Tang = = =156 MPa d 22-d 2 0,0852-0,0422 max Rummi sisepinna punktide radiaalpinge: Rad =-Pmax =-94,5 MPa Rummu sisepinna punktide tugevustingimus: ¿ max 2 max max Rad ¿ - Tang Rad ¿ -94,5¿ 2-156(-94,5 ) ¿ 1562 +¿ ¿ ¿ Ekv = ¿ Voolepiir C60E korral valin: y =450 MPa y 450 Varutegur: s = Ekv = 219 =2,05 Tugevuse tingimus: s =2,05 [ s ]=1,7 Rumm on piisavalt tugev, et pidada vastu 3. Arvutada liitele lubatav pöördemoment. Istu 20 H 7 /r 6 vähima pinguga ülekantab pöördemoment: 2 F hmind fPmin Ld 0,1517,010 6 0,060,04 22 M Vmin= = = =134,95 135 Nm
Antud Voolepiir: σ Pf =580 Mpa Pikkus: L = 400 mm Koormus: F = 5 kN Profiil: UNP180 Paksus: δ=¿ 8 mm 1. Teha konstruktsiooni skeem mõõtkavas. 2. Mõõtmed a, b ja t valida tulenevalt UNP profiili laiusest. UNP180 → a = 90 mm ; b = 400 mm ; t = 45 mm; 3. Koostada keermesliite koormusskeem ning arvutada põikkoormus enimkoormatud poldile. Poltliitele mõjuv pöördemoment: a 0,09 ( ) ( M =F∗ L+ =5∗ 0,4+ 2 2 ) =2,22 kNm Jõule F vastavad toereakstioonid: F 5 F F = = =1,25 kN 4 4 Momendile M vastavad toereaktsioonid: M 2,22 F M= = =8,72 kN 2∗√ a + c 2∗ √0,092 +0,092 2 2 Nurk F ja M vahel: c 0,09 α =π−arctan =π −arctan =2,356 rad a ...
Antud: Voolepiir: σ y =350 Mpa Pikkus: L = 400 mm Koormus: F = 5 kN Profiil: UNP180 Teras: S355 Paksus: δ=¿ 8 mm 1. Teha konstruktsiooni skeem mõõtkavas. 2. Mõõtmed b, c ja t valida tulenevalt UNP profiili laiusest. b = 180 – 2 ¿ 5=170 mm c = 180 – 2 ¿ 5=170 mm t = 5 mm 3. Tuvastada keevisliite ohtliku ristlõike ohtlik(ud) punkt(id) ning arvutada summaarse pinge suurim(ad) väärtus(ed). Keevisõmbluse tööseisund: b=170 mm c=170 mm X c =42,5 mm Z c =42,5 mm F=5 kN Keevisliitele mõjuv pöördmemoment: M =F∗( L+t +b−X C ) =5 ( 0,4+0,005+0,17 +0,0425 )=3,09 kN m Ohtliku lõike põikjõud: Q=F=5 kN Ohtliku lõike väändemomoment: T =M =3,09 kNm Keevisõmbluse lõikepinge: ...
mm , t1 = 7 mm +0,2, t2 =4,4 mm +0,2, 180 kraadise nurga all. Kuna ta vastab nõutavale tugevustingimusele ja on odavam kui hammasliide. Liistliite eelisteks on see, et seda liistliidet on lihtne valmistada, mugav kokkupanna ja lahtivõtta ning madal hind Liistliite puudusteks on aga - pingekonsentraatorite teke, samatelgsust raske tagada, pöördemoment on väike ja nurklõtku tekkimise võimalus. Kui liistu, rummu ja võlli materjaliel on erinev voolepiir, siis valitakse arvutusteks selle detaili voolepiir , mis on kõige väiksem.
Rm=Fm/S0, kus Fm – maksimaaljõud ja S0 – teimiku algristlõikepindala. 2. Milline on seos materjali tõmbetugevuse ja kõvaduse vahel? Mõlema puhul on materjali võime vastu panna kohalikule plastsele deformeerumisele. Vastupanuvõime tugevale koormusele. 3. Selgita tähised HBW, HV, HBS HBW – Brinelli kõvadusaste tähistus(kõvasulamkuul) HV – Vickersi meetodi kõvadusarvu tähistus HBS – sama mis essa aga (teraskuul) 4. Mis on voolepiir, tinglik voolepiir ja kuidas neid määratakse? Voolepiir on piir, millest all poolt on detailil elastne deformatsioon ehk taastab peale jõu kaudumist oma orginaal mõõtmed...ning voolepiir punktist üleval pool on plastne deformatsioon ehk peale jõudude eemaldumist säilitab detail oma kuju ja mõõtmed. Tinglik voolepiir on märgitakse kokkulepitult pingele kus keha on pikenenud oma alg mõõtmetest 0,2% võrra. Määratakse tõmbediagrammi abil, mõjuv jõud jagatud keha alg ristlõikepindalaga. 5
0.5 0.3 5 0.2 08 7 5 35XM 0.3 0.1 0.4- Max Max 0.8- - Ma - - Max 2- 7- 0.7 0.03 0.03 1.1 x Cu 0.4 0.3 5 5 0.3 0.3 7 1. C22E – parendatud mittelegeerteras. EN 10083-2 Tõmbetugevus läbimõõdul > 16 - 40mm Rm= 470-620 N/mm2; Voolepiir >16- 40mm Re=290N/mm2; Katkevenivus läbimõõdul >16-40mm A= 22% 2. 34CrS4 – parendatavad legeerterased. EN 10083-3 Tõmbetugevus läbimõõdul >16-40mm Rm=800-950 N/mm2; Voolepiir Re=590 N/mm2;Katkevenivus A=14% Tõmbetugevus läbimõõdul >40-100mm Rm=700-850 N/mm2; Voolepiir Re=460 N/mm2 ; Katkevenivus A=15% 3. C22 – parendatavad mittelegeerkvaliteetterased. EN 10083-2 Tõmbetugevus läbimõõdul >16-40mm Rm=410 N/mm2; Voolepiir Re=210 N/mm2;Katkevenivus A=25%
RAUASULAMID 1.3 Teras Teras on laevaehituses enim kasutatav materjal, väga hea tugevuse ja kõvadusega ja on suhteliselt odav, samuti piisava kroomiga on ta ka korrosioonikindel. 1.3.1 Laevaehitusteras-ABS terased ABS terased on laialt levinud laevaehituses, kasutatakse konstruktsiooni ehituseks, samuti on laevakere plaadid ABS terasest. ABS terastel tuleb eri kvaliteediga, A, B, D, E, DS ja CS. Voolepiir kõikidel ABS terastel on kinnitatud voolepiir 235Mpa, välja arvatud A-klassi omal on 235Mpa ja külmalt on 205Mpa. Tõmbetugevus ABS terasel on 400-490 Mpa, välja arvatud A klassi teras millel on 400-550 Mpa ja külmalt on tõmbetugevus 380-450 Mpa. Erinevatel klassidel on kergelt erinev keemiline koostis ja erinev tõmbetugevus. Laevaehitus ABS terased tulevad kuues eri klassis ja kahe erineva tugevusega AH32, DH32, EH32, AH36, DH36 ja EH36. 32. kraadil on voolepiir 315 Mpa ja tõmbetugevus 440-590 Mpa.
