Masinaelemendid i
This presentation is the property of its rightful owner.
Sponsored Links
1 / 25

MASINAELEMENDID I PowerPoint PPT Presentation


  • 143 Views
  • Uploaded on
  • Presentation posted in: General

MASINAELEMENDID I. Harjutustund nr 5 Keermesliidete arvutus. A. Sivitski, MHE0041 Masinaelemendid I TTÜ Mehhatroonikainstituut. MASINAELEMENDID I. Harjutustund nr 5 Tunni kava Keermesliite olemus, tööpõhimõte, keerme parameetrid ja materjal

Download Presentation

MASINAELEMENDID I

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Presentation Transcript


Masinaelemendid i

MASINAELEMENDID I

Harjutustund nr 5

Keermesliidete arvutus

A. Sivitski, MHE0041 Masinaelemendid I TTÜ Mehhatroonikainstituut


Masinaelemendid i1

MASINAELEMENDID I

Harjutustund nr 5

Tunni kava

Keermesliite olemus, tööpõhimõte, keerme parameetrid ja materjal

Telgkoormatud keermesliite arvutus

Ülesanne 1. Teljesihiliselt koormatud keermesliidete arvutus

Põikkoormatud keermesliite analüüs

Ülesanne 2. Põikjõuga koormatud eelpingestatud keermesliite arvutus

Ülesanne 3. Lõtkuta poltliite kontrollarvutused

Kordamisküsimused

A. Sivitski, MHE0041 Masinaelemendid I TTÜ Mehhatroonikainstituut


Masinaelemendid i

Masinaelementide konstrueerimise alused

LIITED tagavad ühendatud komponentide liikumatu ühenduse, tehniliste süsteemide

koostamiseks ja lahtivõtmiseks

A. Sivitski, MHE0041 Masinaelemendid I TTÜ Mehhatroonikainstituut


Masinaelemendid i

1. Keermesliite olemus, tööpõhimõte, keerme parameetrid ja materjal

KEERMESLIIDE on lahtivõetav liide, milles kasutatakse keermestatud elemente.

Keermesliite TÖÖPÕHIMÕTE seisneb selles, et liite keermestatud elementide pööramisega üksteise suhtesnende ühise telje ümber tekitatakse liites telgjõud, mis surub liidetavad detailid kokku.

http://dbpedia.org/page/Bolted_joint

Priit Põdra, Masinaelemendid I loengumaterjal, 2011

A. Sivitski, MHE0041 Masinaelemendid I TTÜ Mehhatroonikainstituut


Masinaelemendid i

1. Keermesliite olemus, tööpõhimõte, keerme parameetrid ja materjal

  • Keermesliite eelisteks on:

  • Lihtne ja mugav koostada ja lahti võtta.

  • Lai valik vajaliku kuju, materjali ja tugevusega standardseid komponente

  • Madal maksumus

  • Keermesliite puudusteks on:

  • On vaja lukustada, võivad lõdveneda tsükliliste koormuste toimel (vibratsiooni toimel).

  • Poldi vm keermed on pingekontsentraatoriteks, mis tsükliliste koormuste korral võib põhjustada väsimuspurunemist.

Poldi paindeväsimusnähud

http://www.metallurgist.com/html/MetalFatiguePt3.htm

Priit Põdra, Masinaelemendid I loengumaterjal, 2011

A. Sivitski, MHE0041 Masinaelemendid I TTÜ Mehhatroonikainstituut


Masinaelemendid i

1. Keermesliite olemus, tööpõhimõte, keerme parameetrid ja materjal

Keerme profiilinurk

Väliskeere

Sisekeere

Keerme samm

ISO meeterkeere ja selle parameetrid

Väliskeere

P

Sisekeere

Poldi (väliskeerme) parameetrid:

