KONSTRUISAWE Ve‘ba 3 - U‘etwa~a
Tekst zadatka: To~ak za u‘e optere}en silom Fmax = 8000N ( 8500 N, 9000 N, 9500 N, 10000 N ) postavqen je na osovinicu od Č. 0460 ( Č. 0545, Č. 0645, Č. 1330, Č. 1530, Č. 1730 ) koja se oslawa na plo~e od Č. 0370 ( Č. 0270 ) koje su zavarene za nose}u konsrukciju. Mere u‘etwa~e date su na slede}oj slici:
Slika 1. To~ak za u‘e
Odrediti: 1. Pre~nik osovinice. 2. Proveriti povr{inski pritisak izme|u osovinice i plo~a ako je do = 0,75 ⋅ d ; ( 0,8 ⋅ d ;0,85 ⋅ d ;0,9 ⋅ d ;0,95 ⋅ d ) . Stepen sigurnosti zavarenog spoja za normalni kvalitet 3. zavarivawa. 4. Propisati nalegawe izme|u osovinice i le‘ajne ~aure ako je podmazivawe ma{}u i nalegawe le‘ajne ~aure i to~ka. Pre~nik i vrstu ~eli~nog u‘eta. 5. Nakon izvr{enog prora~una izmodelirati sklop na gorwoj slici. prof. Boban Mari}
strana 1
KONSTRUISAWE Ve‘ba 3 - U‘etwa~a
1. Redukovawem sila na te‘i{tu osovinice dobija se rezultanta sila
FR = F 2 + F 2 = F ⋅ 2 = 1,41⋅ F ≈ 11300N Zbog simetri~nog optere}ewa otpori oslonaca su jednaki i iznose: Fr = FR 2 = 5650N Moment savijawa najve}i je na sredini osovinice i iznosi:
M = Fr ⋅ ( 8 + 40 ) = 48 ⋅ Fr = 48 ⋅ 5650 = 271200Nmm Za jednosmerno promenqivo optere}ewe dozvoqeni napon savijawa za Č. 0460 iznosi:
σd =
σ D( 0 ) S
=
300 = 100 N mm 2 3
σ D(0) = 300 ÷ 350 N mm 2 ;(Tabela 1. 2). S = 3 ÷ 4 ; stepen sigurnosti u zavisnosti od vrste optere}ewa. Pre~nik osovinice:
d=
3
32 ⋅ M 3 32 ⋅ 271200 = = 30,229mm π ⋅σd π ⋅ 100
Usvaja se prvi ve}i standardni pre~nik d = 32mm ;(Tabela 2). 2. Pre~nik osovinice na dodiru sa plo~ama:
do = 0,75 ⋅ d = 24mm Usvaja se prvi ve}i standardni pre~nik do = 25mm ; (Tabela 2).
prof. Boban Mari}
strana 2
KONSTRUISAWE Ve‘ba 3 - U‘etwa~a
Tabela 1. 2. Podaci o mehani~kim karakteristikama odabranih ma{inskih materijala prof. Boban Mari}
strana 3
KONSTRUISAWE Ve‘ba 3 - U‘etwa~a
Tabela 2. Mere standardnih osovinica ( izvodi iz JUS M.C3.020, 021, 022, 040 i 060 ) mere u mm
Povr{inski pritisak izme|u osovinice i plo~a:
p=
Fr 5650 = = 14,125 N mm 2 do ⋅ l 25 ⋅ 16
Dozvoqeni povr{inski pritisak izme|u delova koji miruju:
pd =
1,3 ⋅ ReH 1,3 ⋅ 230 = ≈ 120 N mm 2 S 2,5
ReH = 230 N mm 2 - napon na granici te~ewa za Č. 0370 kao slabiji materijal (Tabela 1. 1). Povr{inski pritisak zadovoqava jer je p < pd .
prof. Boban Mari}
strana 4
KONSTRUISAWE Veâ&#x20AC;&#x2DC;ba 3 - Uâ&#x20AC;&#x2DC;etwa~a
Tabela 1. 1. Podaci o mehani~kim karakteristikama odabranih ma{inskih materijala prof. Boban Mari}
strana 5
KONSTRUISAWE Ve‘ba 3 - U‘etwa~a
3. Redukovawem aktivnih sila F na te‘i{te osovinice uo~avamo da je zavareni spoj izlo‘en savujawu od:
M = F ⋅ l = 8000 ⋅ 140 = 1120000Nmm i zatezawu od sile F = 8000N . Napon savijawa:
σs = gde je:
Wz
M 1120000 = = 15,8 N mm 2 2 ⋅ Wz 2 ⋅ 35350
(b + 2 ⋅ a) ⋅ (h + 2 ⋅ a) =
2
6
(16 + 2 ⋅ 4 ) ⋅ (140 + 2 ⋅ 4 ) = iz (Tabela 3).
