ASB. ASAMBLĂRI PRIN ŞTIFTURI ŞI BOLŢURI

ASB-A.2 PROIECTAREA ASAMBLĂRILOR CU BOLŢURI – APLICAŢII

ASB-A.2.1 PROIECTAREA ASAMBLĂRIILOR CU BOLŢ CILINDRIC A ŢEVILOR PĂTRATE CONCENTRICE - CAZUL 1

CUPRINS

ASB-A.2.1.1 DATE DE PROIECTARE

ASB-A.2.1.2 ALEGEREA MATERIALULUI, TRATAMENTELOR TERMICE ŞI A TEHNOLOGIEI

ASB-A.2.1.3 ALEGEREA FORMEI COINSTRUCTIVE

ASB-A.2.1.4 SCHEMA DE CALCUL, DIMENSIONARE ŞI VERIFICARE

ASB-A.2.1.5 PROIECTAREA FORMEI TEHNOLOGICE

ASB-A.2.1.6 VERIFICAREA MODELULUI CU PACHETUL MDESIGN

ASB-A.2.1.1 DATE DE PROIECTARE

Tab. ASB-A.2.1.1.1 Definirea problemei de proiectare a unei asamblări cu bolţ cilindric a ţevilor pătrate concentrice

Subtema de proiectare

Să se proiecteze asamblarea) cu bolţ cilindric a două ţevi pătrate concentrice, poziţiile 5 şi 6 din fig. ASB-A.2.1.1.1 cu funcţia principală de transmitere prin formă a forţei F_Z

Specificaţii impuse

a. Forţa exterioare: F_Z= 700 N;

b. Tipul sarcinii: statică

c. Date despre asamblare: ţeava pătrată interioară are dimensiunea h₅ = 40 mm şi grosimea t₅ = 4 mm (subcap. PRC-A.1.1.2); ţeava pătrată exterioară are dimensiunea h₆ = 50 mm şi grosimea t₅ = 5 mm (subcap. PRC-A.2.1.1)

d. Tipul legăturii (asamblării), cu contact conform

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

f. Condiţii constructive: interschimbabilitatea şi modularizarea

g. Condiţii ecologice: utilizarea de materiale şi tehnologii eco, reciclarea materialelor, protecţia vieţii

Fig. ASB-A.2.1.1.1 Schema funcţional-constructivă a asamblării cu bolţ cilindric a ţevilor pătrate concentrice: a – integrare în ansamblu; b – schema de încărcare

ASB-A.2.1.2 ALEGEREA MATERIALULUI, TRATAMENTELOR TERMICE ŞI TEHNOLOGIEI

Pentru elementele 5 şi 6 s-a ales material sudabil, oţel S235, conform SR EN 10025-2 (STAS 500/2)

Bolţul se va executa din oţel pentru construcţii mecanice, E295 (SR EN 10025/2005)

Tab. PRC-A.2.1.2.1 Date despre materiale

Materialul	Tratamentul termic	Duritatea [HB]	Tensiunea limită de curgere	Rezistenţa la rupere, σ_r
S235 (OL37), SR EN 10025-2 (STAS 500/2)	-	-	s₀₂ = 235 MPa	s_r = 360 MPa
E295 (SR EN 10025/2005)	-	-	s₀₂ = 295 MPa	s_r = 390 MPa

ASB-A.2.1.3 ALEGEREA FORMEI CONSTRUCTIVE

Caracteristici şi restricţii funcţionale şi constructive

- asamblarea cu bolţ se poziţionează la partea inferioară a ansamblului ţeavă-ţeavă 5-6;

- se va realiza asamblare transversală prin ambii pereţi a ţevilor

Parametrii geometrici principali

- D₅ – diametrul bolţului (valoare standard);

- b₅ – poziţia găurii în ţeava 5;

- b₆ – poziţia găurii în ţeava 6

Fig. ASB-A.2.1.3.1 Parametri geometrici ai asamblării

ASB-A.2.1.4 SCHEMA DE CALCUL, DIMENSIONARE ŞI VERIFICARE

Fig. ASB-A.2.1.4.1 Schema de calcul

Ipoteze de calcul şi solicitări:

