ASB. ASAMBLĂRI PRIN ŞTIFTURI ŞI BOLŢURI

ASB-A.2 PROIECTAREA ASAMBLĂRILOR CU BOLŢURI – APLICAŢII

ASB-A.2.3 PROIECTAREA ASAMBLĂRIILOR CU BOLŢ A ŢEVILOR PĂTRATE CONCENTRICE-CAZUL 3

CUPRINS

ASB-A.2.3.1 DATE DE PROIECTARE

ASB-A.2.3.2 ALEGEREA MATERIALULUI, TRATAMENTELOR TERMICE ŞI A TEHNOLOGIEI

ASB-A.2.3.3 ALEGEREA FORMEI COINSTRUCTIVE

ASB-A.2.3.4 SCHEMA DE CALCUL, DIMENSIONARE ŞI VERIFICARE

ASB-A.2.3.5 PROIECTAREA FORMEI TEHNOLOGICE

ASB-A.2.3.6 VERIFICAREA MODELULUI CU PACHETUL MDESIGN

ASB-A.2.3.1 DATE DE PROIECTARE

Tab. ASB-A.2.3.1.1 Definirea problemei de proiectare a unei asamblări cu bolţ a ţevilor pătrate concentrice

Fig. ASB-A.2.3.1.1 Schema funcţional-constructivă a asamblării cu bolţ a ţevilor pătrate concentrice: a – integrare în ansamblu; b – schema de încărcare

Subtema de proiectare

Să se proiecteze asamblarea) cu bolţ cilindric a două ţevi pătrate concentrice, poziţiile 11 şi 12/12’ din fig. ASB-A.2.3.1.1 cu funcţia principală de transmitere prin formă a forţei F_Ys

Specificaţii impuse

a. Forţa exterioare: F_Y= 300 N; F_Ys= F_Y/2 = 150 N;

b. Tipul sarcinii: statică

c. Date despre asamblare: ţeava pătrată interioară are dimensiunea h₁₂ = 40 mm şi grosimea t₁₂ = 4 mm (subcap. PRC-A.1.2.2); ţeava pătrată exterioară are dimensiunea h₁₁ = 50 mm şi grosimea t₁₁ = 5 mm (subcap. PRC-A.1.2.2);

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

ASB-A.2.3.2 ALEGEREA MATERIALULUI, TRATAMENTELOR TERMICE ŞI TEHNOLOGIEI

Pentru elementele 11 şi 12/12’ 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. ASB-A.2.3.2.1 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.2.3.3 ALEGEREA FORMEI CONSTRUCTIVE

Caracteristici şi restricţii funcţionale şi constructive

- asamblarea cu bolţ se poziţionează la cotele b₁₁ şi b₁₂ de capetele ţevilor 11 şi, respectiv, 12;

- se va realiza asamblare transversală prin ambii pereţi a ţevilor

Parametrii geometrici principali

- D – diametrul bolţului (valoare standard);

- b₁₁ – poziţia găurii în ţeava 11;

- b₁₂ – poziţia găurii în ţeava 12

Fig. ASB-A.2.1.3.1 Parametri geometrici ai asamblării cu bolţ

ASB-A.2.3.4 SCHEMA DE CALCUL, DIMENSIONARE ŞI VERIFICARE

D₁₂

Fig. ASB-A.2.3.4.1 Schema de calcul

Ipoteze de calcul şi solicitări:

- forţa F_Ysse transmite prin formă (contact direct) de la ţeava 12 la bolţ prin două suprafeţe semicilindrice pe care, datorită jocului existent mărit, se consideră ca apar presiuni de strivire cu distribuţie cosnusoidală cu maximul p₁₂ (subcap. PRC-T.3.1.5.2.2);

- forţa F_Ysse transmite prin formă (contact direct) de la bolţ la ţeava 11, de asemenea, prin două suprafeţe semicilindrice pe care, datorită jocului existent redus, se consideră că apar presiuni de strivire cu distribuţie uniformă cu maximul p₁₁ (subcap. PRC-T.3.1.5.2.2)

Date cunoscute:

- despre încărcare, F_Ys= 150 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 ma terialelor în contact,

(ASB-A.2.3.4.1)

Dimensionare asamblare cu bolţ

Din relaţia ASB-A.2.3.4.1 se obţine diametrul necesar al bolţului,

= max (0,78; 0,625) (ASB-A.2.3.4.2)

Se adoptă din considerente tehnologice, dar şi de interschimbabilitate, D₁₂ = 8 mm.

Verificare bolţ la forfecare

60 MPa (ASB-A.2.3.4.3)

ASB-A.2.3.5 PROIECTAREA FORMEI TEHNOLOGICE

Tab. ASB-A.2.3.5.1 Parametrii tehnologici şi de reprezentare

Alegerea bolţului: se va adopta bolţ în forma standard (fer. ASB-P.1 şi ASB-P.2) cu diametrul exterior al porţiunii cilindrice, 8h10 [mm]

Ajustaje şi toleranţe: H12/h10, pentru ţeava 11 şi bolţ; execuţie mijlocie a găurii din ţeava 12.

Rugozităti: alezajul din ţeava 11 se va aleza R_a= 3,2 µm; alezajul din ţeava 12 se va realiza prin găurire, R_a= 6,3 µm.

Obs.

- pentru asigurare se pot folosi şplinturi (fer. ASB-P.3), siguranţe elastice (fig. ASB-A.2.2.5.2) etc.;

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

Fig. ASB-A.2.3.5.1 Parametrii de reprezentare

ASB-A.2.3.6 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.3

Postprocesarea rezultatelor

Obs. Din analiza datelor de mai sus precum şi a celor din fişierul ASB-MD.3 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.