P = keerme samm,

d = väliskeerme suurim läbimõõt,

d2 = väliskeerme keskläbimõõt,

d3 = väliskeerme vähim läbimõõt,

H=keermeprofiili teoreetiline kõrgus,

H = 0,8660P

h3 = väliskeerme kõrgus, h3 = 0,6134P

Priit Põdra, Masinaelemendid I loengumaterjal, 2011

A. Sivitski, MHE0041 Masinaelemendid I TTÜ Mehhatroonikainstituut


Masinaelemendid i

1. Keermesliite olemus, tööpõhimõte, keerme parameetrid ja materjal

Poltide ja kruvide mehaanilised omadused

Priit Põdra, Masinaelemendid I loengumaterjal, 2011

A. Sivitski, MHE0041 Masinaelemendid I TTÜ Mehhatroonikainstituut


Masinaelemendid i

1. Keermesliite olemus, tööpõhimõte, keerme parameetrid ja materjal

Piirkoormuse

korral

Poltide ja kruvide mehaanilised omadused

Priit Põdra, Masinaelemendid I loengumaterjal, 2011

A. Sivitski, MHE0041 Masinaelemendid I TTÜ Mehhatroonikainstituut


Masinaelemendid i

2.Telgkoormatud keermesliite analüüs

Ülesanne 1. Teljesihiliselt koormatud eelpingestatud

keermesliidete arvutus

Poltliited

MÄRKUS: Polti kasutatakse koos mutriga, kruvi kasutatakse ilma mutrita.

Arvutada kraanakonksu keermeläbimõõt. Maksimaalne tõstekoormus F = 50 kN, poldi materjali lubatav normaalpinge [] = 94 MPa.

F

A

A (suurendatud)

traavers

keere

d1

F

Igor Penkov, Masinaelemendid I õppematerjal, 2011

A. Sivitski, MHE0041 Masinaelemendid I TTÜ Mehhatroonikainstituut


Masinaelemendid i

2.Telgkoormatud keermesliite arvutus

F

A

A (suurendatud)

traavers

keere

d3

F

Ülesanne 1. Teljesihiliselt koormatud eelpingestatud

keermesliidete arvutus

Keerme siseläbimõõdu arvutatakse

tugevustingimusest tõmbele:

, kus

s.o. kruvi ristlõikepindala.

mm s. o. poldi vähim läbimõõt

Igor Penkov, Masinaelemendid I õppematerjal, 2011

A. Sivitski, MHE0041 Masinaelemendid I TTÜ Mehhatroonikainstituut


Masinaelemendid i

2.Telgkoormatud keermesliite analüüs

Ülesanne 1. Teljesihiliselt koormatud eelpingestatud

keermesliidete arvutus

Suure sammuga meeterkeerme lähim standartne keerme vähim läbimõõt on

d3 = 26,211 mm mis vastab keermele M30.

Tugevusekontroll:

MPa

MPa

Vastus: antud juhul võib kasutada meeterkeeret M30.

Igor Penkov, Masinaelemendid I õppematerjal, 2011

A. Sivitski, MHE0041 Masinaelemendid I TTÜ Mehhatroonikainstituut


Masinaelemendid i

2.Telgkoormatud keermesliite analüüs

Meeterkeerme mõõtmed, mm

A. Sivitski, MHE0041 Masinaelemendid I TTÜ Mehhatroonikainstituut


Masinaelemendid i

3. Põikkoormatud keermesliite analüüs

Ülesanne 2. Põikjõuga koormatud eelpingestatud keermesliite arvutus

Projekteerida eelpingestatud keermesliide – poltliide.

Terasplaadid (S235J2G3) on ühendatud poltidega ning koormatud jõuga F1 = 30 kN. Plaatide ristlõiked 80x6 mm ja 110x6 mm. Lähtudes plaadi laiusest valime kinnitamiseks kaks polti (i= 2)eeldatavatugevusklassiga 8.8.

1

1

polt

1

1

polt

Igor Penkov, Masinaelemendid I õppematerjal, 2011

A. Sivitski, MHE0041 Masinaelemendid I TTÜ Mehhatroonikainstituut


Masinaelemendid i

3. Põikkoormatud keermesliite analüüs

Ülesanne 2. Põikjõuga koormatud eelpingestatud keermesliite arvutus

Keermesliide peab olema eelpingestatud sedavõrd, et detailide vahel tekkiv HÕÕRDEJÕUD tagab detailide suhtelise liikumatuse koormuse F mõjudes:

Läbilibisemist vältiv mõistlik varutegur on 1,2

Teades, et eelpingutusjõud ja hõõrdejõu vaheline seos on:

, kus f = 0,15 – hõõrdetegur, saame

Kuivade malm- ja teraspindade

korral on hõõrdetegur f = 0,15 ... 0,2.