Kordamis küsimused: Tehnomaterjali praktikum- TÕMBETEIM 1.Mis on tõmbetugevus, kuidas seda määratakse? Maksimaaljõule (Fm) vastav mehaaniline pinge, määratakse maksimaaljõu ja teimiku algristlõike pindala jagatisega. (vastupanu märgatavale plastsele deformatsioonile) 2.Mis on voolepiir, tinglik voolepiir ning kuidas neid määratakse? Voolepiir on piir, millest all poolt on detailil elastne deformatsioon ehk taastab peale jõu kaudumist oma orginaal mõõtmed...ning voolepiir punktist üleval pool on plastne deformatsioon ehk peale jõudude eemaldumist säilitab detail oma kuju ja mõõtmed. Tinglik voolepiir on märgitakse kokkulepitult pingele kus keha on pikenenud oma alg mõõtmetest 0,2% võrra. Määratakse tõmbediagrammi abil, mõjuv jõud jagatud keha alg ristlõikepindalaga. 3.Missugust materjali omadust iseloomustab tõmbetugevus? Tugevust ja plastsust. Tugevus- materjali võime purunemata taluda koormust.
1. Detaili joonis: Andmed: D = 50 mm d = 16 mm Nõutav tugevusvarutegur: [S] = 2 Materjal: Teras (S235 EN 10025) Voolepiir: Y = 235 MP Leida: Koormusparameetri F suurim lubatav väärtus. 2. Detaili pikisisejõu epüür: 3. Detaili ristlõike pindala epüür A = *r2 A1= *252- *82= 1762,4 mm2 A2= *26,8752- *82 = 2068,0 mm2 A3= *28,752- *82 = 2395,7 mm2 A4= *30,6252- *82 = 2745,4 mm2 A5= *32,52- *82 = 3117,2 mm2 AI= AG = * 252 = 1963,5mm2 4. Detaili pikkepinge epüür: 5. Tugevustingimus ja suurim lubatud jõud. Pikkepinged: Kõige suurem on pinge varda ristlõikes AG
2. Sisejõud lõikes C (+) 3.3. Sisejõud lõikes B (+) 3.4. Sisejõud lõikes E Selles punktis peaks QE=0 3.5. Sisejõud lõikes A FA=QA=7,5 kN(+) MA=0 3.6. Sisejõudude epüürid Ohtlikud ristlõiked on D ja E QE=0 QD=10 kN MD=0 4. Tugevusarvutused 4.1 INP-ristlõike nõutav tugevusmoment Painde tugevustingimus - suurim normaalpinge ristlõikes - ristlõike telg-tugevusmoment - ülesandes nõutav vartteguri väärtus - materjali voolepiir Ristlõike nõtav telg-tugevusmoment [W] = = = 26 kui paine on umber telje y 4.2 INP-ristlõike valik Valitakse sellise ristlõikega profiil mis vastab allolevale = 26 Tabelist on näha et sobib profiil INP100, mille = 34,2 26 4.3 Tala tugevuskontroll ohtlikus ristlõikes E Suurim paindepinge = = 453 MPa Tugevuse kontroll paindel = = = 0,52 0,5 4 Ei ole piisavalt tugev valin profiiliks INP220 Suurim paindepinge = = 56 MPa Tugevuse kontroll paindel = = = 4,2
Katkeahenemine = (A0-Au)/A0 *100% , kus A0 - algristlõikepindala Au ristlõike pindala purunemise järel = (312,9-104,6)/312,9 *100 = 66.6 % 2 Joonis 2. Terase moone ja pingete vaheline seos Flõpp 117869 tegelik = A lõpp = 104, 59 = 1126,96 MPa F max 174419 =557,43 tinglik = Ao = 312,9 MPa yu ülemine voolepiir: 406,56 [MPa] ya alumine voolepiir: 386,88 [MPa] u tugevuspiir ehk tõmbetugevus: 557,4 [MPa] Purunemispilt ja põhjendus Teras on plastne materjal ning enne purunemist deformeerub ta märgatavalt. Deformeerumise käigus tekib kael, mille keskelt keha ka lõpuks puruneb. 3 2. Tõmbekatse malmiga Katsekeha algandmed: Algpikkus l0 = 111,27 mm Lõplik pikkus l = 112,15 mm
