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