Zadanie Cams Sunova

TU KOŠICE , STROJNÍCKA FAKULTA KKDaL – ODDELENIE KONŠTRUOVANIA A ČASTÍ STROJOV

ČASTI A MECHANIZMY STROJOV PROGRAM Č.1 (Kútový zvar, skrutkový spoj)

VÝKRESOVÁ DOKUMENTÁCIA

Šk.r: Ročník/odbor:

2007/2008 2.Bc-ex./PPSV

Meno: Dátum:

Anna Šúňová 12.3.2008

Zadanie: 1. Nadimenzujte potrebnú dĺžku kútových zvarov zváranej konzoly. Konzola je zaťažená vertikálnou silou F=30 kN. Pôsobisko sily, charakteristický rozmer zvaru, rozmerové parametre a tvar konzoly voľte. 2. Navrhnite montáž konzoly k zvislému rámu pomocou štyroch skrutiek. Vypočítajte potrebnú veľkosť závitu skrutiek a minimálnu dĺžku skrutkového spoja. 3. Vyhotovte výkresovú dokumentáciu zvarku a zváranej konzoly v dvoch pohľadoch (spredu a zhora).

Riešenie: 1. Na zvárané časti konštrukcie sa odporúča používať materiál so zvariteľnosťou zaručenou alebo zaručenou podmienečne. Výpočtová norma platí pre konštrukcie z ocelí nelegovaných s medzou pevnosti v ťahu Rm = 350 ~ 520 MPa , pre prevádzkové teploty − 20 ~ +150°C . Podľa strojníckych tabuliek volím materiál STN ISO 11 523.1 Tvar konzoly navrhujem (náčrt):

c

c

F

ℓ c

b Minimálna prípustná hrúbka kútového zvaru a sa volí z technologických dôvodov v závislosti na najvyššej hrúbke zvarovaných súčastí c podľa tabuľky. Volím tieto hodnoty:

ℓ = 150mm a = 8mm b = 50mm c = 20mm F = 30kN = 30000 N

-2-

Dĺžku zvaru určím zo vzťahu:

ℓ ZV = ℓ − 2.a ℓ ZV = 150 − 2.8 ℓ ZV = 150 − 16 ℓ ZV = 134mm Pri bočných kútových zvaroch môžu vznikať lokálne plastické deformácie a preto sa ich dĺžka obmedzuje takto:

ℓ ZV min = 4.t ⇒ 4.14,3 = 57,2mm ℓ ZV max = 50.t ⇒ 50.14,3 = 715mm ℓ min < ℓ = 134mm < ℓ max Nosný prierez zvarového spoja určím zo vzťahu:

S ZV = 2.a.ℓ ZV S ZV = 2.8.134 S ZV = 2144mm 2 Zaťaženie rovnobežné s prevedením zvaru vypočítam pomocou vzťahov:

τ II =

τ⊥

Mo

F 30000 = = 7 MPa 2.S ZV 2.2144 30000 30000 M F .b = o = = = = 31,3MPa 1 47882 , 66 Wo 2. 1 a.ℓ 2 2 2. .8.134 ZV 6 6

Pevnostná kontrola pri statickom zaťažení kútového zvaru. Výsledné napätie v priereze zvaru musí splniť podmienku: τ σ RED =  ⊥  ατ  ⊥ R σ DOV = β . e k σ RED ≤ σ DOV

2

  τ II  +   ατ   II

   

2

Pri návrhu zvarového spoja sa dovolené napätie zvarového spoja určuje z medze sklzu v ťahu základného materiálu. Pre materiál 11 523 je Re=260-290Mpa. Pevnostné činitele: ατ ⊥ = 0,75 ατ II = 0,65 ;

-3-

Súčiniteľ β hrúbky kútového zvaru je pre:

β = 1,3 − 0,03.t β =1

t < 10mm t ≥ 10mm

Súčiniteľ bezpečnosti k volím k =1,5. 2

  τ II  +   ατ   II

   

2

σ RED

τ =  ⊥  ατ  ⊥

σ RED

 31,3   7  =   +  =  0,75   0,65 

2

2

(10,77 )2 + (41,73)2

= 116 + 1741,7 = 1857,7 = 43,1MPa

Re 260 1. = 173,3MPa k 1,5 ≤ σ DOV ⇒ 43,1MPa ≤ 173,3MPa

σ DOV = β . σ RED

Záver: Zvar vyhovuje, pretože podmienka pre výsledné napätie v priereze zvaru bola splnená. 2. Montáž konzoly k rámu navrhujem podľa výkresovej dokumentácie. Sila pôsobiaca na skrutkový spoj F = 30kN. c

cc

F

ℓ c

b

Trecí odpor (sila) Ft , potrebná pre bezpečný prenos zaťažujúcej sily F sa vyvodí utiahnutím skrutky na požadované predpätie Fo . Trecia sila Ft = Fo . f v stykovej ploche musí byť väčšia ako je zaťažujúca sila F . Ft = Fo . f = k .F , pri použití počtu skrutiek i = 4 to bude Fo . f =

-4-

k .F k .F ⇒ Fo = ; 4 4. f

k – bezpečnosť proti posunutiu k = 1,2 až 1,5, ja volím k = 1,2 f – súčiniteľ trenia (pre oceľ f =0,1 až 0,15), ja volím f = 0,1 Skrutky sú namáhané len osovou silou od predpätia Fo , takže sa dimenzujú z ťahového namáhania: S=

Fo

σT

DOV

Z tabuliek určím Re = 210 MPa a dosadím:

σT

DOV

π .d 4

2 3

=

=

Re 210 = = 175MPa n 1,2

k .F 4. f

σD

t

⇒ d3 =

k .F 1,2.30000 36000 = = = 25,6mm π . f .σ Dt 3,14.0,1.175 3,14.0,1.175

Záver: Na základe STN ISO 262 volím priemer závitu M30 a na základe STN EN ISO 4014 volím minimálnu dĺžku skrutkového spoja ℓ = 70mm ⇒ M 30 x 70 .

-5-