elektrooniline väljund, mis suunab andmeid arvutisse töötlemiseks. Siirete mõõtmiseks võib kasutada kas haardeosade asukoha muutumist või ekstensomeetrit, sõltuvalt soovitavast mõõtmistäpsusest. Juhtimistarkvara: TestXpert (Programmis TestXpert II on kasutusel normile EVS-EN 10002-1:2001 vastavad tähised. Nende vastavus meie kasutatud tähistega on järgmine: alumine voolepiir y,al lower yeild point ReL ülemine voolupiir y,ül upper yeild point ReH tõmbetugevus u tensile strength Rm katkepinge katke stress at break RB baasi algpikkus l0 marked initial gauge length L0 baasi lõppikkus lu gauge length after break Lu Katsemasin EU 100 Kasutatavad katsematerjalid:
=0 =0 F*CG-FB*BG-MG => MG = 10*1,875-20*0,625=18,75-12,5 = 6,25 kNm 2.5 Sisejõud lõikes E Tasakaaluvõrrandid: =0 =0 kN 2.5 Sisejõude epüürid Ohtlikud ristlõiked on QC - QG = 10 kN MB = 12,5 kNm 3. Tugevusarvutus 3.1 INP-ristlõike nõtav tugevusmoment Painde tugevustingimus - suurim normaalpinge ristlõikes - ristlõike telg-tugevusmoment - ülesandes nõutav vartteguri väärtus - materjali voolepiir Ristlõike nõtav telg-tugevusmoment [W] = = = 21,3 kui paine on umber telje y 3.2 INP-ristlõike valik Valitakse sellise ristlõikega profiil mis vastab allolevale = 21,3 Tabelist on näha et sobib profiil INP200, mille = 26 21,3 3.3 Tala tugevuskontroll ohtlikus ristlõikes B Suurim paindepinge = = 58 MPa Tugevuse kontroll paindel = = = 4,05 4 = 4 Ristlõike B tugevus paindel on tagatud Alljärgnevalt normaalpinge epüür 3
=0 =0 kN FA * AE = 8,75*0,375 = 3,28 2.6 Sisejõude epüürid Ohtlikud ristlõiked on QC = 10 kN MB = 4,2 kNm 3. Tugevusarvutus 3.1 INP-ristlõike nõtav tugevusmoment Painde tugevustingimus - suurim normaalpinge ristlõikes - ristlõike telg-tugevusmoment - ülesandes nõutav vartteguri väärtus - materjali voolepiir Ristlõike nõtav telg-tugevusmoment [W] = = = 7,2 kui paine on umber telje y 3.2 INP-ristlõike valik Valitakse sellise ristlõikega profiil mis vastab allolevale = 7,2 Tabelist on näha et sobib profiil INP120, mille = 7,41 7,2 3.3 Tala tugevuskontroll ohtlikus ristlõikes B Suurim paindepinge = = 77 MPa Tugevuse kontroll paindel = = = 3,05 3 4 Ei ole piisavalt tugev valin profiiliks INP140 Suurim paindepinge = = 77 MPa
Uku Luhari 202132 07.10.2020 Priit Põdra Ühtlasele võllile on paigaldatud üks vedav ja neli veetavat rihmaratast. Teada on võlliga käitatavad võimsused P1 ... P4 . Arvutada ühtlase võlli läbimõõt (kui võll on täis ja kui võll on õõnes), kui võll valmistatakse terasest E295 (voolepiir tõmbel σ y = 295 MPa) ja varuteguri nõutav väärtus [S] = 8. Painde ning võimalike pingekontsentraatorite ja väsimuse mõju on arvesse võetud nõutava varuteguri väärtuse valikul. Võlli pöörlemissagedus on 500 min-1 (pööret minutis). Võlli skeem valida vastavalt üliõpilaskoodi viimasele numbrile A. Koormused valida vastavalt üliõpilaskoodi eelviimasele numbrile B. Vajalikud etapid: 1. Koostada võlli väändemomendi epüür; 2
1. Algandmed ja ülesande püstitus Andmed: D = 50 mm d = 19 mm Nõutav tugevusvarutegur: [S] = 2 Materjal: Teras (S235 EN 10025) Voolepiir: Y = 235 MP Leida: Koormusparameetri F suurim lubatav väärtus. 2. Varda sisejõudude analüüs Lõige 1 Tasakaalus süsteemist mõtteliselt eraldatud osa on samuti tasakaalus. Järelikult ma saan eraldi vaadata mingit osa vardast. Valin lõike 1 alumise osa. Lõikepinna sisejõudusid saab käsitleda sisejõududena, milleks on joonisel NI. Lõike 1 tasakaalutingimusest tulenevalt saan kirjutada: Sisejõud NI = F (+) on konstantne ja tõmbejõud lõigul BC, kui XLI = (0 ... 0,1) m.
