Post on 07-Apr-2015
ELEMENTI KONSTRUKCIJA
PRORAČUN
STEZNOG I ZAVARENOG
SPOJA
Marko Smolec
MEH-ROB 2
0035178940
2403.13
155
951
3
122
max
ev
pv
v
F
RS
D
D
p
1. DIMENZIONIRANJE DOSJEDA STEZNOG SPOJA
1.1 Ravnoteža u steznom spoju
FTA≥A⋅p⋅v=FA⋅SFTA≥4000⋅1,5FTA≥6000
[N]
1.2 Minimalni pritisak u spoju
pmin=F A⋅SA⋅v
=4000⋅1,595π⋅135⋅0 .1
pmin=1. 49 [N/mm2]
1.3 Maksimalno dopušteni pritisak u spoju
- za glavinu
pmax=66 .55 [N/mm2]
- za čahuru
pmax=
1−( DuDF )2
√3⋅Spu⋅Reu=
1−(7595 )
2
√3⋅1 . 2⋅140
pmax=25.38 [N/mm2]
- u daljnjem proračunu uzimamo u obzir manji dopušteni pritisak u steznom spojupmaxu=25 .38
[N/mm2]
List 1
1.4 Relativna karakteristika maksimalne prisnosti
K=EvEu [ 1+( DuDF )
2
1−( DuDF )2−μu ]+ 1+(DFDv )
2
1−(DFD v )2−μv=
=21000090000 [ 1+(75
95 )2
1−(7595 )
2−0 ,35]+ 1+(95
155 )2
1−(95155 )
2−0,3
K=11.73
ξmax=Kpmaxu
Ev=11.73
25 .38210000
ξmax=1 ,417⋅10−3
1.5 Maksimalno dopušteni preklop
Pst max=0 .134 [mm]
Pst max=134 [μm]
1.6 Relativna karakteristika minimalne prisnosti
ξmin=Kpmin
Ev=11. 73
1 .49210000
ξmin=8 .317⋅10−5
1.7 Minimalni preklop
Pst min=ξmin⋅DF=8 .317⋅10−5⋅95
Pst min=0 ,0079 [mm]
Pst min=7 . 9 [μm]
1.8 Izbor dosjeda
List 2
φ120H 8/ s8Psmax ( ISO )=125
[μm] Psmax ( ISO )≤P stmax 125≤134
Psmin ( ISO )=psmax( ISO )−T d=125−108
Psmin ( ISO )=17 [μm]
Psmin ( ISO )¿Pstmin ¿ 17¿7¿
1.9 Minimalni potrebni preklop
Psmin=P stmin+0 .8 (R zv+R zu )=7. 9+0. 8 (6 .3+6 .3 )Psmin=17
[μm]Psmin≤P smin( ISO) 17≤17
1.10 Odabrane tolerancije glavine i čahure
1.11 Deformacija unutarnjeg promjera čahure Ф75H11
1.11.1 Minimalna deformacija Du
Pmin ( ISO )=[Psmin( ISO)−0 . 8 (Rzv+Rzu )]⋅Ev
K⋅DF=
[0 . 017−0. 8 (6 . 3+6 .3 ) ]⋅21000011. 73⋅95
Pmin ( ISO )=1. 304 [N/mm2]
2δmin=2 Pmin ( ISO )
Du
Eu[1−( DuDF )2]⋅103=2⋅1 . 304
75
90000[1−(7595 )
2 ]⋅103
2δmin=5 .767 [μm]
1.11.2 Maksimalna deformacija Du
Pmax ( ISO )=[Psmax( ISO )−0,8 (Rzv+Rzu )]⋅Ev
K⋅DF=
[0 . 125−0 .8 (0 .0063+0 .0063 ) ]⋅21000011. 73⋅95
Pmax ( ISO )=21. 656 [N/mm2]
2δmax=2Pmax( ISO)
Du
Eu [1−( DuDF )2 ]⋅103=2⋅21 .656
75
90000 [1−(7595 )
2]⋅103
2δmax=95 .776 [μm]
List 3
Dijagram tolerancije i deformacije
Ei≥2δmax
Ei≥0 . 095778 [mm]
E s≤T p' +2δmin
E s≤0. 225 [mm]
List 4
2. KONTROLA NAPREZANJA U ZAVARU
2.1 Istosmjerno promjenljivo opterećenje silom F
F=ϕ⋅Fα=1.2⋅32000F=38400 [N]
2.1.1 Horizontalna sila
Fh=F⋅cos α=38400⋅cos 20∘
Fh=36084 .19 [N]
2.1.2 Vertikalna sila
Fv=F⋅sinα=38400⋅sin 20∘
Fv=13133. 57 [N]
