Pind 2 Pind 1 Joonis 7.5 Priit Põdra, 2004 114 Tugevusanalüüsi alused 7. DETAILI TÖÖSEISUNDID JA PINGETE ANALÜÜS Pingus = detaili = koormatud detaili mingi punkti pingete hulk, mis kõik punkti pingeseisund: mõjuvad erinevates suundades (nende arv on lõpmatu) Ühtlane pingus: = varda seisund, kus sama kaldega pindadel mõjuvad (homogeenne) kogu varda ulatuses võrdsed pinged Pingused jagunevad keerukuse järgi:
Üks teooriaküsimuste pilet koos vastustega Kahe teooriaküsimuste pileti vastused Variant A eelmiselt lehelt vastused arvutisse ümber trükituna 1. Lõige = varda tööseisund, kus ristlõikes arvestatakse vaid põikjõudu Q: · lõiketsooni ristlõiked nihkuvad üksteise suhtes varda telje ristsihis; · lõiketsoonist väljas jääb varda telg sirgeks; · lõiketsooni ristlõiked jäävad tasapinnalisteks. 2. Puhas nihe = pingeolukord (pingus) kus pingeelemendi (Joon.3.12) ristuvatel pindadel mõjuvad ainult nihkepinged (normaalpinged puuduvad) 3. Väändemoment = osakestevaheliste (sise-) jõudude resultant väändel (Joon. 3.4) 4. Väändemomendi epüüril avaldub väänav üksikkoormus astmeliselt 5. Kui neetliite kõik lõikepinnad ei ole võrdselt koormatud, siis: · Aktsepteerida ülekoormust (kuni 5%) · Tugevdada neetliidet
normaalide sihte pinguse peasihtideks. Peapingete abil on võimalik määrata teiste kaldpindade hulgast need pinnad, kus mõjuvad maksimaalsed ja inimaalsed normaalpinged. Pingused saab liigitada kolmeks: joonpingus, tasandpingus ja ruumpingus. Joonpingus esineb siis, kui koormatud detaili antud punktis on ainult üks nullist erinev peapinge, ehk joonpingus saab esineda ainult tõmbel ja survel. Tasandpingus ehk kahemõõtmeline pingus esineb siis, kui Valem 7 Üldistatud Hooke'i seadus peapingetes detaili antud punktis mõjub kaks nullist erinevat peapinget, tasandpinguse korral esinevad vääne ja paine. Ruumpingus ehk kolmemõõtmeline pingus on varda mingi punkti pingeseisund, mis on määratud kolme nullist erineva peapingega. Hooke’i seaduse alusel on pingete ja deformatsioonide vahelised seosed
*tõmme ja surve *vääne *puhas paine *lõige 7.6. Millistel tingimustel tekib puhas paine? Ristlõiked pöörduvad üksteise suhtes ristlõike kesk-peatelgede ümber; Detaili telg kõverdub 7.7. Millistel tingimustel tekib puhas lõige? Ristlõiked kulgevad üksteise suhtes detaili telje ristsihis; Ristlõiked jäävad paralleelseteks 7.8. Defineerige sisejõu staatiline seos? sisejõu väärtuse saab pinge avaldist integreerides ; 7.9. Mis on pingus? Detaili punkti pingeseisund:koormatud detaili mingi punkti pingete hulk, mis kõik mõjuvad erinevates suundades 7.10. Defineerige ühtlane pingus! varda seisund, kus sama kaldega pindadel mõjuvad kogu varda ulatuses võrdsed pinged 7.11. Defineerige joonpingus! koormatud detaili antud punktis on ainult üks nullist erinev peapinge 7.12. Mis on liitpingus? varda mingi punkti pingeseisund, mis on määratud (kahe- tasandpingus); (kolme- uumpingus) nullist erineva peapingega 7.13
4.vihid; 14.reguleeritav tugi; 5.varras; 15.hoob; 6.telg; 16.katarakti silinder; 7.siiber; 17.katarakti drosselklapp; 8.siibri hülss; 18.katarakti kolb; 9.drosselklapp; 19.tagasiside hoob; 10.küttelatt; 20.vedru: Automaatsüsteemi tasakaaluolekus vihtidele 4 mõjuv tsentrifugaaljõud on vastavuses seadevedru 2 pingusega ja varras 5 (võrdlev element) on rangelt fikseeritud asendis. Regulaatori kõik elemendid on paigal, servomootori kolb on fikseeritud mingis asendis, vedrul 20 on 0 pingus, st ta ei ole ei kokkusurutud ega välja venitatud. Pöörlemissageduse muutumisel Pts suureneb, vihid paiskuvad laiali, varras 5 ja hoova 19 parem ots liiguvad üles. Hoova 19 vasak ots on esialgu liikumatu, kuna servomootori kolb 13, hoob 15 ja katarakti kolb 18 on fikseeritud. Hoova 19 parema otsa liikumisel üles hakkab üles liikuma ka juhtsiiber, avanevad kanalid ja surve all olev õli suunatakse servomootori kolvi peale. Kolvi alumine varras, mis on seotud küttelatiga liigub