D'D -> 0 BD' -> 2,25 m AD' -> 6,75 m Tasakaaluvõrrandid: =0 =0 -MD' - p*AC*(AC/2+CD') AD' MD' p*AC*(AC/2+CD') AD'+ -4,4*2,25(2,25/2+4,5) 2,425*6,75+17,475*2,25= kNm Sisejõudude epüürid: Paindemomendiepüür: Põikjõuepüür: Ohtlikud ristlõiked on ja MB -22,5 kNm Tugevusarvutus INP-ristlõike nõtav tugevusmoment Painde tugevustingimus - suurim normaalpinge ristlõikes - ristlõike telg-tugevusmoment - ülesandes nõutav vartteguri väärtus - materjali voolepiir Ristlõike nõtav telg-tugevusmoment [W] = = = 383 INP-ristlõike valik Valitakse sellise ristlõikega profiil mis vastab allolevale = 383 Tabelist on näha et sobib profiil INP260, mille = 383 Tala tugevuskontroll ohtlikus ristlõikes B Suurim paindepinge = = 59 MPa Tugevuse kontroll paindel = = = 3,98 4 4 Ristlõike E tugevus paindel on tagatud Alljärgnevalt normaalpinge epüür Suurim lõikepinge s seinapksus - poolristlõike staatiline moment y telje suhtes
Joonis Nulljoone e asukoht ristlõike joonisel Inertsimoment I paindele vastava kesk-peatelje suhtes : Joonis Kolmnurga inertsimoment kesk-peatelje suhtes Paine toimub y-telje suhtes 3 Nulljoone asukoht e ligikaudse valemiga ning võrrelda tulemust täpse valemiga saadud väärtusega. Ligikaudne valem annab siin suhteliselt hea tulemuse kuna: 4 Konksu arvutusskeem ja sisejõudude epüürid, konksu ohtlik ristlõige. Varutegur: [S] = 2 Materjal: S235 DIN EN 10025-2, mille voolepiir on Re = 235 MPa Kuna enamikel kui mitte kõikidel konksu juhtudel on arvutusskeem ja ohtlik rislõige olenemata ristlõike kujust sama, kasutatakse Priit Põdra Tugevusõpetus II materjale olukorra kirjeldamiseks. 5 Ohtliku ristlõike pingete epüürid (jõu F funktsioonidena) ning ristlõike ohtlik(ud) punkt(id). Kõvera varda paindepinge: Paindepinge punktis koordinaadiga z Ohtliku ristlõike paindemoment: Rislõike piirkoordinaadid: Joonis Piirkoordinaadid
on 12,3 . Profiili inertsmoment: Ix= 72,3 cm4 Profiili tugevusmoment: Wx= 12,6 cm3 Määran neetide asukoha ja läbimõõdu d1= 23mm (needi läbimõõt) a= 45mm (needirea kaugus nurkterase servast) d0= d1 + 1; d0=23+1= 24 mm -neediava läbimõõt Eeldus: Kõik needid on võrdselt koormatud Neediava ristlõike pindala d 02 A0 = 4 Lõike tugevustingimus: Juhendis oli kirjas, et needi voolepiir on 175MPa: Juhendis oli märgitud, et kui neetide arv on suurem kui 6, siis tuleb valida suurema läbimõõduga needid. Seega valin uued: Suurendan veelkord: Vastavalt juhendile valin: Nurkterase telje asukoha arvutamine: Needid tuleb paigutada nurkterase sisekülje keskele: k- nurkterase sisekülje keskpunkti kaugus äärtest Sarnaste kolmnurkade tunnust arvestades: Lisaks: Seega:
03.2016 P.Põdra TTÜ MEHHATROONIKAINSTITUUT MHE0041 - MASINAELEMENDID I MEHHANOSÜSTEEMIDE KOMPONENTIDE ÕPPETOOL KODUTÖÖ NR. 3 KEEVISLIIDE Jõuga F koormatud konsoolne terasleht (S355) on kinnitatud UNP profiiliga komponendi külge keevisliitega (kolm keevisõmblust). Konstrueerida keevisliide (elektroodi voolepiir on 350 MPa). 1. Teha konstruktsiooni skeem mõõtkavas. 2. Mõõtmed b, c ja t valida tulenevalt UNP profiili laiusest. 3. Tuvastada keevisliite ohtliku ristlõike ohtlik(ud) punkt(id) ning arvutada summaarse pinge suurim(ad) väärtus(ed). 4. Arvutada nurkõmbluse kaatet (täismillimeetrites). Kui kaatet tuleb suurem, kui väärtus, suurendada (horisontaalse) keevisõmbluse pikkust. Kui kaatet tuleb väiksem,
9 5 Üliõpilane Üliõpilaskood Esitamise kuupäev Õppejõud Stiina Ulmre 155459 17.03.17 P.Põdra Jõuga F koormatud konsoolne terasleht (S355) on kinnitatud UNP profiiliga komponendi külge keevisliitega (kolm keevisõmblust). Konstrueerida keevisliide (elektroodi voolepiir on 350 MPa). Töö sisu 1. Teha konstruktsiooni skeem mõõtkavas. 2. Mõõtmed b, c ja t valida tulenevalt UNP profiili laiusest. 3. Tuvastada keevisliite ohtliku ristlõike ohtlik(ud) punkt(id) ning arvutada summaarse pinge suurim(ad) väärtus(ed). 4. Arvutada nurkõmbluse kaatet (täismillimeetrites). Kui kaatet tuleb suurem, kui väärtus,
Töö nimetus: Keermesliide A -6 B -1 Üliõpilane: Rühm: Juhendaja: Igor Penkov Töö esitatud: Töö parandada: Arvestatud: 11.11.2010 1. Ülesanne Valida ääriku mõõtmed ja arvutada poltliide. Andmed Keevisliite mõõtmed 70 mm x 50 mm M = 1872 Nm q = 2,6kN/m = 2600 N/m l = 1,2m Q = ql = 2600*1,2 = N = 3120 N Materjal teras S355J2H voolepiir ReH = 355 MPa 2. Lahendus 2.1 Poltide ja ääriku valik Valin 4 polti tugevusklassist 8.8 Ääriku mõõtmeteks valin: Ääriku laius b = 140 mm Ääriku kõrgus h = 200 mm 2.2 Äärikule mõjuvad pinged Ääriku paindepinge Valin See survepinge peab tekkima poltide eelpingutusest. Valime eelpingutusjõuks 22 kN Ääriku survepinge on 1.1 Poldi arvutus Poldile mõjub välisjõud Koormus enimkoormatud poldile - koormusetegur, = 0,2 ... 0,3
