Kakliuko ir varžto atsparumo tyrimas

TURINYS

KAKLIUKO IR VARŽTO ATSPARUMO TYRIMAS………………..2

1. Kakliuko statinis atsparumo tyrimas…………………………2

1.1 Pradiniai duomenys…………………………2

1.2 Įtempimų būvis, maksimalūs įtempimai kakliuke………………2

1.3 Takumo atsargos koeficijanto patikrinimas………………….3

2. Kakliuko ciklinis atsparumo tyrimas……………………..4

2.1 Pradiniai duomenys…………………………4

2.2 Nuovargio stiprumas…………………………4

2.3 Stiprumo atsargos koeficijantopatikrinimas…………………..5

3 Varžto statinio atsparumo skaičiavimas……………………..6

4. Varžto ciklinio atsparumo skaičiavimas……………………..9

5 Sriegio gylio skaičiavimas…………………………10

Literatūros sąrašas…………………………10KAKLIUKO IR VARŽTO ATSPARUMO TYRIMAS

1. Kakliuko statinis atsparumo tyrimas

1.2 Pradiniai duomenys

Kakliuko geometrija, ir apkrovos pridėjimo vieta yra pateikti brėžinyje. Konteineris keliamas už dviejų kakliukų užkabinus kėlimo įrenginį. Įrenginio pakabos pritvirtinimo vieta parodyta brėžinyje. Sprendžiant kakliuko atsparumo uždavinį supaprastinama konstrukcijos elementus vveikiančių išorinių jėgų sistema. Keliant konteinerį, kakliuką veikia konteinerio ir įkrauto jame atominio kūro atliekų bendra svorio jėga F.

čia: m – konteinerio ir kūro atliekų bendra masė kg;

k – svorio atsargos koeficijantas;

g – laisvojo kritimo pagreitis

n – kakliukų skaičius.1.2 Įtempimų būvis, maksimalūs įtempimai kakliuke

Prieš skaičiuojant kakliuką pirmiausia nustatau kas jame yra svarbiausia t.y. realų objektą susche-minu, atmetant visus tuos faktorius, kurie negali turėti didesnės įtakos visos sistemos darbui. Taip gaunu kakliuko skaičiavimo shemą (2 pav.)

Apkrovus kakliuką atsiranda vidinės jjėgos (įražos) esančios tarp visų kakliuko gretimų dalelių. Šios jėgos nustatomos perkirtus mintyje strypą į dvi dalis t.y. pjūvių metodu. Apkrovimo būdas – skersinis lenkimas. Skersiniame pjūvije kartu su lenkimo momentu M veikia ir skersinė jėga Q. Tiriamas kakliukas vienu ggalu įtvirtintas varžtais į viršutinį konteinerio danktį. Toks standus įtvirtinimas laikytinas gembiniu (konsoliniu), o kakliukas, lenkiamu strypu- sija. Šios sijos dešinėje pusėje ryšių nėra, ir lenkimo momentus bei skersines jėgas bet kuriame pjūvyje galima rasti, iš karto neskaičiavus atraminių reakcijų.

Didžiausias lenkimo momentas veikia skerspjūvyje labiausiai nutolusiame nuo apkrovos pridėties taško:

l- petys (žr.2pav.)

Skersinė jėga išilgai skerspjūvio yra pastovi:

Q=F=794610 N

Vidinių jėgų kitimo dėsnius grafiškai vaizduoja lenkimo momentų ir skersinių jėgų diagramos.(2 pav.)

Vidinių jėgų pasiskirstimo pjūvyje dėsnį išreiškia įtempimai. Įtempimas nusako jėgą veikiančią ploto vienete. Pilnas įtempimas išskaidomas į normalinį s ir tangentinį t. Didžiausias lenkimo įtempimas atsiranda labiausiai nutolusiuose nuo neutralios linijos taškuose. Įtempimų skaičiavimo metodas – skaičiavimas pagal įtempimus.

Normalinis įtempimas:

Atsparumo momentas:

mm3

D ir d – kakliuko išorinis ir vidinis skersmenys (žr.2pav.).

Tangentinis įįtempimas:

Kakliuko skerspjūvio plotas:

mm2

Maksimalus normalinis įtempimas:

Maksimalus tangentinis įtempimas:

k1 ir k2 – konstruktyviniai įtempimų koncentracijos koeficijantai [2].