kg q := i1m killustik = 13.8 killustiku jooksva meetri mass m Keti minimaalseks pingsuseks punktis 1 valin S1 := 3500N. Keti pealejooksva haru pingsuse punktis 3 arvutame valemiga: ( ) Sp := 1.1 S1 + q + q 0 H g = 9.3 kN Keti mahajooksva haru pingsuse punktis 4 arvutame valemiga: Sm := 1.1 S1 + q 0 H g = 7 kN Ühe ketiharu maksimaalne arvutuslik pingus kk := 7 Sak := kk 0.65 Sp = 42.1 kN Valin III kategooria keti katketugevusega St := 68kN, võlli läbimõõduga D := 11mm. (1, lk 213) Joonis 1. Elevaatori skeem (1, lk 239) Vedavate ketirataste ringjõud ( ) P := Sp - Sm + 0.05 Sp + Sm = 3.1 kN Elektrimootori võimsus kN := 1.2 võimsuse varutegur m := 0.8 ajami kasutegur P v N := kN = 3.3 kW m rev := 2
*tõmme ja surve *vääne *puhas paine *lõige 7.6. Millistel tingimustel tekib puhas paine? Ristlõiked pöörduvad üksteise suhtes ristlõike kesk-peatelgede ümber; Detaili telg kõverdub 7.7. Millistel tingimustel tekib puhas lõige? Ristlõiked kulgevad üksteise suhtes detaili telje ristsihis; Ristlõiked jäävad paralleelseteks 7.8. Defineerige sisejõu staatiline seos? sisejõu väärtuse saab pinge avaldist integreerides ; 7.9. Mis on pingus? Detaili punkti pingeseisund:koormatud detaili mingi punkti pingete hulk, mis kõik mõjuvad erinevates suundades 7.10. Defineerige ühtlane pingus! varda seisund, kus sama kaldega pindadel mõjuvad kogu varda ulatuses võrdsed pinged 7.11. Defineerige joonpingus! koormatud detaili antud punktis on ainult üks nullist erinev peapinge 7.12. Mis on liitpingus? varda mingi punkti pingeseisund, mis on määratud (kahe- tasandpingus); (kolme- uumpingus) nullist erineva peapingega 7.13
mitmekiilulise rihma abil. Kiilrihma korral kasutatakse generaatorit ülekanderihma pingul hoidmiseks. Siis on generaator mootori kere külge kinnitatud ühest punktist ja teiseks punktiks on pinguti. Pingutamiseks pööratakse generaatorit ümber kinnitustelje mootorist eemale. Mitmekiilulise rihma korral kasutatakse automaatset pingutust st vedru survejõud pingutusrulliku kaudu hoiab rihma pingust normis. Rihma pingust tuleb aegajalt kontrollida. Kui pingus ei ole õige, võib rihm hakata libisema. Libisev rihm põhjustab elektrisüsteemis pinge vähenemise alla normi st alla 14 V või 28 V ja siis ei toimu enam aku laadimist. Kiilrihma pinguse määramiseks mõjutatakse rihma jõuga F ja mõõdetakse rihma läbipaine I. Jõu suuruse ja läbipaine andmed saab antud masina andmete kataloogist. Mitmekiilulise rihma libisemine kõrvaldatakse rihma ja pingutusrulliku vahetusega. Masinate elektrisüsteemides kasutatakse vahelduvvoolugeneraatorit
osadeks saelehe, kääride, ketassae või mõne teise lõikeriistaga. Metalli lõikamine erineb raiumisest selle poolest, et löögijõud asendatakse survejõuga. Sagedamini kasutatav lõikeriist lukksepatööl on käsisaag , mida kasutatakse tavaliselt paksude lehtede, latt-, ümar- ja profiilmaterjali lõikamiseks. Saeleht asetatakse raami nii, et hammaste kaldesuund ühtiks lõike suunaga. Saeraamid on kindla või reguleeritava pikkusega. Raami vahele kinnitatud saelehe pingus peab olema õige. Nõrgalt pingutatud saeleht võib lõikamise ajal painduda ja seetõttu murduda. Saelehe paindumine võib esile kutsuda ka hammaste murdumise. Liiga pingutatud saeleht võib töötamise ajal vähimagi kõrvalekalde puhul puruneda. Saehamba lõikeosa geomeetria on analoogne meisli lõikeosa geomeetriaga , kuid nurkadel on erinevad väärtused. Teritusnurk peab tagama hamba küllaldase tugevuse, et ületada materjali vastupanu lõikamisele ja seejuures ise mitte puruneda
