ELEMENTI KONSTRUKCIJA I, IA, IB 1. KOLOKVIJ 2014/2015 A

Konstrukcija predoena na slici optereena je silama F1 i F2. Statika sila F1,

iznosa 2,5 kN, djeluje uzduno na vratilo (3), a vremenski promjenjiva sila F2

sinusno se mijenja izmeu -6 i 2 kN i djeluje na poziciju (5). Faktor primjene

vremenski promjenjive sile F2 iznosi 1,3. Glavina (1) i ahura (2) spojene su

steznim spojem, a potom ahura (2) i vratilo (3) lijepljenjem. Vratilo (3) i

glavina poluge (4) su zalemljeni, a glavina poluge (4) i ruica poluge (5) su

zavarene.

1. (25 bodova) Dosjed d dosj. izveden je u sustavu jedinstvenog provrta. Osovina je izraena u

kvaliteti IT6, a provrt glavine u kvaliteti IT7. Potrebni preklop, nakon upreavanja i uglaavanja

dosjednih povrina je 13 m.

a. (5) Izraunati jedinicu tolerancije za podruje mjere, prema tablici 2, kojem pripada nazivna

dimenzija i pomou nje odrediti ES, EI, es, ei, To, Tp, Pmax, Pmin, Pm.

b. (5) U mjerilu nacrtati dijagram dosjeda sa svim kotama.

c. (5) Tablino prikazati izraunane tolerancije za provrt, osovinu i dosjed,

d. (5) Za provrt, osovinu i dosjed pronai odgovarajue ISO tolerancije te ih

prikazati u ISO-TOL tablici.

e. (5) Na skicama glavine i ahure, na promjerima na kojima se ostvaruje stezni spoj, oznaiti

povrinsku obradu preko srednje visine neravnina.

2. (20 bodova) Materijal glavine (1) i ahure (2) u steznom spoju je S235J0 (.0362).

Faktor trenja prijanjanja u uzdunom smijeru pu = 0,13;

Faktor trenja prijanjanja u obodnom smijeru po = 0,12;

Faktor trenja klizanja u uzdunom smijeru ku = 0,10;

Faktor trenja klizanja u obodnom smijeru ko = 0,08.

Tablica 1. Zadano

d = 120 mm

d1 = 45 mm

d2 = 200 mm

d3 = 40 mm

b = 90 mm

c = 30 mm

l1 = 80 mm

l2 = 50 mm

L = 450 mm

e = 100 mm

Tablica 2.

50)...80

80)...120

120)...180

A

a. (5) Odrediti silu potrebnu za upreavanje spoja glavine (1) i diska (2) koristei vrijednosti

dosjeda prema ISO iz prethodnog zadatka.

b. (5) Koliki je faktor sigurnosti steznog spoja za dano optereenje?

Raunati sa srednjom vrijednou faktora trenja.

c. (10) Odrediti, i tablino prikazati, tolerancijsko polje vratila (3) promjera d1, tako da je

osigurana debljina sloja ljepila od minimalno 100 do maksimalno 200 m.

Provrt d1 u ahuri je u izraen u kvaliteti H8 prije upreavanja. Potrebno je uzeti u obzir

smanjenje promjera provrta ahure

zbog deformacije nakon ostvarivanja

steznog spoja.

3. (10 bodova) Za iznos debljine sloja ljepila z,

prema odabranoj toleranciji iz prethodnog

zadatka, iz dijagrama oitati sminu

vrstou lijepljenog spoja i izraunati

sigurnost za dano optereenje.

4. (25 bodova) Materijal glavine poluge (4) i ruice poluge (5) je S355J0 (ST 52-3, .0562).

a. (5) Skicirati ruicu poluge (5) osloboenu veza. Ucrtati optereenja.

b. (5) Skicirati proraunski presjek zavara. Na presjeku zavara ucrtati optereenja zavara.