Liite kinnikeeramisel poldis tekkinudväändedeformatsiooni saab arvesse võttavõrdeteguriga 1,3. Poldi arvutuslik tõmbejõud võib avaldada kujul:

kN

A. Sivitski, MHE0041 Masinaelemendid I TTÜ Mehhatroonikainstituut


Masinaelemendid i

3. Põikkoormatud keermesliite analüüs

MPa,

m

mm2

Ülesanne 2. Põikjõuga koormatud eelpingestatud keermesliite arvutus

Poldi tugevustingimus tõmbele:

kus Apolt – poldi vähimale läbimõõdule

vastav ristlõikepindala

Eeldusel, et keermesliide on eelpingestatudmomentvõtmega, võib varuteguri väärtused

võtta: [S] = 1,3 ... 2,5

Siis poldi vähim läbimõõt:

Inseneripraktikast tuleneb, et keerme tõmbetugevus on määratudristlõike ARVUTUSLIKU pindalaga (mitte aga vähima pindalaga):

Vähima pindalaga arvutuste korral valitakse polt M27, mille d3 = 23,752 mm.

Arvestusliku pindala arvutamise tulemus on sama.

A. Sivitski, MHE0041 Masinaelemendid I TTÜ Mehhatroonikainstituut


Masinaelemendid i

3. Põikkoormatud keermesliite analüüs

Ülesanne 2. Põikjõuga koormatud eelpingestatud keermesliite arvutus

Meeterkeerme parameetrite mõõtmed sh Arvutuslik ristlõikepindala

Jämeda sammuga keere

Peene sammuga keere

Suurim läbimõõt

(mm)

Keerme samm (mm)

Arvutuslik ristlõikepindala (mm2)

Keerme samm (mm)

Arvutuslik ristlõikepindala (mm2)

Poldi vähim

pindala

mm2

A. Sivitski, MHE0041 Masinaelemendid I TTÜ Mehhatroonikainstituut


Masinaelemendid i

3. Põikkoormatud keermesliite analüüs

A plaat –

tõmbele töötav plaadi ristlõike-pindala

d

b1

δ

Ülesanne 2. Põikjõuga koormatud eelpingestatud keermesliite arvutus

Teostatakse plaadi tugevuse kontroll (kontrollitakse plaadi ristlõige tõmbele) valides poldiava läbimõõduks da = 28 mm.

MPa

, kus n on avade arv plaadi ristlõikes.

MPa,

kus [S] = 1,5 ... 2,5

A. Sivitski, MHE0041 Masinaelemendid I TTÜ Mehhatroonikainstituut


Masinaelemendid i

3. Põikkoormatud keermesliite analüüs

Ülesanne 2. Põikjõuga koormatud eelpingestatud keermesliite arvutus

Kuna pole võimalik plaadi mõõtmeid muuta, valitakse tugevam polt.

Polt tugevusklassiga 10.9, mille lubatav pinge on

MPa

Järelikult poldi minimaalne siseläbimõõt:

m

Valitakse polt M22, mille d3 = 19,294 mm.

Valides da = 23 mm saame plaadi sisepingeks:

MPa

MPa

Vastus: antud ülesandes võib kasutada polte M22 – 10.9.

A. Sivitski, MHE0041 Masinaelemendid I TTÜ Mehhatroonikainstituut


Masinaelemendid i

2.Telgkoormatud keermesliite analüüs

Meeterkeerme parameetrite mõõtmed, mm

A. Sivitski, MHE0041 Masinaelemendid I TTÜ Mehhatroonikainstituut


Masinaelemendid i

3. Põikkoormatud keermesliite analüüs

Poldi lõikepind

Ülesanne 3. Lõtkuta poltliite kontrollarvutused

Lõtkuta polt töötab nihkele (lõikele) ja muljumisele!

Poldi nihke tugevustingimus:

Q - poldi lõikepinna põikjõud

Poldi lõikepinna

nihkepinge

Poldi lubatav

nihkepinge

Poldi lõikepinna

pindala

Poldi lõikepinna läbimõõt

A. Sivitski, MHE0041 Masinaelemendid I TTÜ Mehhatroonikainstituut


Masinaelemendid i

3. Põikkoormatud keermesliite analüüs

Ülesanne 3. Lõtkuta poltliite kontrollarvutused

Lõtkuta polt töötab nihkele (lõikele) ja muljumisele!

