Iii ispravljeno
Download as docx, pdf0 likes2,324 views
Dokument se fokusira na projektovanje jednoplošnog rezervoara za komprimirani vazduh, uključujući proračun debljine limova, zavarivanja i potrebne dimenzije. Prikazani su izračuni napona smicanja i zatezanja na zavaru, kao i proračun dinamičkog stepena sigurnosti zavarenog sastava uz razne tabele i formule. Proračuni su zadovoljeni svim postavljenim kriterijumima sigurnosti i izdržljivosti.
Iii ispravljeno
- 1. 1 3.1 PROJEKTOVATI JEDNOPLOŠNI REZERVOAR ZA KOMPRIMIRANI VAZDUH Podaci: Pritisak vazduha: MPap 6,1 Prečnik rezervoara: 1200uD =30 mm Dužina rezervoara: mmL 7500 D =30 mm Proračunati: Debljinu limova i zavarene sastavke Nacrtati: Sklopni crtež rezervoara sa potrebnim brojem projekcija, presjeka i detalja. KONSTRUKTIVNE MJERE ZA DANCE POSUDE POD PRITISKOM Slika 3.2 Konstruktivne mjere danceta Duboko dance mmDH mmhh mmDr mmDR Dv D V V 25,302635,0255,0 903 04,1941560154,0154,0 100815608,08,0 ODREĐIVANJE BROJA ČELIČNIH TABLI LIMA ZA IZRADU PLAŠTA REZERVOARA Broj čeličnih tabli lima usvajam n=5. mm n HhL L 1343 5 )25,30290(27500)(2 ' Usvajam 'L =1300 mm
- 2. 2 PRORAČUN ZAVARA NA REZERVOARU POD PRITISKOM PRORAČUN ZAVARA NA PRIKLJUČNOJ CIJEVI Zavar na mjestu priključene cijevi je opterećen na smicanje, silom koju prouzrokuje pritisak zraka u rezervoaru. Slika 3.3 Detalj A ugaoni var na priključnoj cijevi Smičući napon u zavaru se definiše: )ZAV(sdoz )ZAV( )ZAV(s A F Gdje je: NN d pF VC 4,40694 4 180 6,1 4 22 –smičuća sila dvc – vanjski prečnik priključne cijevi d uc - unutrašnji prečnik prikljućne cijevi dvc = 0,15 Du = 0,15 1200 = 180 mm 1203021802 vcuc dd mm 2 )( 2 mmadA VCZAV – računska površina zavara izložena smicanju mma D 21307,07,0 – računska debljina zavara 2 )( 4,237382118022 mmadA VCZAV MPa ss v z v zsdoszZAVsdoz 6,0 )( – dozvoljeni napon zavara 6,0z – faktor zavarivanja (tabela 3.5), 7,06,0z – za ugaone sastavke MPa235v – granica razvlačenja materijala (tabela 3.4) s= 4 – stepen sigurnosti (tabela 3.1) MPa s v zZAVsdoz 15,21 4 2356,0 6,0 6,0 )( MPaZAVs 71,1 4,23738 4,40694 )( Proračun je zadovoljen jer je MPaMPa ZAVsdozZAVs 15,2171,1 )()(
- 3. 3 PRORAČUN RADIJLNOG ZAVARA IZMEĐU PLAŠTA I DANCETA Slika 3.4 Detalj B sučeoni var između danceta i plašta Zavar je opterečen na zatezanje, silom koja potiče od pritiska na dance. Napon zatezanja u zavaru se definiše: )ZAV(zdoz )ZAV( )ZAV(z A F Gdje je: kNNN D pF u 64,18081808640 4 1200 6,1 4 22 –zatezna sila zavara 2 u 2 u 2 u)ZAV( mmaDDa2D 4 A – računska površina zavara izložena zatezanju mma D 30,min – računska debljina zavara 2 )( 113040301200 mmaDA uZAV MPa s v zzdozz)ZAV(zdoz – dozvoljeni napon zavara 65,0z – faktor zavarivanja (tabela 3.5), 9,065,0z – ugaone sastavke MPa235v – granica razvlačenja materijala (tabela 3.4) s= 4 – stepen sigurnosti (tabela 3.1) MPa s v zZAVzdoz 18,38 4 235 65,0)( MPaZAVz 16 113040 1808640 )( Proračun je zadovoljen jer je MPaMPa ZAVzdozZAVz 18,3816 )()(
- 4. 4 PRORAČUN RADIJALNIH ZAVARA NA PLAŠTU Slika 3.5 Detalj C V-sučeoni var na plaštu Zavar je opterečen na zatezanje, kako su plašt i dance zavareni, to znači da se opterečenje sa danceta prenosi i na plašt, u aksijalnom smjeru. Napon zatezanja u zavaru se definiše: )ZAV(zdoz )ZAV( )ZAV(z A F Gdje je: kNNN D pF u 64,18081808640 4 1200 6,1 4 22 –zatežuća sila zavara 2 u 2 u 2 u)ZAV( mmaDDa2D 4 A – računska površina zavara izložena zatezanju mma 30 – računska debljina zavara 2 )( 113040301200 mmaDA uZAV MPa s v zzdozz)ZAV(zdoz – dozvoljeni napon zavara 65,0z – faktor zavarivanja (tabela 3.5), 9,065,0z – za čeono zavarene sastavke MPa235v – granica razvlačenja materijala (tabela 3.4) s= 4 – stepen sigurnosti (tabela 3.1) MPa s v zZAVzdoz 18,38 4 235 65,0)( MPaZAVz 16 113040 1808640 )( Proračun je zadovoljen jer je MPaMPa ZAVzdozZAVz 18,3816 )()(