m 1 ( G1 := 1.1 G0 cos( ) + q T a z1 )= 806 kg (2, lk 265) = 9.549 deg tee tõus kraadides a = 100 m vagonettide interval z1 = 4 vagoneti sõidurataste arv Kandetrossi maksimaalne arvutuslik pingus k := 3.75 Kandetrossi varutegur arvestamata hõõrdumist kandepakkudel (2, lk 266) Sa := 0.78 G1 k z g = 1710949 N (2, lk 266) Sa := 1720000N = 1720 kN G1 = 806 kg vagoneti ühe ratta koormus z = 5472 töö ajal välja saadetud vagonettide
3.17. Sõnastage nihkepinge paarsuse seadus! Ristuvate lõikepindade ühise serva ristsihis mõjuvad nihkepinged on võrdsed ja sama märgiga (suunatud mõlemad kas serva poole või sellest eemale) Kehtib kõikides kehades mistahes koormusseisundite korral 3.18. Kuidas avaldub nihkepingete paarsuse seadus väändel (joonis)? Väänatud ümarvarda pikilõikes mõjub ristlõike väändepingetega samaväärne lõikepinge 3.19. Defineerige puhas nihe! = pingeolukord (pingus) kus pingeelemendi ristuvatel pindadel mõjuvad ainult nihkepinged. 3.20. Millised pinged mõjuvad väänatud varda sisepinnal, mis on telje suhtes 45 kraadi kaldu? Suurim normaalpinge - pinnas, mis 45° ristlõike suhtes kaldu 3.21. Millisel sisepinnal mõjuvad puhta nihke korral suurimad tõmbepinged? Puhtalt väänatud varda ristlõike suhtes 45° kaldu paikneb pind, kus materjal töötab tõmbele ja nihe puudub 3.22
rööpsete telgede suhtes? (astmelise või sujuvalt muutuva profiiliga) 5.14. Kuidas saab arvutada keeruka kujundi detaili võimalikud ohtlikud ristlõiked? inertsimomente? 6.24. Mis on varda neutraalkiht? Tugevusõpetus I ja Tugevusõpetus II Teooriaküsimused 6.25. Kuidas paikneb painutatud detaili 7.9. Mis on pingus? neutraalkiht (kui muud sisejõud 7.10. Defineerige ühtlane pingus! puuduvad)? 7.11. Defineerige joonpingus! 6.26. Mis on varda ristlõike nulljoon? 7.12. Mis on liitpingus? 6.27. Kuidas paikneb painutatud detaili 7.13. Kuidas määratleda liitpinguses varda ohtliku
seadmetel. Hälve väiksem. Pöörlev toorik ja lõikeriist vastassuunas. Telje hälve kõige väiksem. 7. Saagimine Sissejuhatus o Saagimine on metalli lõikamine mitmelõikeservalise tööriistaga mille laius on väike. Kasutatakse tavaliselt materjali poolitamiseks. Vedruterasest (kõvadus 50HRC) lint annab saelindile pika eluea ning HSS lõikehambad piisava kulumiskindluse. Vale saelehe pingus võib kaasa tuua ebaühtlase, “viltuse” lõike ning võib viia saelindi purunemiseni. Et pikendada saelindi eluiga on soovitatav saelint “sissetöötada”. Uue saelindiga lõikamine suurtel režiimidel kutsub esile hammaste enneaegse murdumise. Rahulik sissetöötamise periood tagab hammaste teravate servade ümardumise. Esimese 300-500 cm2 (ristlõikepindala) lõikamisel võiks ettenihe olla pool lubatust
Suured ülekoormused tekivad ka pehmele teele sisse vajunud autoga kohalt liikumisel. Müra vajab kõrvaldamist siis, kui ta suureneb kiiresti. Normaalselt tekib peaülekande nõrk undamine pärast 100 000 km läbisõitu ja suureneb aeglaselt. Kuna samasugust undamist ja kere kuminat võivad põhjustada ka kummid ja käigukast, tuleb enne tagasilla remonti kontrollida kogu jõuülekannet. Hooga sõitmisel kuulduvat müra võib tekitada kardaanliigendi ääriku kinnitusmutri vähene pingus. Ühtlane nõrk kumin, mis kostub selgesti vaid teatud kiirusel, häirib ainult sõidumugavust. Tugev kõrgrtooniline müra tekib õlinivoo langemisel ja siis, kui hüpoidülekandes ei ole hüpoidõli. Sellisel juhul on sõidu jätkamine lubamatu. Remonditud sild undab siis, kui ta ei ole õigesti reguleeritud. Diferentsiaali kulumisel kuuldub kohalt liikumisel või pärast hooga sõitu gaasi lisamisel tagasillast iseloomulik kõlksatus