Izraunati geometrijske karakteristike proraunskog presjeka zavara.

c. (5) Izraunati i u mjerilu prikazati naprezanja u zavaru.

d. (5) Oznaiti kritino mjesto(a) na zavaru. Skicirati dijagram(e) promjene optereenja ovisno

o vremenu. Odrediti odnos graninih naprezanja.

e. (5) Kontrolirati vrstou zavara za zadano dinamiko optereenje. Spektar optereenja je

srednji, a primjena redovita s prekidima. Utjecaj zareza je jak (K3).

5. (25 bodova) Za polugu (poz. 4 i 5) je potrebno:

a. (5) skicirati i kotirati dijagrame unutarnjih

sila i momenata po duljini poluge,

b. (5) prema podacima iz tablice 3, u mjerilu

konstuirati Smithov dijagram, za dano

optereenje

c. (5) oitati dinamiku izdrljivost materijala

za odnos graninih naprezanja r = konst. i

d. (5) provjeriti uvjet vrstoe ruice poluge (5) na presjeku A-A. Potrebna sigurnost s obzirom

na oitanu dinamiku izdrljivost materijala je 2,2. Napomena: Podatke, koji nisu navedeni, potrebne za rjeavanje zadatka odredite samostalno uz obavezno

navoenje literature (autor, naziv knjige, godina izdanja, strana). Rjeenja moraju sadravati ukupni postupak

prorauna, potrebne skice, jednadbe s opim brojevima i zatim uvrtenim brojanim vrijednostima te rezultat. Za

prolaz na kolokviju nuno je rijeiti 1. zadatak.

Vrijeme za izradu: 1 sati i 45 minuta.

Tablica 3.

Vlak-

tlak

N/mm

Savijanje

N/mm Torzija

N/mm

Dinamika izdrljivost

230 300 110

Granica teenja 360 430 230

vrstoa 560 680 400

ELEMENTI KONSTRUKCIJA I, IA, IB 1. KOLOKVIJ 2014/2015 B

Konstrukcija predoena na slici optereena je silama F1 i F2. Statika sila F1,

iznosa 2 kN, djeluje uzduno na vratilo (3), a vremenski promjenjiva sila F2

sinusno se mijenja izmeu -1 i 3 kN i djeluje na poziciju (5). Faktor primjene

vremenski promjenjive sile F2 iznosi 1,2. ahura (2) je upreana u glavinu (1),

a potom je vratilo (3) spojeno s ahurom (2), takoer steznim spojem,

navlaenjem. Vratilo (3) i glavina poluge (4) su zalijepljeni, a glavina poluge

(4) i ruica poluge (5) su zavarene.

1. (25 bodova) Dosjed d dosj. izveden je u sustavu jedinstvene osovine. Osovina je izraena u

kvaliteti IT6, a provrt glavine u kvaliteti IT7. Potrebni preklop, nakon upreavanja i uglaavanja

dosjednih povrina je 13 m.

a. (5) Izraunati jedinicu tolerancije za podruje mjere, prema tablici 2, kojem pripada nazivna

dimenzija i pomou nje odrediti ES, EI, es, ei, To, Tp, Pmax, Pmin, Pm.

b. (5) U mjerilu nacrtati dijagram dosjeda sa svim kotama.

c. (5) Tablino prikazati izraunane tolerancije za provrt, osovinu i dosjed,

d. (5) Za provrt, osovinu i dosjed pronai odgovarajue ISO tolerancije te ih

prikazati u ISO-TOL tablici.

e. (5) Na skicama glavine i ahure, na promjerima na kojima se ostvaruje stezni spoj, oznaiti

povrinsku obradu preko srednje visine neravnina.

2. (20 bodova) Materijal glavine (1) i ahure (2) u steznom spoju je S235J0 (.0362).

