AKADEMIA GÓRNICZO - HUTNICZA
im. Stanisława Staszica w Krakowie
KATEDRA BUDOWY
I EKSPLOATACJI MASZYN
PROJEKT
ŚRUBOWEGO ZAWIESIA LINY
DANE: Qmax = 10 [ kN ]
a = 50 [ ° ]
H = 30 [ mm ]
Nienajadło Jonasz
Wydział: Górnictwa i Geoinżynierii
Rok: II, semestr letni 2011 / 2012
Kierunek: Górnictwo i Geologii
Obliczenia i dobór:
1. Wstępne obliczenia,
2. Sprawdzenie przyjętych założeń i obliczeń wstępnych,
3. Obliczenie długości gwintu nakrętki,
4. Obliczenie długości l śruby oczkowej,
5. Naprężenia rozciągające w uchu śruby oczkowej,
6. Sprawdzenie docisku powierzchniowego pomiędzy uchem śruby oczkowej i sworzniem,
7. Sprawdzenie warunku wytrzymałościowego sworznia na zginanie,
8. Obliczenie i dobór długości sworznia,
9. Dobór podkładki do sworznia,
10. Dobór zawleczki do sworznia,
11. Sprawdzenie wartości docisku powierzchniowego pomiędzy widełkami i sworzniem,
12. Obliczenie szerokości widełek,
13. Obliczenie spoin łączących widełki z płytą mocującą,
14. Zabezpieczenia antykorozyjne.
Wykaz norm związanych
1. Własności wytrzymałościowe zastosowanych materiałów dobierać wg norm:
- dla stali PN-EN 10025:2002, PN-88/H-84020, PN- 93/H-84019,
- dla żeliwa : PN-EN 1561:2000
2. Własności mechaniczne śrub i nakrętek dobrać wg norm:
- PN-EN ISO 898-1, PN-83/M-02013, PN-82/M-82054.03
3. Wymiary zarysu gwintu metrycznego zwykłego dla śrub i nakrętek, dobierać wg norm:
- PN-ISO 724:1993(E), PN-83/M- 02013
4. Normalizację wymiarów elementów połączenia śrubowego, przeprowadzić w oparciu o normy:
- dla śrub: PN-EN ISO 4016:2000(E), PN-85/M-82101,
- dla nakrętek: PN-EN ISO 4034:2002(E), PN-86/M-82144,
- dla podkładek PN-EN ISO7091:2002, PN-EN ISO 7089:2002,
- PN-78/M-82005 i PN-78/M-82006
5. Wymiary elementów połączenia sworzniowego przeprowadzić wg norm:
- dla sworzni bez łbów: PN-EN 22340:2000, PN-63/M-83001,
- dla zawleczek: PN-EN ISO 1234, PN-76/M-82001
6. Dobór pasowań przeprowadzić wg norm:
- PN–EN 20286-1, PN-EN 20286-2, PN-77/M-02105
im St. Staszica w Krakowie
PROJEKT ŚRUBOWEGO MECHANIZMU NACIĄGOWEGO
Rys. 3.5.2. Szczegół przytwierdzenia mechanizmu napinającego do podłoża
Rys. 3.5.1. Usytuowanie mechanizmu napinającego
Dane liczbowe:
- obciążenie Q = 10 kN
- minimalny skok całego mechanizmu:
H = 30mm
- kąt pochylenia liny α = 50°
Założenia projektowe:
- jednostkowe wytwarzanie mechanizmu,
- wymagana odporność na działania czynników atmosferycznych,
-zdatność do regulacji siły napięcia w linach, trwałość około 5 lat.
Dane jakościowe:
- urządzenie bardzo odpowiedzialne,
- montaż i eksploatacja w warunkach terenowych
Nazwisko i imię wykonawcy projektu:
Wydział: GiG,
Kierunek: Górnictwo i Geologia
Data wykonania: 3.05.2012r
DANE
OBLICZENIA
WYNIKI
Naciąg w linie jest równy sile osiowej w mechanizmie naciągowym
Qmax = 10 kN, która powoduje między innymi naprężenia rozciągające w trzpieniu śruby oczkowej.
XQ = ( 1,9 ÷ 2,9 )
Re = 360 MPa
XQ = 2,4
Qmax = 10 kN
kr = 150 MPa
Zgodnie z przyjętymi założeniami, które zostały sformułowane w temacie zadania, do obliczeń przyjęto koncepcję rozwiązania konstrukcyjnego urządzenia w postaci śrubowego mechanizmu naciągowego.
Wymiary mechanizmu naciągowego są uzależnione w głównej mierze od cech geometrycznych śruby oczkowej. Przewidywane wartości obciążeń śruby oraz dobrane cechy wytrzymałościowe materiału na śrubę, warunkują wartość średnicy rdzenia nagwintowanej części trzpienia śruby.
I. WSTĘPNE OBLICZENIA
Wstępne obliczenie średnicy rdzenia śruby oczkowej d3 (PN/83-02013 oraz PN-ISO724) przeprowadzono z warunku wytrzymałościowego na rozciąganie, uwzględniając fakt, że śruba będzie równocześnie skręcana podczas pracy.
Dla złącza gwintowego narażonego na rozciąganie ze skręcaniem zaleca się ażeby wartość naprężeń prognozowanych (nominalnych) sr:
sr ≤ ( 0,65 ÷ 0,85 ) kr
Zatem dla wstępnego oszacowania wartości średnicy rdzenia śruby d3 wykorzystano warunek wytrzymałościowy na rozciąganie rdzenia śruby.
sr = = ≤ 0,75 kr (1)
gdzie:
A - pole powierzchni przekroju poprzecznego rdzenia śruby,
kr = - naprężenie dopuszczalne na rozciąganie statyczne, (2)
Założono śrubę stalową z materiału o klasie własności mechanicznych 6.6. Z normy (PN-82/M-82054) odczytano, że dla materiału o tej klasie, granica plastyczności Re = 360 MPa.
Zbliżoną wartością takiej granicy plastyczności charakteryzuje się np.: stal 50 (PN-93/H 84019) lub stal St7 (PN/H- 84020).
Założono współczynnik bezpieczeństwa XQ = 2,4 (do obliczeń wstępnych, dla urządzenia odpowiedzialnego). Po podstawieniu do wzoru (2) otrzymano:
kr = = = 150 MPa
Po przekształceniu wzoru (1) średnica rdzenia gwintu śruby oczkowej d3:
d3 ≥= (3)
d3 ≥ 0,0106 m ≈ 10,6 mm
Zaleca się dobierać wymiary gwintów z pierwszego szeregu wymiarowego według (PN-83/M-02013), tzn. te wymiary gwintów, które nie są umieszczone w nawiasach, dlatego z normy (PN-83/M-02013) przyjęto najbliższy większy gwint metryczny zwykły (nie drobnozwojny) w naszym przypadku gwint jest oznaczony symbolem M16, którego średnica rdzenia spełnia warunek:
d3 = 13,546 mm > 10,6 mm
Pozostałe wymiary charakterystyczne odczytano z normy (PN-83/M-02013):
Średnica wewnętrzna: D1 = d1 = 13,835 mm
Średnica podziałowa: D2 = d2 = 14,701 mm
Średnica rdzenia: d3 = 13,546 mm
Średnica znamionowa: D = d = 16,000 mm
Podziałka (skok gwintu): H = P = 2,0 mm
kat rozwarcia zarysu gwintu α = 60 o
alina_kujawa