Mogan Gh.L. Buzdugan I.D. Proiectarea dispozitivelor de remorcare auto. Universitatea Transilvania din Brașov

Subcap.4.2 Proiectarea legăturii 5-6 (asamblare cu bolţ)

A. Schema de încărcare şi date de proiectare

Schema de încărcare exterioară	Schema de încărcare a asamblării cu boț

Date de proiectare

Forţele exterioare: F_Z.

Restricţii dimensionale: se  asamblează țeava pătrată 5 cu dimensiunea h₅ şi grosimea t₅ și țeava pătrată 6 cu dimensiunea h₆ şi grosimea t₆ (Ex.4.1); Z₁ (Ex.1.2.2).

Restricţii de funcţionare: temperatura, T = (-30…40) ^oC; mediu de lucru exterior cu umezeală avansată.

Restricţii constructive: asigurarea interschimbabilității dimensionale.

B. Alegerea materialelor şi tratamentelor termice

Elementele 5 şi 6 sunt din oțel sudabil (Ex.4.1).

Bolţul se va executa din oţel pentru construcţii mecanice (Anexa.M.01) de ex. E295, E335, E360 (SR EN 10025/2005) sau chiar din oțel de îmbunătățire C35, C40, C45.

Pentru fiecare material se vor identifica: tensiunea limită la curgere ₀₂; tensiunea la rupere _r. Tensiunea admisibilă la forfecare a materialului bolţului, τ_af = (0,6…0,8)_at, _at= ₀₂/c, c = 2…3, coeficient de siguranță; tensiunea admisibilă de strivire oțel-oțel, σ_as = (60…90) MPa (se adoptă, valori mai mici pentru oţelurile moi).

C. Proiectarea formei constructive

Model constructiv

Caracteristici şi restricţii constructive: - se adoptă bolț cu cap la 45^oşi gaură de şplint (Anexa.ST.09); - asamblarea cu bolț se va realiza prin ambii pereţi ai ţevilor; - pentru interschimbabilitate se va adopta diametrul bolţului Db cu valoare standard.

D. Model de calcul, dimensionare şi verificare

Model de calcul general

Ipoteze de calcul şi solicitări Forţa F se transmite prin formă (contact direct) de la ţeava intrerioară la bolţ prin două suprafeţe semicilindrice pe care, datorită jocului existent mărit, se consideră ca apar presiuni de strivire cu distribuţie cosnusoidală cu maximul pi; în continuare, forţa F se transmite prin formă (contact direct) de la bolţ la ţeava exterioară, de asemenea, prin două suprafeţe semicilindrice pe care, datorită jocului existent redus, se consideră că apar presiuni de strivire cu distribuţie uniformă cu maximul pe. Date de calcul - despre încărcare: F = FZ (forţa transverslă pe bolţ); - despre geometrie: ti = t5, te = t6 (grosimile pereților țevilor asamblate); - despre materiale: 02 - tensiunea limită de curgere a materialului ţevilor; σas– tensiunea admisibilă la strivire în contactele oțel-oțel; τaf - tensiunea admisibilă la forfecare a materialului bolțului

Relaţii de calcul

Condiţia de rezistenţă la strivire a asamblării cu bolţ

Presiunile maxime de contact pe suprafeţele bolţului se limitează la valoarea tensiunii admisibile de strivire a materialelor în contact,

σ_max = max(p_i, p_e) = max = min (σ_asb, σ_asț),

unde, σ_asb reprezintă tensiunea admisibilă la strivire a materialului bolțului, σ_asț reprezintă tensiunea admisibilă la strivire a materialului țevilor.

Dimensionare

Din relaţia de mai sus se obţine diametrul necesar al bolţului,

= max , (Calc.4.2.1)

unde, F = F_Z, t_i = t₅, t_e = t₆, σ_as tensiunea admisibilă la strivire a materialului țevilor.

Se adoptă, D_b > (Anexa.ST.09); se recomandă din considerente tehnologice și de manipulare, D_b ≥ 8 mm.

Verificare bolţ la forfecare

Tensiunea efectivă de forfecare se determină cu relația,

τ_f = = = .

Verificarea se face conform relației,

≤ τ_af . (Calc.4.2.2)

E. Proiectarea formei constructiv-tehnologice

Desene constructiv-tehnologice

Recomandări pentru adoptarea dimensiunilor și a parametrilor constructiv-tehnologici:

- dimensiuni: h₅, t₅; h₆, t₆, L₆; D_b, l₁ = 1,5D_b; l₂ = 2D_b; L5 = Z₁ – h₄ + L₆/2 - l₁+ l₂;

- operații tehnologice: frezare capete țevi, găurire/alezare găuri pentru bolț;

- calitatea (rugozitățile) suprafeţelor prelucrate: R_a1 = 6,3 µm sau R_a1 = 12,5 µm; R_a2 = 6,3 µm sau R_a1 = 3,2 µm;

- muchiile ascuțite se vor teși, 1x45^o;

- poziția găurii de bolț (eventual, a găurii de bolț pentru reglare) se va stabili la reprezentarea în desenul de ansamblu.

Recomandări pentru adoptarea elementelor asamblării

- şplint (Anexa.ST.10);

- şaibă pentru bolț (Anexa.ST.11)