6
2
− b ⋅ h2
=
− 16 ⋅ 1402
≈ 35350mm 3
Napon zatezawa:
F F = = Az 2 ⋅ ⎡⎣( b + 2 ⋅ a ) ⋅ ( h + 2 ⋅ a ) − b ⋅ h ⎤⎦ 8000 = ≈ 3 N mm 2 2 ⋅ ⎡⎣(16 + 2 ⋅ 4 ) ⋅ (140 + 2 ⋅ 4 ) − 16 ⋅ 140 ⎤⎦
σz =
Az iz (Tabela 3). Uporedni napon σ i predstavqa zbir ovih napona predhodno korigovanih vrednostima faktora uticaja oblika {ava i vrste naprezawa ξ1 na dinami~ku izdr‘qivost za ravan ugaoni T zavareni spoj (Tabela 4).
ξ1z = 0,35 i ξ1s = 0,57
prof. Boban Mari}
strana 6
KONSTRUISAWE Ve‘ba 3 - U‘etwa~a
Tabela 3. Nominalni naponi u zavarenom spoju
prof. Boban Mari}
strana 7
KONSTRUISAWE Ve‘ba 3 - U‘etwa~a
Tabela 4. Vrednosti faktora oblika {ava i spoja ξ1
A kako je za Č. 0370 ; (Tabela 1):
σ DZ (0 ) = 220 ÷ 250 N mm 2 ; usvajam σ DZ (0) = 250 N mm 2 σ DS(0 ) = 260 ÷ 310 N mm 2 ; usvajam σ DS( 0 ) = 310 N mm 2 sledi:
σi =
σ s σ z σ DS(0 ) 15,8 3 310 + ⋅ = + ⋅ = ξ1s ξ1z σ DZ (0 ) 0,57 0,35 250
= 27,72 + 10,63 = 38,35 N mm 2
prof. Boban Mari}
strana 8
KONSTRUISAWE Ve‘ba 3 - U‘etwa~a
Stepen sigurnosti zavarenog spoja uzimaju}i u obzir umawewe ~vrsto}e za ξ2 = 0,5 pri normalnom zavarivawu iznosi:
S=
ξ2 ⋅ σ DS(0) σi
=
0,5 ⋅ 310 ≈4 38,35
4. S obzirom da je podmazivawe ma{}u, nalegawe osovinice i le‘ajne ~aure treba da je sa ve}im zazorom pa se mogu preporu~iti nalegawa H 7 / c 8 ili H 7 / b8 ; (Tabela 5).
Tabela 5. Sredwi relativni zazor ψ u le‘i{tu
Nalegawe izme|u le‘ajne ~aure i glav~ine to~ka treba da je ~vrsto sa malim do umerenim preklopom, te se preporu~uju nalegawa H 8 / r 7 , H 9 / t 9 ili H 8 / s 8 iz prvog stepena prioriteta. 5. Povr{ina popre~nog preseka ‘ica u‘eta:
A=
k ⋅ Fmax
σd
=
1,3 ⋅ 8000 = 45,4mm 2 229
Usvaja se u‘e za dizalice:
12,5 x 6 x 19 – 1600 S/Z JUS C. H1. 071 pocinkovano, sa povr{inom preseka ‘ica A = 57,3mm 2 , (Tabela 6).
prof. Boban Mari}
strana 9
KONSTRUISAWE Ve‘ba 3 - U‘etwa~a
Tabela 6. ^eli~na u‘ad za dizalice, liftove i ‘i~are
gde je:
Fmax = 8000N - najve}a sila u u‘etu; k = 1,2 ÷ 1,4 - koeficijent pomo}u koga uzimamo u obzir savijawe u‘eta i centrifugalnu silu; R 1600 σd = m = ≈ 229 N mm 2 - dozvoqeni napon u ‘icama S 7 u‘eta; Rm = 1600 N mm 2 - zatezna ~vrsto}a ‘ica u‘eta; S = 7 - stepen sigurnosti u‘adi za dizalice.
Slika 2. Oblici u‘etwa~a i mere venaca prof. Boban Mari}
strana 10