Savijanje (FH i FA)Vlak (FV)Smik (FH i FA)
2.2 Momenti savijanja
M f 1=F A⋅(h1−δ1 )=4000⋅( 425−20 )M f 1=1620000 [Nmm]M f 2=FH⋅( h1−δ1 )=36084⋅( 425−20 )M f 2=14614096 . 95 [Nmm]
2.3 Naprezanja zavara u presjeku B-B
2.3.1 Savojno naprezanje zavara oko osi x
e1=b+2a1
2=b
2+a1=
1052
+5
e1=57 ,5 [mm]
List 5
I zavx=(c+2a1 )(b+2a1)
3
12− c⋅b
3
12=
(315+2⋅5 )(105+2⋅5)3
12−315⋅1053
12
I zavx=10802708 . 33 [mm4]
W zavx=I zavxe1
=1080270857 . 5
W zavx=187873 .18 [mm3]
σ fzav 1=M f 1
W zavx
=1620000187873
σ fzav 1=8. 622 [N/mm2]
2.3.2 Savojno naprezanje zavara oko osi y
e2=c+2a1
2= c
2+a1=
3152
+5
e2=162.5 [mm]
I zavy=(b+2a1 )(c+2a1 )
3
12−b⋅c
3
12=
(105+2⋅5 )(315+2⋅5 )3
12−105⋅3153
12
I zavy=55488958 . 33 [mm4]
W zavy=I zavye2
=55488958162 .5
W zavy=341470 .51 [mm3]
σ fzav 2=M f 2
W zavy
=14614020341471
σ fzav 2=42 .797 [N/mm2]
2.3.3 Vlačno naprezanje zavara
A zav=(c+2a1)( b+2a1 )−c⋅b=(315+2⋅5 )(105+2⋅5 )−315⋅105A zav=4300 [mm2]
σ zav=FvA zav
=131344300
σ zav=3 . 054 [N/mm2]
2.3.4 Smično naprezanje zavara
2.3.4.1 Radi horizontalne komponente sile F
A IIzav 1=2⋅(c+2a1 )⋅a1=2⋅(315+2⋅5 )⋅5A IIzav 1=3250 [mm2]
τ IIzav 1=FHA IIzav 1
=360843250
τ IIzav 1=11.102 [N/mm2]
2.3.4.2 Radi aksijalne sile na ležaj FA
A IIzav 2=2⋅(b+2a1 )⋅a1=2⋅(105+2⋅5 )⋅5A IIzav 2=1150 [mm2]
τ IIzav 2=F AA IIzav 2
=40001150
τ IIzav 2=3 .478 [N/mm2]
List 6
2.4 Ukupna normalna naprezanja
2.4.1 Naprezanja u točki A
σ zavA=σ zav+σ fzav 1+σ fzav 2=3 . 054+8 .622+42. 797σ zavA=54 . 473 [N/mm2]
2.4.2 Naprezanja u točki B
σ zavB=σ zav−σ fzav 1−σ fzav 2=3 .054−8. 622−42 .797σ zavB=−48 . 365 [N/mm2]
2.5 Ukupna tangencijalna naprezanja (smik)
τ IIzav=√τ IIzav 12 +τ IIzav 2
2 =√11.1022+3 .4782
τ IIzav=11.634 [N/mm2]
2.6 Reducirano naprezanje
σ red1=√σ fzav12 +3 τ IIzav 2
2 =√8 .6222 +3⋅3.4782
σ red1=10 .518 [N/mm2]min σ zav=10 .518 [N/mm2]
σ red2=√σ zavA2 +3 τ IIzav2 =√54 .473 2 +3⋅11.6342
σ red2=58 .080 [N/mm2]max σzav=58. 080 [N/mm2]
List 7
2.7 Dopušteno naprezanje
2.7.1 Dopušteno naprezanje za r = -1
Za Č.0361, pogonsku grupu B6 i slučaj zareznog djelovanja K2σD (−1 )dop=63 . 0
[N/mm2]
2.7.2 Odnos graničnih naprezanja
r=minσ zavmax σ zav
=10 .51858 .080
r=0 .18
2.7.3 Dopušteno naprezanje zavara za stvarni r
0<r<1
σDv (0)dop=53σD (−1)dop=
53⋅63 .0
σDv (0)dop=105 [N/mm2]
σDv (0.18 )dop=σDv (0)dop
1−(1−σDv(0)dop
0 . 75⋅Rm )⋅r=105
1−(1−1050. 75⋅370 )⋅0 . 19
σDv (0. 18 )dop=119. 12 [N/mm2]
σ red2≤σDv (0 . 18 )dop105≤119.12 [N/mm2]
List 8