Faktor trenja prijanjanja u uzdunom smijeru pu = 0,13;

Faktor trenja prijanjanja u obodnom smijeru po = 0,12;

Faktor trenja klizanja u uzdunom smijeru ku = 0,10;

Faktor trenja klizanja u obodnom smijeru ko = 0,08.

Tablica 1. Zadano

d = 80 mm

d1 = 35 mm

d2 = 150 mm

d3 = 30 mm

b = 90 mm

c = 30 mm

l1 = 40 mm

L = 160 mm

e = 70 mm

Tablica 2.

50)...80

80)...120

120)...180

B

a. (5) Odrediti silu potrebnu za upreavanje spoja glavine (1) i diska (2) koristei vrijednosti

dosjeda prema ISO iz prethodnog zadatka.

b. (5) Koliki je faktor sigurnosti steznog spoja za dano optereenje?

Raunati sa srednjom vrijednou faktora trenja.

c. (10) Promjer d1 elinog vratila (3) je izraen u kvaliteti r6, a provrt d1 u ahuri je u izraen

u kvaliteti H7, prije upreavanja ahure u glavinu. Moe li se ohlaivanjem vratila u suhom

ledu osigurati potrebna zranost za navlaenje od 30 m? Potrebno je uzeti u obzir smanjenje

promjera provrta zbog deformacije

ahure nakon upreavanja u glavinu.

Temperatura okoline je 20C.

3. (10 bodova) Odrediti irinu glavine (4).

Potrebni faktor sigurnosti lijepljenog spoja

je 5. Iz dijagrama oitati sminu vrstou

lijepljenog spoja. Debljina sloja ljepila je na

dijagramu oznaena sa z.

4. (25 bodova) Materijal glavine poluge (4) i ruice poluge (5) je S355J0 (ST 52-3, .0562).

a. (5) Skicirati ruicu poluge (5) osloboenu veza. Ucrtati optereenja.

b. (5) Skicirati proraunski presjek zavara. Na presjeku zavara ucrtati optereenja zavara.

Izraunati geometrijske karakteristike proraunskog presjeka zavara.

c. (5) Izraunati i u mjerilu prikazati naprezanja u zavaru.

d. (5) Oznaiti kritino mjesto(a) na zavaru. Skicirati dijagram(e) promjene optereenja ovisno

o vremenu. Odrediti odnos graninih naprezanja.

e. (5) Kontrolirati vrstou zavara za zadano dinamiko optereenje. Spektar optereenja je

teki, a primjena redovita trajni, usiljeni pogon. Utjecaj zareza je jak (K3).

5. (25 bodova) Za vratilo (3) je potrebno:

a. (5) skicirati optereenje i raspodjelu naprezanja na presjeku A-A,

b. (5) prema podacima iz tablice 3, u mjerilu konstuirati Smithov dijagram za dano optereenje,

c. (5) oitati dinamiku izdrljivost

materijala za odnos graninih naprezanja

r = konst. i

d. (5) provjeriti uvjet vrstoe vratila na

presjeku A-A. Potreban faktor sigurnosti

je 1,2, faktor veliine strojnog dijela 0,92,

faktor kvalitete obrade povrine 0,88 i

dinamiki faktor zareznog djelovanja 1,1.

Napomena: zanemariti savijanje.

Napomena: Podatke, koji nisu navedeni, potrebne za rjeavanje zadatka odredite samostalno uz obavezno

navoenje literature (autor, naziv knjige, godina izdanja, strana). Rjeenja moraju sadravati ukupni postupak

prorauna, potrebne skice, jednadbe s opim brojevima i zatim uvrtenim brojanim vrijednostima te rezultat. Za

prolaz na kolokviju nuno je rijeiti 1. zadatak.

Vrijeme za izradu: 1 sati i 45 minuta.

Tablica 3.

Vlak-

tlak

N/mm

Savijanje

N/mm Torzija

N/mm

Dinamika izdrljivost

230 300 110

Granica teenja 360 430 230

vrstoa 560 680 400