NIHKELE töötavate poltide korral tuleb

kontrollida detailide tugevustMULJUMISELE!

Poldi muljumisele tugevustingimus:

Lubatav muljumispinge

Ühe kontaktala tinglik pindala

Liite kontaktala kontaktpinge

Liite lubatav muljumispinge

A. Sivitski, MHE0041 Masinaelemendid I TTÜ Mehhatroonikainstituut


Masinaelemendid i

3. Põikkoormatud keermesliite analüüs

δ

F1

F1

F1

F1

Ülesanne 3. Lõtkuta poltliite kontrollarvutused

Leida lõtkuta põikkoormatud poltliite lubatav koormus Ft.

Antud:

M20; poldi keere ainult ülemises osas; i = 6;

Poldi tugevusklass 8.8 =>

σY = 600 MPa;

[τ] = (0,2...0,3)·σY = = 0,25 · 600 ≈ 150 MPa

[σ]c = (0,3...0,4)·σY =

= 0,35 · 600 ≈ 210 MPa

teras S 235 – lehe materjal;

[S] = 1,5 =>

[σ]plaat = [σ]c plaat =157 MPa;

δ = 12 mm – lehe paksus;

b = 60 + 200 + 60 = 320 mm – lehe laius.

Ülesanne:

A. Sivitski, MHE0041 Masinaelemendid I TTÜ Mehhatroonikainstituut


Masinaelemendid i

3. Põikkoormatud keermesliite analüüs

Ülesanne 3. Lõtkuta poltliite kontrollarvutused

1. Lõtkuta põikkoormatud poltliite polt töötab lõikele(nihkele) ja muljumisele.

2. Kontrollida ühendatavate plaatide ristlõiked tõmbele.

Koostatakse lõtkuta põikkoormatud poltliite tugevustingimus lõikele (nihkele):

Ülesande

lahendus:

, kus i – poltide arv; m – lõikepindade arv; Apolt on poldi ristlõige, mis töötab lõikele.

mm2

Kui lõikepind on keermestatud poldi osas,siis tuleb valemis kasitada d3.

m = 6

poldi

lõike-

pindade

arv

Tugevustingimusest lõikele:

kN

A. Sivitski, MHE0041 Masinaelemendid I TTÜ Mehhatroonikainstituut


Masinaelemendid i

3. Põikkoormatud keermesliite analüüs

Ülesanne 3. Lõtkuta poltliite kontrollarvutused

Koostatakse lõtkuta põikkoormatud poltliite tugevustingimus muljumisele:

Ülesande

lahendus:

, kus i – poltide arv; z – muljumisele töötavate kontaktialade e. arv; Ac on kontaktala tinglik pindala.

Ac on kontaktala tinglik pindala:

F1 / 4

mm2

z vasak = 3

F1 / 3

Tegelik kontaktala pindala

F1 / 4

F1

F1

F1 / 3

F1 / 4

Tugevustingimusest muljumisele:

F1 / 3

F1 / 4

Poldi mulj.

kN

F1 / 3

F1 / 4

Ava mulj.

kN

z parem = 4

A. Sivitski, MHE0041 Masinaelemendid I TTÜ Mehhatroonikainstituut


Masinaelemendid i

3. Põikkoormatud keermesliite analüüs

A plaat –

tõmbele töötav plaadi ristlõike-pindala

d

b

δ

Ülesanne 3. Lõtkuta poltliite kontrollarvutused

Teostatakse plaadi tugevuse kontroll (kontrollitakse plaadi ristlõige tõmbele), poldi ava läbimõõt da = 20 mm. Koostatakse tugevustingimus tõmbele plaadi ristlõige jaoks:

MPa,

Ülesande

lahendus:

kus n on avade arv plaadi ristlõikes.

mm2

kN

Tugevuskontroll: valida väikseim lubatav

koormus ning arvutada poldi nihkepinge,

muljumispinge ja plaadi tõmbepinge

väärtused.

Leitud pingete väärtused ei tohi ületada

lubatavate pingete väärtusi.

Vastus: lubatav koormus poltliitele F1= 376 kN

A. Sivitski, MHE0041 Masinaelemendid I TTÜ Mehhatroonikainstituut


  • Login