i baltičkih država ima b...

Automobilski rashladni transport
Nanošenje hladno za očuvanje prehrambeni proizvodi poznato dugo vremena. Za to su korišteni prvo led i snijeg, a zatim mješavine leda i soli, što je omogućilo postizanje temperature ispod 0°C. Transportni hladnjaci su namijenjeni za transport ohlađenih i smrznutih namirnica...

Analiza vanjskog okruženja transportne industrije Habarovskog teritorija
Saobraćaj je jedan od ekonomskih podsistema Nacionalna ekonomija. Služi kao materijalna osnova za proizvodne odnose između pojedinih zemalja i regiona sveta za razmenu dobara, deluje kao faktor koji organizuje svetski ekonomski prostor i obezbeđuje dalje...

Napon smicanja prsta u poprečnom presjeku I- I, pirinač. 1, τ s, MPa:

Prilikom određivanja dopuštenih naprezanja [ τ c ] prema formuli (6) za materijal prstiju prema tabeli. 1:

Koeficijent Kτ p se određuje prema tabeli 3 u zavisnosti od prečnika prsta d;

- koeficijent Kτ n se određuje prema tabeli 4, pod pretpostavkom da je površina prsta polirana;

Koeficijent Kτ To = 1 je prihvaćeno za dizajn prsta bez kragne ili žljebova u opasnom dijelu;

Koeficijent Kτ at utvrđeno prema tabeli. 6, općenito se preporučuje korištenje površinskog očvršćavanja.

Ako uvjet čvrstoće prema formuli (8) nije ispunjen, treba odabrati bolju vrstu čelika ili povećati promjer klina. d.

Rice. 4. Dijelovi sa tipičnim koncentratorima naprezanja: A- prijelaz sa manje veličine b na više l, mate radijus r 1 ; b - prečnik poprečne rupe d 1

Rice. 5. Šema proračuna igle šarke: A- dijagram sila rezanja; b - dijagram momenta savijanja

5.2. Proračun prsta za savijanje

Uzimajući u obzir nesigurnost uslova za štipanje prsta u obrazima i utjecaj otklona prsta i deformacija obraza na raspodjelu specifičnog opterećenja, pojednostavljena projektna shema grede na dva nosača opterećena sa dva usvojene su koncentrisane sile, sl. 5. Maksimalna naprezanja savijanja razvijaju se u srednjem rasponu grede. voltaža savijanje prstiju, σ i MPa, u sekciji 4-4 , pirinač. 5:

σ i = M/W≤[σ i ], (9)

Gdje M– moment savijanja u opasnom presjeku, N∙mm:

M = 0,125F max( l+ 2δ );

W – aksijalni moment otpora, mm 3:

W = πd 3  / 32  0.1 d  3 ,

l- dužina trljajućeg dijela prsta, određena u zavisnosti od omjera l/d navedeno u aplikaciji. i prečnik prsta d, mm, pronađeno u klauzuli 4.1; δ - debljina zida ušice, određena u tački 6.1;

[σ i ] - dozvoljena naprezanja pri savijanju prema oblicima. (6).

U proračunu prema formulama (6) i (9):

- Kσ k - koeficijent se utvrđuje prema tabeli. 5, uzimajući u obzir koncentrator naprezanja - poprečni otvor za dovod maziva, sl. 1;

Odds Kσ p , Kσ n i TO y se dodjeljuje slično kao i proračun prsta prema tački 5.1.

Ako uvjet čvrstoće prema formuli (9) nije ispunjen, treba povećati promjer klina d.

konačna vrijednost d, pričvršćena na crtežu, zaokružuje se na najbližu višu standardnu ​​vrijednost iz niza normalnih linearnih dimenzija u skladu sa GOST 6636-69.