- 5. 5 3.1.5.4 PRORAČUN UZDUŽNOG ZAVARA NA PLAŠTU Proračun se odnosi na uzdužni var kojim spajamo table limova koje smo prije toga savili na potrebni radijus. Postupak provjere zavara uraditi čemo za već usvojenu širinu jedne trake lima L. Slika 3.6 Izgled uzdužnog zavara na jednoj tabli lima Zavar je opterečen na zatezanje. Napon kojim je izložen je kao u predhodnim slučajevima: )ZAV(zdoz )ZAV( )ZAV(z A F Gdje je: NN LD pF u 624000 4 13001200 6,1 4 –zatežuća sila zavara 2 k)ZAV( mmaa2LalA – računska površina zavara izložena zatezanju mma 30 – računska debljina zavara 2 )( 3720030)3021300(2 mmaaLA ZAV MPa s v zzdozz)ZAV(zdoz – dozvoljeni napon zavara 65,0z – faktor zavarivanja (tabela 3.5), 9,065,0z – za čeono zavarene sastavke MPa235v – granica razvlačenja materijala (tabela 3.4) s= 4 – stepen sigurnosti (tabela 3.1) MPa s v zZAVzdoz 18,38 4 235 65,0)( MPaZAVz 77,16 37200 624000 )( Proračun je zadovoljen jer je MPaMPa ZAVzdozZAVz 18,3877,16 )()(
- 6. 6 3.3PRORAČUN DINAMIČKOG STEPENA SIGURNOSTI ZAVARENOG SASTAVA PREMA SLICI 3.3 (ROTOR SA ZAVARENIM RUKAVCEM). Redukovanjem sile F na zavaru možemo zaključiti da će zavareni spoj na rotoru biti istovremeno izložen naponima: Savijanje – moment savijanja lFMZ Uvijanje – moment uvijanja Mu Smicanje – sila smicanje F Slika 3.3 Rotor sa zavarenim rukavcem Podaci: ;6,1;610;9;100;6000 mmdlNmMmmammdNF U Materijal je Č.0445, a zavarivanje je fino (F). Potrebno je proračunati stepen sigurnosti za sva tri napona odvojeno, pa potom izračunati svedeni stepen sigurnosti. 3.3.1 DINAMIČKI STEPEN SIGURNOSTI ZAVARA PREMA SAVIJANJU sa SA 4321sS Kod rotirajučih dijelova koji su izloženi savijanju uvijek se uzima da je tip opterečenja ČISTO NAIZMJENIČNO PROMJENJIVO. Slika 3.10 Čisto naizmjenično promjenjivo opterečenje 9,01 – faktor oblika sastava i vrste naprzanja (tabela 3.6) 12 – faktor klase kvalitete zavara, fino (F)( 18,02 ) 7,03 – faktor koncentracije napona. 9,06,03 14 – faktor veličine presjeka vara zavarenog tijela ( 4 = 2 )
- 7. 7 x s maxssa W M –amplitudni napon u toku rada zavarenog sastava NmmlFM s 9600001006,16000 –moment savijanja na mjestu zavara 3 4444 73,78065 92100 100)92100( 322 )2( 32 mm ad dad Wx Wx –aksijalni otporni moment zavara MPassa 3,12 73,78065 960000 max MPa190SA –Amplituda izdržljivosti očitavamo iz Smitovog dijagrama, za materijal Č.0445 na osnovu 0SR 73,9 3,12 190 17,019,04321 sa SA sS 3.3.2 DINAMIČKI STEPEN SIGURNOSTI ZAVARA PREMA UVIJANJU Kod rotirajučih dijelova koji su izloženi uvijanju i smicanju uzima da je tip opterečenja ČISTO JEDNOSMJERNO PROMJENJIVO. Slika 3.11 Čisto jednosmjerno promjenjivo opterečenje 8,01 – faktor oblika sastava i vrste naprzanja (tabela 3.6) 12 – faktor klase kvalitete zavara, za fino (F)( 18,02 ) 7,03 – faktor koncentracije napona( 9,06,03 ) 14 – faktor veličine presjeka vara zavarenog tijela. Uzimajući u obzir da je MPa0minu dobivamo: 2 maxu usrua Maksimalni napon uvijanja: o U maxu W M 3 4444 47,156131 72100 100)72100( 162 )2( 16 mm ad dad Wo oW –polarni otporni moment MPau 9,3 47,156131 610000 max MPausrua 95,1 2 9,3