kNm 18 9,5 0,5 3.3 Sisejõudude analüüsi tulemus Qmax = 10 kN Mmax = 18 kNm Ohtlik ristlõige on punktis B : QB = 10 kN ja MB = 18 kNm 4. Tugevusarvutus M y Painde tugevustingimus : max = W [S] y =235 MPa materjali voolepiir 3 [ W ] = M [ S ] = 18 10 6 4 306 cm3 ristlõikele nõutav telg-tugevusmoment y 235 10 4.1 Painde tugevustingimus tugevusmomentide kaudu : W y [ W ] =306 cm 3 kui paine on ümber telje y Ruukki INP tabelist andmed : Wx = 354 cm3 [ W ] =306 cm 3 INP240 h = 240 b = 106 s = 8,7 t = 13,1 b = 106 S=
4. Nõtketegur φ varda iga kinnitusviisi jaoks 3 5. Koormuse F suurim lubatud väärtus (0,1 kN täpsusega) varda iga kinnitusviisi jaoks 4 6. Saadud tulemuste võrdlus ja analüüs, soovitus kinnitusviisi kohta 4 Andmed: Materjal: S355J2H Varda pikkus: L = 750 mm = 0.75 m Voolepiir tõmbel: σy = 355 MPa Varutegur: [S] = 2 Materjali elastsusmoodul E = 210 GPa Ristlõike mõõtmed (mm): 30 x 30 x 3 1. Tootetabelist nelikanttoru ristlõike vajalikud parameetrid Inertsiraadiused: ix = iy = 1.08 cm Ristlõike pindala: A = 3.01 cm² Varraste redutseerimistegurid: μ1 =1 μ2 =2 μ3 = 0.5 μ4 = 0.7 Varraste nõtkepikkused: LE1 = μ1 * L = 0.75 m LE2 = μ2 * L = 1.5 m LE3 = μ3 * L = 0.375 m LE4 = μ4 * L = 0.525 m
1.2. Pöördemomendi M ja väändenurga sõltuvus Pöördemoment M (kgfcm) Väändemoment (mrad) Joonis 3. Masinadiagramm Suurim pöördemoment maxM = 6600 kgfcm (diagrammil) Suurim väändenurk = 300 mrad Läks katki M = 8000 kgfcm (tegelik maxM) Voolavuse moment MT = 2500 kgfcm Proportsionaalsuse moment Mpr = 2250 kgfcm 1.3. Voolepiir Wp = d3/16= 1,618 cm3 Ty = My = 220,7 Nm y = Ty/Wp = 220,7/1,618×10-6 = 136,4 MPa 1.4. Purunemispinge Wp,pl = d3/12 = 2,158 cm3 maxT = maxM = 8000 kgfcm = 760,7 Nm u = maxT/Wp,pl = 760,7/2,158×10-6 = 352,5 MPa Joonis 4. Purunemispilt 3 2. Väändekatse malmiga Joonis 5. Malmist katsekeha mõõtudega 2.1
paindekoormusele Üliõpilane Üliõpilaskood Esitamise kuupäev Õppejõud Astmega ümarvarras on konsoolselt kinnitatud korpusesse. Ümarvarda otsale, kaugusel L korpuse seinast, mõjub ajas sümmeetrilise tsükliga muutuv punktjõud F = (Fmin ... Fmax) (kusjuures Fmin = - Fmax). Varras on valmistatud terasest E295 DIN EN 10025-2 (voolepiir Re = 295 MPa ja tugevuspiir Rm = 470 MPa), varda töötemperatuur on kuni T = 120 °C ja tulemuse usaldatavus peab olema 99 %. Varda pinnakaredus ohtlikus kohas on Ra = 3,2 µm. Dimensioneerida varras ja arvutada koormustsüklite arv kuni varda purunemiseni. Varda mõõtmed valida vastavalt üliõpilaskoodi viimasele numbrile A. Varda koormus valida vastavalt üliõpilaskoodi eelviimasele numbrile B. Vajalikud etapid: 1. Koostada koormuse suurimale väärtusele Fmax
24. Keeraja otsa järgi: soonpeaga, ristpeaga, philips-ristpeaga, torx-peaga, sisekuuskant-peaga, sisenelikant-peaga. 25. Kasutusvaldkonna järgi: masinakruvid, plekikruvid, puidukruvid. 26. Otstarbe järgi: kinnituskruvid, seadekruvid. 18. Millised poldi ja kruvimaterjalid on enam kasutatavad? 27. 1) Tava- ja legeeritud terased 2) Roostevabad terased 19. Kirjutada lahti tava- ja legeerterasest poldi omadusklass 8.8, 10.9 ja 9.8. 28. 8.8 tõmbetugevus 800 MPa, voolepiir 640 MPa, tinglik voolepiir 600 MPa, Katkevenivus 12%. 29. 9.8 tõmbetugevus 900 MPa, voolepiir 720 MPa, tinglik voolepiir 650 MPa, Katkevenivus 10%. 30. 10.9 tõmbetugevus 1000 MPa, voolepiir 830 MPa, tinglik voolepiir 830 MPa, Katkevenivus 9%. 20. Millest lähtudes valitakse poldi/kruvi kinnitusmomendi väärtus? Tugevusklassi ja diameetri järgi. 21. Millest lähtudes valitakse tikkpoldi keermestatud osa pikkuse? 31
Ümarvarda otsale, kaugusel L korpuse seinast, mõjub ajas sümmeetrilise tsükliga muutuv punktjõud F = (Fmin ... Fmax) Korpus Varras (kusjuures Fmin = - Fmax). Korpus d Varras on valmistatud terasest E295 DIN EN 10025-2 (voolepiir Re = 295 MPa ja tugevuspiir Rm = 470 MPa), B F varda töötemperatuur on kuni T = 120 °C ja tulemuse D usaldatavus peab olema 99 %. Varda pinnakaredus ohtlikus kohas on Ra = 3,2 µm. RR0,5
Franz Mathias Ints 193527EANB 26.11.2020 Priit Põdra Ühtlasele võllile on paigaldatud kaks rihmaratast. Võlliga ülekantav võimsus on P = 5,5 kW. Väiksema rihmaratta efektiivläbimõõt on D1 = 140 mm. Arvutada ühtlase võlli läbimõõt, kui see valmistatakse terasest E335 (voolepiir tõmbel y = 325 MPa) ja varuteguri nõutav väärtus on [S] = 5. Pingekontsentraatorite ja väsimuse mõju on arvesse võetud nõutava varuteguri väärtuse valikul. Iga rihma vedava ja veetava haru tõmbejõudude F ja f seos on F 2,5f. Võlli skeem valida vastavalt üliõpilaskoodi viimasele numbrile A. Rihmarataste efektiivläbimõõtude seos, rihmade kaldenurk α ja pöörlemissagedus n (pööret minutis) valida vastavalt üliõpilaskoodi eelviimasele numbrile B.
seinast, mõjub ajas sümmeetrilise tsükliga muutuv Korpus punktjõud F = (Fmin ... Fmax) (kusjuures Fmin = - Fmax). Varras on valmistatud terasest E295 DIN EN 10025-2 B F D (voolepiir Re = 295 MPa ja tugevuspiir Rm = 470 MPa), varda töötemperatuur on kuni T = 120 °C ja tulemuse R0,5 usaldatavus peab olema 99 %. Varda pinnakaredus ohtlikus kohas on Ra = 3,2 µm. Dimensioneerida varras ja arvutada koormustsüklite arv Varras R kuni varda purunemiseni.