- forţa F_Zse transmite prin formă (contact direct) de la ţeava 5 la bolţ prin două suprafeţe semicilindrice pe care, datorită jocului existent mărit, se consideră ca apar presiuni de strivire cu distribuţie cosnusoidală cu maximul p₅ (subcap. PRC-T.3.1.5.2.2);

- forţa F_Zse transmite prin formă (contact direct) de la bolţ la ţeava 6, de asemenea, prin două suprafeţe semicilindrice pe care, datorită jocului existent redus, se consideră că apar presiuni de strivire cu distribuţie uniformă cu maximul p₆ (subcap. PRC-T.3.1.5.2.2)

Date cunoscute:

- despre încărcare, F_Z= 700 N – forţa transverslă pe bolţ

- despre materiale: ₀₂= 235 MPa– tensiunea limită de curgere a materialului ţevii; σ_as = 60…80 MPa – tensiunea admisibilă la strivire (se adoptă, σ_as = 60 MPa pentru oţelul S235 cu limita la curgere mai mică); τ_af = 70 MPa tensiunea admisibilă la forfecare

Relaţii de calcul:

Condiţia de rezistenţă la strivire a asamblării cu bolţ

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

(ASB-A.2.1.4.1)

Dimensionare asamblare cu bolţ

Din relaţia ASB-A.2.1.4.1 se obţine diametrul necesar al bolţului,

= max (3,64; 2,33) (ASB-A.2.1.4.2)

Se adoptă din considerente tehnologice, D₅ = 10 mm.

Verificare bolţ la forfecare

80 MPa (ASB-A.2.1.4.3)

ASB-A.2.1.5 PROIECTAREA FORMEI TEHNOLOGICE

Tab. ASB-A.2.1.5.1 Parametrii tehnologici şi de reprezentare

Alegerea bolţului: se va adopta una din variantele din fig. ASB-A.2.1.5.2 cu diametrul exterior al porţiunii cilindrice, 10h11 [mm]

Ajustaje şi toleranţe: H12/h10, pentru ţeava 6 şi bolţ; execuţie mijlocie a găurii din ţeava 5.

Rugozităti: alezajul din ţeava 6 se va aleza R_a= 3,2 µm; alezajul din ţeava 3 se va realiza prin găurire, R_a= 6,3 µm.

Obs.

- bolţurile se execută în forma standard (fer. ASB-P.1 şi ASB-P.2) sau forme tipizate (fig. ASB-A.2.1.5.2);

- pentru asigurare se pot folosi şplinturi (fer. ASB-P.3), siguranţe elastice (fig. ASB-A.2.1.5.2) etc.;

- pentru împiedicarea deplasării axiale se pot folosi şaibe pentru bolţuri (fer. ASB-P.4)

Fig. ASB-A.2.1.5.1 Parametrii de reprezentare


a	b	a	b
*Fig.* *ASB-A.2.1.5.2* Bolţuri şi posibilităţi de asigurare: a – cap la 45^o şi gaură de şplint; b – cap la 45^o şi canal de şplint; c – cap cilindric şi gaură de şplint; d – cap la 45^o şi asigurare nedetaşabilă

ASB-A.2.1.6 VERIFICAREA MODELULUI CU PACHETUL MDESIGN

Preprocesarea modelului de calcul
® ®®
Introducerea datelor şi selectarea opţiunilor de calcul
Date şi opţiuni directe			Date şi opţiuni auxiliare

Rezolvarea modelului
Activeză butonul	®	Corectare neconcordanţe sau erori în datele de intrare (numai dacă apar ferestre de avertzare)	®	®	®	Salvează rezultatele în format htm, ASB-MD.1
Postprocesarea rezultatelor

Obs. Din analiza datelor de mai sus precum şi a celor din fişierul ASD-MD.1 se evidenţiază eforturile şi tensiunile pentru tre cazuri de ajusatje ale boţului: 1 - bolţ-furcă cu joc, bolţ-tirant cu joc; 2 - bolţ-furcă presat, bolţ-tirant cu joc; 2 - bolţ-furcă cu joc, bolţ-tirant presat.