Прочностные расчеты, Расчет на прочность зажимных винтов - Организация технического ремонта и технология ремонта дизельных двигателей в условиях ОАО "Малмыжский завод по ремонту дизельных двигателей"

Детали устройства, испытывающие силовые нагрузки, совмещенные с силами трения (винты, гайки, оси и валы, зубчатое зацепление), выполнены из стали 45 с термообработкой 32...37,5 НRСЭ; остальные элементы конструкции, где требуется применение электросварки, из стали Ст. З [6].

Расчет на прочность зажимных винтов

При кантовании двигателя должна быть исключена возможность его перемещения вдоль поворотных балок 4 и 5, для чего необходимо создать достаточное усилие трения между поверхностями балок 4 (или 5) и опорными пластинами 7. Усилие зажима создается гайками 10 (общее количество 8 шт).

Принимается к расчету вес двигателя 500 кг (5000 Н).

Минимальное требуемое усилие зажима Р3, Н, для удержания двигателя определяется по формуле

Рз = Р/з, (3.1)

Где Р - вес двигателя, Н; з - Коэффициент трения между поверхностями сопрягаемых деталей.

Принимается Р=5000 Н; з =0,15 для пары сталь - сталь.

Р3=5000/0,15=33350Н.

Сила РВ, Н, приходящаяся на каждый из зажимных винтов, определяется по формуле

РВ= Р3/8=33350/8=4170 Н.

Усилие, прилагаемое рабочим к рукоятке зажимной гайки, принимается РР=50 Н.

Сила РВ, Н, действующая на зажимной винт от усилия рабочего РР, определяется по формуле

РВ= РР - (DМ / d2) - (1/tg в), (3.2)

Где РР - усилие рабочего на рукоятке, Н; DМ - Плечо силы РР, равное удвоенной длине рукоятки зажимной гайки, мм; d2 - средний диаметр резьбы винта, мм; в - угол подъема винтовой линии резьбы, град.

Из сборочного чертежа принимается: DМ = 200 мм; d2 =14,7 мм для резьбы М16.

Величина tg в определяется из формулы

Tg в = S /(р?d2), (3.3)

Где S - шаг резьбы, мм.

Для резьбы М16 шаг S=2 мм [6].

Tg в =2/(3,14-14,7)=0,043,

РВ=50 - (200/14,7) - (1/0,043)=15820Н,

Р3=РВ - 8=15820 - 8=126560 Н.

Усилия рабочего достаточно для обеспечения неподвижности двигателя на стенде.

Далее, определяется прочность зажимного винта от приложения к нему усилия рабочего.

Ненапряженный винт испытывает растягивающие напряжения.

Условие прочности резьбы винта на растяжение записывается уравнением [6]

?Р= 4 - РВ / (р? d12) ? [?Р], (3.4)

Где ?Р - расчетное растягивающее напряжение в резьбе винта, МПа; d1 - внутренний диаметр резьбы, мм; [?Р] - допускаемое растягивающее напряжение материала винта, МПа.

Для резьбы М16 внутренний диаметр d1 =13,8 мм; для материала винта - сталь 45 допускаемое растягивающее напряжение [?Р]=200 МПа [6].

?Р = 4-15820/(3,14-13,82) = 106 Мпа ? [?Р]=200 МПа.

При затяжке винта в нем возникают дополнительные скручивающие усилия. Упрощенно винты в напряженных соединениях рассчитываются только на растяжение, а скручивание учитывается увеличением растягивающей силы РВ на 25...35%.

Растягивающее напряжение с учетом скручивающих усилий

?Р=1,3 -4 - 15820/(3,14 -13,82) =138 МПа ? [?Р] = 200 МПа.

Условие прочности выполняется.

Похожие статьи




Прочностные расчеты, Расчет на прочность зажимных винтов - Организация технического ремонта и технология ремонта дизельных двигателей в условиях ОАО "Малмыжский завод по ремонту дизельных двигателей"

Предыдущая | Следующая