Üliõpilane Üliõpilaskood Esitamise kuupäev Õppejõud Franz Mathias Ints 193527EANB 29.10.2020 Priit Põdra Ühtlasele võllile on paigaldatud üks vedav ja neli veetavat rihmaratast. Teada on võlliga käitatavad võimsused P1 ... P4. Arvutada ühtlase võlli läbimõõt (kui võll on täis ja kui võll on õõnes), kui võll valmistatakse terasest E295 (voolepiir tõmbel y = 295 MPa) ja varuteguri M1 Laagerdus nõutav väärtus [S] = 8. Painde ning M2 Vedav rihmaratas võimalike pingekontsentraatorite ja väsimuse mõju on arvesse võetud
12.2020 Priit Põdra Astmega ümarvarras on konsoolselt kinnitatud korpusesse. Ümarvarda otsale, kaugusel L korpuse seinast, mõjub ajas sümmeetrilise tsükliga muutuv punktjõud F = (Fmin ... Fmax) ( kusjuures Fmin = - Fmax). Varras on valmistatud terasest E295 DIN EN 10025-2 (voolepiir Re = 295 MPa ja tugevuspiir Rm = 470 MPa), varda töötemperatuur on kuni T = 120 °C ja tulemuse usaldatavus peab olema 99 %. Varda pinnakaredus ohtlikus kohas on Ra = 3,2 µm. Dimensioneerida varras ja arvutada koormustsüklite arv kuni varda purunemiseni. Varda mõõtmed valida vastavalt üliõpilaskoodi viimasele numbrile A. Varda koormus valida vastavalt üliõpilaskoodi eelviimasele numbrile B. Vajalikud etapid: 1
8 2 Üliõpilane Üliõpilaskood Esitamise kuupäev Õppejõud Ühtlasele võllile on paigaldatud üks vedav ja neli veetavat rihmaratast. Teada on võlliga käitatavad võimsused P1 ... P4. Arvutada ühtlase võlli läbimõõt (kui võll on täis ja kui võll on õõnes), kui võll valmistatakse terasest E295 (voolepiir tõmbel y = 295 MPa) ja varuteguri nõutav väärtus [S] = 8. Painde ning võimalike pingekontsentraatorite ja väsimuse mõju on arvesse võetud nõutava varuteguri väärtuse valikul. Võlli pöörlemissagedus on 500 min-1 (pööret minutis). Võlli skeem valida vastavalt üliõpilaskoodi viimasele numbrile A. Koormused valida vastavalt üliõpilaskoodi eelviimasele numbrile B. Vajalikud etapid: 1. Koostada võlli väändemomendi epüür; 2
Terase mark – S235J2G3 EN10025. Trummel kahte rummude kaudu toetub võllile. Võll on trumli täispikkusel. Võlli materjal – teras C45E EN10083. Pöördemoment võllilt trumlile kantakse liistudega mõlema rummu kaudu. Võll toetub iseseaduva laagritele. Laagrisõlmed on kruvidega ühendatud raamiga. Raam on terastorudest (materjal – S355J2H) ja/või UNP profiilidest (materjal – S235JRG2) keevitatud konstruktsioon. teras S235 voolepiir – ReH (Y) = 235 MPa; tõmbetugevus – Rm (U) = 370 – 470 MPa; teras S355 voolepiir – ReH (Y) = 355 MPa; tõmbetugevus – Rm (U) = 490 – 610 MPa; teras C45E tinglik voolepiir – Rp0,2 (Y) = 370 MPa; tõmbetugevus – Rm (U) = 630 MPa; väsimuspiir – -1 = 275 MPa, -1 = 165 MPa; terase elastsusmoodul – E = 2,1* 105 MPa;
1. Algandmed Materjal: S355J2H Varda pikkus: L = 900 mm Mõõtmed: 50 x 50 x 5 Voolepiir tõmbel: σy=355 Mpa Materjali elastsusmoodul E = 210 GPa Varuteguri väärtus: [S]=2 Varraste redutseerimistegurid: μ1=1 ; μ2=2 ; μ3=0,5 ; μ4 =0,7 LE 1 =μ 1∗L=900=0,9 m LE 2 =μ 2∗L=1,8 m LE 3 =μ3∗L=0,45 m LE 4=μ 4∗L=0,63 m B = H = 50 mm T = 5 mm 4 I x =I y =25,69 cm i x =i y =1,78 cm A=8,14 cm2 Euleri piirsaledus arvutamine λ E= √ 2 π2 E σy λ E=
Kui pinge langeb, muutub materjal elastseks ja omandab Hooke’i keha omadused. Pinge vähenemisel elastne moone vähehaaval kaob. Pinge täielikul kadumisel ilmneb jääkmoone. Plastse metalli teise mudeliga, kalestuva elastoplastse materjali mudeliga, lähendatakse paljude kesksüsinikteraste ja legeerteraste käitumist mõõdukate moonete piires. Väikeste moonete puhul on tegemist Hooke’i kehaga. Elastse piirkonna lõpu määrab tinglik voolepiir – pinge, mille juures tekib küllalt suur jääkmoone. Suurte moonete korral, mis väljuvad kirjeldatud mudelite raamidest, hakkavad mõlemad mudelid käituma ühesuguselt. Nimelt ka ideaalselt elastoplastne metall kalestub ja tema vastupanu deformeerimisele suureneb nagu kalestuval elastoplastsel metallilgi. Proovikeha käitumine tõmbel ja survel hakkab erinema.
