Projekt:

„Połączenie śrubowe dwóch blach.”

Katedra Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn AGH

Siła przenoszona przez złącze: F=20 kN

Ilość śrub w złączu: n=2

Własności mechaniczne śruby: (8.8)

Stal konstrukcyjna S235JRG2

z PN-EN 10025:2002

R_m=340 MPa

R_e=235 MPa

Kowalski Przemysław

MSIB, rok II

semestr IV

Kraków 2008

Dane

Obliczenia i rysunki Zaprojektować połączenie śrubowe dwóch blach obciążonych siła poprzeczna F. Śruby luźno osadzane w otworach. Dane wyjściowe: I. Siła przenoszona przez złącze: F= 20 [kN] II. Ilość śrub w złączu: n=2 III. Własności mechaniczne śruby: (8.8) IV. Materiał łączonych blach: stal konstrukcyjna S235JR V. Grubość łączonych blach g= 12 [mm] VI. Rodzaj obciążenia: jednostronnie tętniące Obliczenia 1. Wyznaczenie szerokości blachy z warunku na rozciąganie 1.1. Dobór granicy wytrzymałości na rozciąganie z PN-EN 10025:2002; Na podstawie normy dobrano granice wytrzymałości na rozciąganie 1.2. Przyjęcie współczynnika bezpieczeństwa Współczynnik bezpieczeństwa dla obciążeń jednostronnie tętniących dobrano z zależności 1.3. Wyznaczenie wytrzymałości zmęczeniowej na rozciąganie Wytrzymałość zmęczeniowa na rozciąganie przy obciążeniu jednostronnie tętniącym przyjęto z tablicy 1.1 Z. Osinski: 1.4. Wyznaczenie naprężeń dopuszczalnych na rozciąganie: Wyznaczenie szerokości blachy: 2. Wyznaczenie maksymalnej siły działającej na pojedyncza śrubę. Siłę działająca na jedna śrubę wyznaczono z fizycznej zależności wynikającej z charakteru pracy połączenia z luźno osadzanymi śrubami (śruba w takim przypadku przenosi siłę wzdłużną wynikającą z zapewnienia siły tarcia miedzy łączonymi blachami) Siłę przenoszona przez śrubę wyznaczono z fizycznej zależności: Dla zapewnienia większej pewności złącza oraz uwzględniając naprężenia skręcające podczas dokręcania śruby przyjęto współczynnik pewności k = 1,3 Po uwzględnieniu ilości śrub n =2 oraz współczynnika pewności siłę obliczono z zależności: 3. Wyznaczenie średnicy rdzenia śruby z warunku na rozciąganie 3.1. Wyznaczenie granicy plastyczności dla materiału śruby Dla śruby o własnościach mechanicznych (8.8) granica wytrzymałości na rozciąganie Rm= 800 [MPa] (pierwsza cyfra mnożona przez 100), natomiast granica plastyczności Re = 0,8·800 [MPa] (jedna dziesiąta drugiej cyfry pomnożona przez Rm) 3.2. Wyznaczenie naprężeń dopuszczalnych na rozciąganie dla materiału śruby Śruba będzie poddana naprężeniom statycznym, dlatego też wyliczono napre9enie dopuszczalne na rozciąganie kr Współczynnik bezpieczeństwa dla obciążeń statycznych przyjmuje się w granicach od 2÷2,3 Przyjęto Warunek na rozciąganie (zerwanie śruby) gdzie: 4. Dobór śruby W normie: PN-70/M-02013 odszukano śrubę o najbliższej większej średnicy - = 21,546 [mm] dobrano gwint metryczny o średnicy zewnętrznej M24 i skoku normalnym P = 3 mm Dla tak dobranej średnicy gwintu z PN-85/M-82101 dobrano pozostałe parametry śruby: Szerokość łba pod klucz: S = 36 [mm] Szerokość łba śruby: k =15 [mm] 5. Dobór nakrętki Dla danego rodzaju gwintu i skoku z PN-75/M-82144 dobrano nakrętkę: Szerokość pod klucz S taka jak śruby S = 36 [mm] Szerokość nakrętki: w = 19 [mm] 6. Dobór podkładki: Z normy PN-78-82006 dobrano podkładkę o najbliższej większej średnicy Do = 25 [mm] Średnica zewnętrzna: D = 44 [mm] Grubość podkładki: = 4 [mm] Szerokość ścięcia: f = 1,5 [mm] 7. Dobór otworu przejściowego pod śruby: Z normy PN-75/M-02046 dla gwintu M24 dobrano średnice otworu przejściowego Dop= 26 [mm] (obróbka średniodokładna) 8. Obliczenie długości i dobór śruby. Długość śruby równa jest sumie szerokości łączonych blach, wysokości nakrętki, grubości podkładki i odległości a1, na jaka śruba powinna wychodzić ponad nakrętkę. Odległość a1 dobrano z PN-74-82063 a1 = 4,5 [mm] Z normy PN-74/M-82101 dobrano najkrótsza śrubę o długości L = 70 [mm] z gwintem na całej długość 9. Obliczenie szerokości blachy po osłabieniu jej otworami pod śruby z warunku na rozciąganie. gdzie: b1 - szerokość blachy po osłabieniu jej otworem Przyjęto szerokość blachy równa 54,7 [mm] Wyznaczenie podziałki rozstawu śrub t i od odległości od końca blachy e Z zależności t = (3-4)d, e = 1,6d Przyjęto: t= 3d = 72 [mm] e = 1,6d = 38,4 [mm] 10. Obliczenie całkowitego momentu napinającego przy dokręcaniu połączenia śrubowego gdzie moment niezbędny do obracania nakrętki: gdzie - średnica podziałowa gwintu

Wyniki t = 72 [mm] e = 38,4 [mm]

---