Ekvivalentinis įtempimas:

Maksimalus ekvivalentinis įtempimas:1.3 Takumo atsargos koeficijanto patikrinimas

Minimalus atsargos koeficijantas: nmin=1.5

Medžiagos takumo riba (1pav.): sT=373

Takumo atsargos koeficijantas veikiant normaliniui įtempimui:

> nmin=1.5

Takumo atsargos koeficijantas veikiant tangentiniui įtempimui:

> nmin=1.5

Takumo atsargos koeficijantas veikiant ekvivalentiniui įtempimui:

> nmin=1.5

Sąlygos patenkintos.2. Kakliuko ciklinis atsparumo tyrimas

2.1 Pradiniai duomenys

Pradiniai duomenys išlieka tie patys išskyrus apkrovą. Ciklinio apkrovimo atveju parenkamas mežesnis svorio atsargos koeficijantas.

Kakliuką veikianti svorio jėga F:

m- konteinerio ir kūro atliekų bbendra masė kg;

k- svorio atsargos koeficijantas;

g- laisvojo kritimo pagreitis.

2.2 Įtempimų būvis, maksimalūs įtempimai kakliuke

Didžiausias lenkimo momentas:

l- petys (žr.2 pav.).

Skersinė jėga išilgai skerspjūvio yra pastovi:

Q=F=485595 N

Normalinis įtempimas:

Atsparumo momentas:

mm3

D ir d – kakliuko išorinis ir vidinis skersmenys (žr. brėž.).

Tangentinis įtempimas:

Kakliuko skerspjūvio plotas:

mm2

2.3 Nuovargio stiprumas

Normalinis įtempimas:

Tangentinis įtempimas:

sB=491 – medžiagos stiprumo riba; (1pav.):

b – paviršiaus kokybės koeficijantas; [1. 376]

k1 ir k2 konstruktyviniai įtempimų koncentracijos koeficijantai. [2]

Dinaminis lenkimo koeficijantas:[1. 475]

Dinaminis sukimo koeficijantas:

g – koncentracijos jautrumas.

Lenkimo įtempimą atitinkantis gradijantas:

Sukimo įtempimą atitinkantis gradijantas:

D ir d – kakliuko skersmenys (žr.2 pav.);

r – užapvalinimo spindulys (žr. kakliuko brėž.).

2.4 Stiprumo atsargos koeficijanto patikrinimas

Minimalus atsargos koeficijantas: nmin=2.5

Stiprumo atsargos koeficijantas veikiant normaliniui įtempimui:

> nmin=2.5

Stiprumo atsargos koeficijantas veikiant tangentiniui įtempimui:

> nmin=2.5

Stiprumo atsargos koeficijantas veikiant ekvivalentiniui įtempimui:

> nmin=2.5

Sąlygos patenkintos

3. Varžto statinio atsparumo skaičiavimas

Kakliukas su konteinerio dangčiu yra sujungtas 12 varžtais Toks sujungimas vadinas grupiniu srieginiu sujungimu. Tokiuose sujungimuo-se skaičiuojami įtempimai labiausiai apkrautame varžte ir tikrinamas jo atsparumas. Įpatingas atvejis grupiniuose srieginiuose sujungimuose yra išankstinės (pradinės) įveržimo jėgos parinkimas, kuri sandūroje nelei-džia atsirasti tarpeliui. Skaičiuojant sistemą “kakliukas- varžtai” pagrindinė sąlyga yra neleistinas tarpelio atsiradimas tarp kakliuko (išorinis skersmuo 350 mm, vidinis skersmuo 200 mm) ir viršutinio konteinerio žiedo paviršių.

Iš sąlygos “neleistinas tarpelio atsivėrimas sandūroje” išplaukia, kad gniuždymo įtempimai turi būti visoje ssandūroje t.y. įtempimai sįverž kylantys nuo išankstinės įveržimo jėgos turi būti didesni už įtempimus sF kylančius nuo išorinės apkrovos.

Ribinės sandūros neatsivėrimo sąlyga:

sS=sįverž – sF =0

Įveržimo įtempimai:

Sandūros plotas:

mm2

D d- kakliuko išorinis ir vidinis skersmenys (žr kakliuko brėž.);

z – varžtų skaičius (žr. 3pav.);

Pmin- minimali išankstinio įveržimo jėga.

Įtempimai kylantis nuo išorinės apkrovos:

M- lenkimo momentas kylantis nuo išorinės apkrovos:

l4 – petys mm (žr. 3pav.).