Lõikepinge Sisejõud Väändepinge Joonis 3.14 3.4.3. Suurim normaalpinge väändel ja purunemine Puhas nihe = pingeolukord (pingus) kus pingeelemendi (Joon.3.12) ristuvatel pindadel mõjuvad ainult nihkepinged (normaalpinged puuduvad) Priit Põdra, 2004 40 Tugevusanalüüsi alused 3. DETAILIDE TUGEVUS VÄÄNDEL PROBLEEM: Teada on, et varda ristlõikepinnad on puhta nihke pinnad (kujund BCEF, kus
Selleks, et risttahuka kuju ei muutuks, peavad tema küljed võrdselt deformeeruma. Siis kui kuubi kuju jääb kuubiks, kuigi tema ruumala muutub. Kui on antud peapinged Ϭ1, Ϭ2 ja Ϭ3, siis ruumala muutust põhjustab keskmine peapinge: mida nimetatakse hüdrostaatiliseks pingeks. Peapinged hüdrostaatilise pinge ja hälbe summana: saadud avaldistest selgub, et mistahes pingus võib olla alati esitatud kahe pinguse summana: hüdrostaatiline pinge põhjustab ainult mahumuutust (kuju jääb samaks), hälve põhjustab ainult kujumuutust (maht jääb samaks) 3. Mohr’i tugevuskriteerium – katselised tulemused näitasid, et hapra materjali piirseisundi tekkel on peamine roll äärmistel peapingetel Ϭ1 ja Ϭ3, millele vastab piirring Mohr’i teooria võrdpinge:
8.3. Liitpinguse tugevusanalüüs 8.3.1. Liitpinguse ekvivalentpinge Materjali tugevusomadused Rm, Tugevustingimus saab võrrelda ReH jt. on määratud katseliselt vaid joonpinguse pingeid tõmbeteimidega (joonpingus) (tegelik pinge lubatav pinge) Detaili koormusolukorrale vastav Tegeliku pinguse jaoks tuleb arvutada tegelik pingus on (üldjuhul) sellele ohtlikkuselt vastava tasandpingus või ruumpingus joonpinguse pinge ehk ekvivalentpinge Priit Põdra, 2004 132 Tugevusanalüüsi alused 8. LIITKOORMATUD DETAILIDE TUGEVUS PROBLEEM: Teada on (materjalide tõmbeteimidest) tugevustingimused joonpinguste jaoks
100a), mida kasutatakse tavaliselt paksude lehtede, latt-, ümar- ja profiilmaterjali lõikamiseks. Käsisaag: a üldvaade; b saelehe hammaste geomeetria; c ja d saelehe hammaste murdmise skeemid. joon. 100 Saeleht asetatakse raami nii, et hammaste kaldesuund ühtiks lõike suunaga. Saeraamid on kindla või reguleeritava pikkusega. Raami vahele kinnitatud saelehe pingus peab olema õige. Nõrgalt pingutatud saeleht võib lõikamise ajal painduda ja seetõttu murduda. Saelehe paindumine võib esile kutsuda ka hammaste murdumise. Liiga pingutatud saeleht võib töötamise ajal vähimagi kõrvalekalde puhul puruneda. Saehamba lõikeosa geomeetria on analoogne meisli lõikeosa geomeetriaga (joon.100b), kuid nurkadel on erinevad väärtused. Teritusnurk peab tagama hamba küllaldase tugevuse, et ületada
lõtk oleks 0,1... 0,3 mm. Lõtku tuleb kontrollida rulli mit- mes asendis, pöörates selleks rulli sõrmedega. Seejärel kaetakse sektor ja rull kergelt õliga ning paigaldatakse karteri kaas. Lõpuks reguleeritakse lingi käik 5... 10 mm piiridesse trossi ümbrise tugikruvi abil. Peaülekande keti pinguse reguleerimine. Keti pingust mõjutab ühelt poolt tagumise õõtshargi asend, kuna hargi õõtsumistelg ei lange vedava ketiratta teljega kokku. Tei- selt poolt ei ole keti pingus kögu pikkuses ühesugune, kuna ta venib ebaühtlaselt. Seetõttu tuleb keti pingust kontrollida nii koormamata kui ka koormatud (juht + kaassõitja) tagaratta korral ja ketirataste eri asendites, milleks aeg-ajalt pööratakse tagaratast. Keti pingust hin- vate tagarattatelge tõmbavate või tõukavate reguleerpol- natakse ta ülemise haru läbivajumise järgi (joon. 120). tide abil. Eelnevalt on vaja lõdvendada ratta telje kinni-
annaabi.ee 