komposiit. 3 8 0 kaevud II 6.Klaaskiu d 51,0 10,0 3,0 30 50 1,633 54,43 1,144 38,13 2 10 1,6 34,02 komposiit 0 Tõmbetugevus: Tinglik voolepiir: Rm= Fm/S0 Rp Fm max jõud S0 teimiku algristlõikepindala 3.Lõõkpaindeteimi Tulemuste tabel Temperatuur Purustustöö Materjal /C KV /J 1. S355 20 208 2. Teras 20 8,7 45
Parameetrid Materjal: S355J2H Varda pikkus: L= 1050 mm = 1,05 m Voolepiir tõmbel: σy = 355 MPa Varutegur: [S] = 2 Materjali elastsusmoodul E = 210 GPa Varraste redutseerimistegurid: μ1=1 μ2=2 μ3=0,5 μ4 =0,7 Varraste nõtkepikkused: LE 1 =μ 1∗L=1,05 m LE 2 =μ 2∗L=2,1 m LE 3 =μ3∗L=0,525 m
õppejõud) 4. Tala ohtlikud ristlõiked, painde tugevustingimus, vähima võimaliku materjalimahuga sobiv INP-profiil; INP-ristlõike nõutav tugevusmoment 𝑀 𝛿𝑦 𝛿𝑚𝑎𝑥 = ≤ Painde tugevustingimus 𝑊 [𝑆] 𝛿𝑚𝑎𝑥 - suurim normaalpinge ristlõikes 𝑊 - ristlõike telg-tugevusmoment [𝑆] - ülesandes nõutav vartteguri väärtus 𝛿𝑦 - materjali voolepiir Ristlõike nõtav telg-tugevusmoment 𝑀 26,24∗103 [W] = [𝑆] = ∗ 4 = 4,4 ∗ 10−4 ≈ 44 𝑐𝑚3 𝛿𝑦 235∗106 𝑊𝑦 ≥ [𝑊] = 44 𝑐𝑚3 kui paine on umber telje y INP-ristlõike valik Valitakse sellise ristlõikega profiil mis vastab allolevale 𝑊𝑥 ≥ [𝑊] = 44 𝑐𝑚3
140 mm. f1 Pöörlev võll Arvutada ühtlase võlli läbimõõt, kui see valmistatakse terasest E335 Suurem rihmaratas, Laagerdusefektiivläbimõõt D2 (voolepiir tõmbel y = 325 MPa) ja varuteguri nõutav väärtus on [S] = 5. Võll Pingekontsentraatorite ja väsimuse mõju on arvesse võetud nõutava f2 Laagerdus varuteguri väärtuse valikul. Iga rihma vedava ja veetava haru tõmbejõudude F ja f seos on F 2,5f.
MAHB - 61 Priit Põdra Töö esitatud: Töö parandada: Arvestatud: 20.04.2012 Algandmed ja ülesande püstitus Astmega ümarvarras on konsoolselt kinnitatud korpusesse. Ümarvarda otsale, kaugusel L korpuse seinast, mõjub ajas sümmeetrilise tsükliga muutuv punktjõud F = (Fmin ... Fmax) (kusjuures Fmin = - Fmax). Varras on valmistatud terasest E295 DIN EN 10025-2 (voolepiir Re = 295 MPa ja tugevuspiir Rm = 470 MPa), varda töötemperatuur on kuni T = 120 °C ja tulemuse usaldatavus peab olema 99 %. Varda pinnakaredus ohtlikus kohas on Ra = 3,2 µm. Dimensioneerida varras ja arvutada koormustsüklite arv kuni varda purunemiseni. L = 140 mm D = 1,40d F = 300 N [S] = 4 1. PaindemomendiM epüür ja varda peenemaosaläbimõõtd Esmalt leitakse paindemoment M Lõige tehti kui L = 70 mm Painde tugevustingimus: Varda peenema osa läbimõõt
B-8 Üliõpilane (matrikli nr ja nimi) Rühm: Juhendaja: MAHB - 41 Priit Põdra Töö esitatud: Töö parandada: Arvestatud: 1. Rihmülekande ühtlane võll Algandmed Võlliga ülekantav võimsus on P = 5.5 kW Väikese rihmaratta efektiivläbimööt Materjal: teras E335 (voolepiir tõmbel ) Varutegur S = 5 Tõmbejõudude F ja f seos on F 2,5f D2 = 1,6D1, = 160° Võlli pöörded: n = 1200 min-1 2. Võlli aktiivsed koormused 2.1 Väänav koormus võlliga ülekantav võimsus - võlli pöörlemise nurkkiirus rad/s Leitakse ka D2 Kuna F 2,5f siis D2 = 1.6*140 = 224 mm 2.2 Painutavad koormused PAINUTAVAD koormused = rihmaharude tõmbejõu Rihmade poolt rihmarattale ülekantav moment
1. Algandmed Materjal: Teras E295 DIN EN 10025-2 Voolepiir: Re =295 MPa Tugevuspiir: Rm=470 MPa Töötemperatuur: T =120 ° C Tulemuse usaldatavus: 99% Pinnakaredus: Ra=3,2 μm Varuteguri väärtus: [S]=4 L= 260 mm D = 1,10d F = 2300 N Koostan Fmax paindemomendi epüüri M B=F∗L=2300∗0,26=598 Nm Ohtlik Lõige on M B=598 Nm Painde tugevustingimus: M σe σ max = ≤ , kus W on telg tugevusmoment
pinnasildedus, kuna töötlemisel kasutatakse standardseid instrumente ja tehnoloogiaid; 3. Hammasliidetes on võimalikud suured teljesihilised liikumised; 4. Võlli ja rummu parem tsentreeritus. Mõtekas olekski kasutada liistliited või siis hammasliiteid. Kuidas valitakse lubatav muljumispinge kui liistu, rummu ja võlli materjal on erineva voolepiiriga? Kui muljumispinge liistu, rummu ja võlli materjalid on erineva voolamispiiriga, siis võetakse alati selle materjali voolepiir tugevusarvutustesse, mille võõlepiir on kõige väiksem. Alati kasutatakse kõige väiksema voolepiiriga materjali omadusi tugevusarvutustes.