Išorinė jėga:

m- konteinerio ir kūro atliekų bendra masė kg;

k- svorio atsargos koeficijantas;

g- laisvojo kritimo pagreitis ;

n – kakliukų skaičius.

Kakliuko atsparumo momentas:

mm3

D ir d – kakliuko išorinis ir vidinis skersmenys (žr.kakliuko brėž.). .

Minimali išankstinio įveržimo jėga apskaičiuojama iš sandūros neatsivėrimo sąlygos:

sįverž = s

Įvertinus sandūros neatsivėrimo atsargos koeficijantą:

k – sandūros neatsivėrimo atsargos koeficijantas.

Pagrindinės apkrovos koeficijantas.

l- detalės ir varžto paslankumo koeficijantai:

ld – deformuojamas detalės ilgis;

Ed – detalės tamprumo modulis;

Detalės skerspjūvio plotas:

mm2

Apskaičiuojant A ir W, skylės varžtams neįskaičiuojamos(skaičiuojama, imant bruto plotą).

Deformuojamas varžto ilgis:

lg, b, K, – varžto geometriniai matmenys (žr. varžto brėž.);

Ev- varžto tamprumo modulis;

Varžto skrspjūvio plotas:

mm2

d1- varžto vidinis skersmuo (žr.varžto brėž..).

Dėl momento veikimo atsiradusios jėgos yra proporcingos atstumams nuo atitinkamų varžtų aš.ių iki sandūros ploto pagrindinės centrinės ašies:

F1/ F2=l1/l2 ir t.t.

Šių jėgų momentų suma lygi išoriniam momentui:

M = F1* l1+ FF2*l2 + F3*l3

Labiausiai apkrauti yra kraštiniai varžtai nuo centro nutole atstumu l3. Vieną varžtą veikianti jėga apskaičiuojama pagal formulę:

Atstumai:

Skaičiuojamoji varžto apkrova susideda iš išankstinio įveržimo jėgos ir išorinės apkrovos

Varžtą veikianti suminė ašinė jėga:

Varžte veikiantys įtempimai:

Leistini varžto įtempimai:

sT – medžiagos takumo riba.

Sąlyga patenkinta4. Varžto ciklinio atsparumo skaičiavimas

Ribinės sandūros neatsivėrimo sąlyga:

sS=sįverž – sF =0

Įveržimo įtempimai:

Sandūros plotas:

mm2

D d- kakliuko išorinis ir vidinis skersmenys (žr. kakliuko brėž.);

z -. varžtų skaičius (žr.3pav.);

Pmin- minimali išankstinio įveržimo jėga.

Įtempimai kylantis nuo išorinės apkrovos

M- lenkimo momentas nuo išorinės apkrovos:

l4 – petys mm (žr.3pav.).

Išorinė jėga:

m- konteinerio ir kūro atliekų bendra masė kg;

k- svorio atsargos koeficijantas;

g- laisvojo kritimo pagreitis ;

n – kakliukų skaičius.

Kakliuko atsparumo momentas:

mm3

D ir d – kakliuko išorinis ir vidinis skersmenys (žr.brėž.).

Minimali išankstinio įveržimo jėga apskaičiuojama iš sandūros neatsivėrimo sąlygos:

sįverž = s

Įvertinus sandūros neatsivėrimo atsargos koeficijantą:

k – sandūros neatsivėrimo atsargos koeficijantas.

Pagrindinės apkrovos koeficijantas lygus pagrindinės apkrovos koeficijantui veikiant statiniai apkrovai.

Labiausiai apkrauti yra kraštiniai varžtai nuo centro nutole atstumu l3. Vieną varžtą veikianti jėga apskaičiuojama pagal formulę:

Atstumai lygus statinės apkrovos atveju.

Varžtą veikianti suminė ašinė jėga:

Varžte

veikiantys įtempimai:

Leistini varžto įtempimai:

sT – medžiagos takumo riba.

Sąlyga patenkinta5 Sriegio gylio skaičiavimas

Pagal galiojanti standartą, sriegio gylis turi būti . Varžto skersmuo 30 mm ir minimalus sriegio gylis būtu mm < 45 mm. Faktinis gylis yra dvigubai didesnis.

Sąlyga patenkinta.

LITERATŪROS SĄRAŠAS

Feodosjevas V. medžiagų atsparumas. Mokslas 1977

Cepencen