- 8. 8 Na osnovu MPausr 95,1 sa Smitovog dijagrama za dato opterećenje i materijal Č.0445 imamo da je MPaUA 110 Dinamički stepen sigurnosti na uvijanje je: 59,31 95,1 110 17,018,04321 au AU uS 3.3.3 DINAMIČKI STEPEN SIGURNOSTI ZAVARENOG SASTAVKA OPTEREČENOG NA SMICANJE Slika 3.3.3 Čisto jednosmjerno promjenljivo opterečenje MPa dad F A F S zav s a A S 2,0 12092120 4 2000 2 4 2222 )( max 4321 MPas 2,0max MPa MPa A s sras 110 1,0 2 2,0 2 max za MPasr 1,0 i Č.0445 i (t.1.39) 1=0,6 -faktor oblika zavarenog spoja (tabela 3.6) 2=1 - faktor klase kvaliteta vara 3=0,7 -faktor koncentracije napona 4=1 -faktor veličine presjeka 462 1,0 110 17,016,0 sS SVEDENI DINAMIČKI STEPEN SIGURNOSTI ZA TANGENCIJALNE NAPONE UVIJANJE I SMICANJE 56,29 46259,31 46259,31 su su SS SS S
- 9. 9 SVEDENI DINAMIČKI STEPEN SIGURNOSTI ZAVARENOG SASTAVA ZA TANGENCIJALNE I NORMALNE NAPONE 3,9 73,956,29 73,956,29 2222 SS SS S Pošto je stepen sigurnosti prevelik ( S=9,3 ) potrebno je poduzeti mjere da se on Smanji kao Npr: smanjenje dimenzija zavarenog dijela. 3.6 Kolika je razlika u moći nošenja sklopa glavčina-tijelo zupčanika prikazanog na slici 3.6 za dva različita slučaja spajanja? a) Za slučaj da je ploča sa glavčinom spojena zavarivanjem, sa dinamičkim stepenom sigurnosti S=3, kvalitet zavara je N, opterećenje je čisto jednosmjerno promjenjivo u Smitovom dijagramu za dati materijal Č.0445. b) slučaj da je primjenjen presovani sklop d2 H8/ x8 sa m5hh ie . Za obje varijante izračunati obimnu silu na podionom krugu zupčanika. Podaci: d=300 mm; d1=90 mm; d2=180 mm; b=25 mm; a=10 mm; MPau 160max . PRORAČUN NOSIVOSTI SKLOPA GLAVČINA-TIJELO ZUPČANIKA PREMA SLICI 3.6, ZA SLUČAJ DA JE TIJELO ZUPČANIKA SA GLAVČINOM SPOJENO ZAVARIVNJEM Slika 3.6 Sklop glavčine i vijenca
- 10. 10 PRORAČUN NOSIVOSTI SKLOPA GLAVČINA-TIJELO ZUPČANIKA PREMA SLICI 3.6, ZA SLUČAJ DA JE VEZA ZUPČANIKA OSTVARENA PRESOVANJEM Obimna sila koju može prenijeti presovani spoj: 2 op op d M2 F 2 d pAM 2 kminpop –računski garantovani obrtni moment koji presovani sklop može prenijeti 1,0k –keoficijent otpora klizanja, biramo ga na osnovu materijala, podmazanosti površina (iz tabele 4.7 M.E.2). 2p dbA –dodirna površina elementa u presovanom sklopu mmb 25 –dužina presovanog sklopa mmd 1802 –prečnik na kome se vrši presovanje sklopa 2 2 1413018025 mmdbAp 2 min min )( d P p ie r –minimalni dodirni pritisak mjerodavan za proračun moći nošenja )(2,1minmin ier hhPP –minimalni računski preklop gdmin AaP –minimalni preklop, izračunat na osnovu tolerancijskih tablica za zadato nalijeganje Za d2 H8/x8 iz tolerancijskih tablica imamo: mITAAAmITH dgd 63630806388 mamITxza d 3106388 mAaP gd 24763310min ie hih –visina neravnina spoljašnjeg (e) i unutrašnjeg (i) elementa mmmhhPP ier 235,0235)55(2,1247)(2,1minmin )1(Em )1m()1m( 2 eee 2 eee e –faktor deformacije za spoljašnji dio )1( )1()1( 2 2 iii iii i Em mm –faktor deformacije za unutrašnji dio 3,3mm ie –Poasonov koeficijent Pa10215EEE 9 ie –modul elastičnosti za dati čelik 6,02 d d e –odnos prečnika spoljašnjeg elementa 5,0 2 1 d d i –odnos prečnika unutrašnjeg elementa 12 29 2 1016,9 )5,01(102153,3 5,0)13,3()13,3( e
- 11. 11 12 29 2 1047.8 )6,01(102153,3 6,0)13,3()13,3( i MPap 86,88 150)1016,91047,8( 235,0 1212min NmmMop 2,11300326 2 180 1,086,8814130 Obimna sila koja presovani spoj može prenijeti: N d M F op op 18,125559 180 2,1130032622 2 Obimna sila na podionom krugu koju može prenijeti presovani spoj: NF d d d M F op opI o 5,7533518,125559 300 1802 2