MAHB - 41 Priit Põdra Töö esitatud: Töö parandada: Arvestatud: 16.04.12 Algandmed Astmega ümarvarras on konsoolselt kinnitatud korpusesse. Ümarvarda otsale, kaugusel L korpuse seinast, mõjub ajas sümmeetrilise tsükliga muutuv punktjõud F = (Fmin ... Fmax) (kusjuures Fmin = - Fmax). Varras on valmistatud terasest E295 DIN EN 10025-2 (voolepiir Re = 295 MPa ja tugevuspiir Rm = 470 MPa), varda töötemperatuur on kuni T = 120 °C ja tulemuse usaldatavus peab olema 99 %. Varda pinnakaredus ohtlikus kohas on Ra = 3,2 µm. Dimensioneerida varras ja arvutada koormustsüklite arv kuni varda purunemiseni. L = 140 mm, D = 1,40d F = 3100 N [S] = 4 1 Paindemomendi M epüür ja varda peenema osa läbimõõt d Esmalt leitakse paindemoment M Lõige tehti kui L = 70 mm
=0 =0 F*CG-FB*BG-MG => MG = 10*1,875-20*0,625=18,75-12,5 = 6,25 kNm 2.5 Sisejõud lõikes E Tasakaaluvõrrandid: =0 =0 kN 2.5 Sisejõude epüürid Ohtlikud ristlõiked on QC - QG = 10 kN MB = 12,5 kNm 3. Tugevusarvutus 3.1 INP-ristlõike nõtav tugevusmoment Painde tugevustingimus - suurim normaalpinge ristlõikes - ristlõike telg-tugevusmoment - ülesandes nõutav vartteguri väärtus - materjali voolepiir Ristlõike nõtav telg-tugevusmoment [W] = = = 21,3 kui paine on umber telje y 3.2 INP-ristlõike valik Valitakse sellise ristlõikega profiil mis vastab allolevale = 21,3 Tabelist on näha et sobib profiil INP200, mille = 26 21,3 3.3 Tala tugevuskontroll ohtlikus ristlõikes B Suurim paindepinge = = 58 MPa Tugevuse kontroll paindel = = = 4,05 4 = 4 Ristlõike B tugevus paindel on tagatud Alljärgnevalt normaalpinge epüür
L = 900 mm L = 950 mm L = 1000 mm L = 1050 mm L = 1100 mm Sisukord 1. Paindemomendi epüür 3 2. Ohtlik lõik 4 3. Pingekontsentratsioonitegur 4 4. Pinge ajalist muutust näitav graafik 5 5. Pöördpainde väsimuspiir 5 6. Kohalik väsimuspiir 5 7. Kohalik väsimusgraafik 6 8. Vastus 7 2 1. Parameetrid 2. Materjal: S355J2H 3. Varda pikkus: L= 1100 mm = 1,1 m 4. Voolepiir tõmbel: y = 355 MPa 5. Varutegur: [S] = 2 6. Materjali elastsusmoodul E = 210 GPa 7. Ristlõike mõõtmed (mm): 40 x 40 x 2,0 8. Inertsiraadiused: i x =i y =1,54 cm 2 9. Ristlõike pindala: A=2,94 cm 10. Varraste redutseerimistegurid: 1=1 2=2 3=0,5 4 =0,7 11
B 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 , mm 5 5 5,5 5,5 6 6 6,5 7 7 7,5 TTÜ MEHHATROONIKAINSTITUUT MHE0041 - MASINAELEMENDID I MASINAELEMENTIDE JA PEENMEHAANIKA ÕPPETOOL 1. Algandmed Vastavalt matriklikoodile saadud andmed on : 104450 A 0, B 5 l = 400 mm F = 4,4 kN U = nr 160 = 6 mm Materjal: ehtusteras S235, voolepiir y = 235 MPa Nõutud tugevusvarutegur S = 1,3 Joonise skeem Esialgne joonis, mille järgi ma arvutusi teen. l lk tk Q T ll F tk h l
............................................................... 5 5. Koormuse F suurim lubatud väärtus varda iga kinnitusviisi jaoks ....................... 6 Hindamistabel Lahendi Sisu Illustratsioonid Tähiste Korrektsus Kokku (täidab õigsus selgitused seletused õppejõud) Algandmed Materjal: S355J2H Varda pikkus: L= 700 mm = 0,7 m Voolepiir tõmbel: σy = 355 MPa Varutegur: [S] = 2 Materjali elastsusmoodul E = 210 GPa Ristlõike mõõtmed (mm): 50 x 50 x 3 Inertsiraadiused: 𝑖x = 𝑖y = 1,9 cm Ristlõike pindala: 𝐴 = 5,41 cm2 Varraste redutseerimistegurid: μ1 = 1 μ2 = 2 μ3 = 0,5 μ4 = 0,7 Hindamistabel Lahendi Sisu Illustratsioonid Tähiste Korrektsus Kokku (täidab õigsus selgitused seletused
f – hõõrdetegur detailide vahel 4.2 Ühe poldi arvutuslik nõutav sisejõud N A =1,3∙ [ F ] Polt =1,3∙ 75,2=97.76 ≈ 98 kN Varutegur, mis arvestab poldi väändedeformatsiooni. 4.3 Nõutav ühe poldi arvutuslik ristlõikepindala NA 98 ∙10 3 AA≥ [ S ]= 6 ∙ 1=168,96 ∙ 10−6 m2 ≈ 169 mm2 σ Pf 580∙ 10 σ Pf - 8.8 omadusklassiga poltide tinglik voolepiir(konservatiivselt) [S] - varutegur 4.4 Poltide 8.8 valik A A ≥ 169 mm2 A A =245 mm2 (lähim väärtus nõutavale väärtusele käsiraamatust) Sobivateks poltideks(omadusklassiga 8.8 ja jämekeermega) on M30. 5.Poldi ava läbimõõt, sobilikud mutrid ja seibid 5.1 Poldi ava läbimõõt Kuna sobivateks poltideks osutus M30, siis poldi ava läbimõõduks on d = 30mm. 25,6 5.2 Sobilikud mutrid
annaabi.ee 
