PRC-A PROIECTAREA CONSTRUCTIVĂ A STRUCTURILOR PRODUSELOR MECANICE
PRC-A.2 PROIECTAREA LEGĂTURILOR DINTTRE ELEMENTE
PRC-A.2.1 PROIECTAREA LEGĂTURILOR DINTRE ŢEVI CONCENTRICE
PRC-A.2.1.2 PROIECTAREA LEGĂTURII DINTRE ŢEVI PĂTRATE - CAZUL 2
|
CUPRINS |
|
PRC-A.2.1.2.1 DATE DE PROIECTARE PRC-A.2.1.2.2 ALEGEREA MATERIALULUI, TRATAMENTELOR TERMICE ŞI A TEHNOLOGIEI PRC-A.2.1.2.3 ALEGEREA FORMEI CONSTRUCTIVE PRC-A.2.1.2.4 SCHEMA DE CALCUL, DIMENSIONARE ŞI VERIFICARE PRC-A.2.1.2.5 PROIECTAREA FORMEI TEHNOLOGICE PRC-A.2.1.2.6 VERIFICAREA MODELULUI CU PACHETUL MDESIGN |
PRC-A.2.1.2.1 DATE DE PROIECTARE
Tab. PRC-A.2.1.1.1.1 Definirea problemei de proiectare a legăturii ţeavă-teavă
|
|
Subtema de proiectare Să se proiecteze legătura (asamblarea) a două ţevi pătrate concentrice, poziţiile 7 şi 8 din fig. PRC-A.2.1.2.1.1 cu funcţia principală de transmitere prin formă (contact) a sarcinilor: FX, FY, MX7, MY7, MZ7. Specificaţii impuse: a.
Forţele exterioare: FX = 1500 N, FY
= 300, FZ = 700 N acţioneză la distanţele L1
= 48 mm; L2 = 80 mm; L3
= 180 mm; b. Tipul sarcinii: statică c. Date despre asamblare: ţeava pătrată interioară are dimensiunea h7 = 50 mm şi grosimea t7 = 5 mm; ţeava pătrată exterioară are dimensiunea h8 = 60 mm şi grosimea t5 = 5 mm (subcap. PRC-A.1.2.2); d. Tipul legăturii (asamblării), cu contact conform e. Condiţii de funcţionare: temperatura, T = - 30oC…40 oC; mediu de lucru exterior cu umezelă avansată f. Condiţii constructive: interschimbabilitatea şi modularizarea g. Condiţii ecologice: utilizarea de materiale şi tehnologii eco, reciclarea materialelor, protecţia vieţii |
|
Fig. PRC-A.2.1.2.1.1 Schema funcţional-constructivă a asamblării (legăturii) ţeavă-teavă pătrată: a – integrare în ansamblu; b – schema de încărcare |
PRC-A.2.1.2.2 ALEGEREA MATERIALULUI, TRATAMENTELOR TERMICE ŞI A TEHNOLOGIEI
Elementele 7 şi 8 sunt incluse în subansamble sudate şi deci pentru acestea s-a ales material sudabil, oţel S235, conform SR EN 10025-2 (STAS 500/2).
Tab. PRC-A.2.1.1.2.1 Date despre material
|
Materialul |
Tratamentul termic |
Duritatea [HB] |
Tensiunea limită de curgere |
Rezistenţa la rupere, σr |
|
S235 (OL37), SR EN 10025-2 (STAS 500/2) |
- |
- |
s02 = 235 MPa |
sr = 360 MPa |
PRC-A.2.1.2.3 ALEGEREA FORMEI CONSTRUCTIVE
|
|
Caracteristici şi restricţii funcţionale şi constructive - pentru asigurarea funcţionării se impune realizarea contactului conform (pe suprafaţe mari) dintre ţevile 7 şi 8 care se realizează prin montajul cu joc al acestora
Adoptarea parametrilor geometrici funcţionali şi constructivi: - ţevile pătrate interioară şi exterioară, dimensionată în subcap. PRC-A.1.2.2, au dimensiunile: h7 = 50 mm, t5 = 5 mm; h8 = 60 mm, t5 = 5 mm;
Obs. - dimensiunile asamblării cu bolţ se vor determina în subcap. ASB-A.2.2.
|
|
Fig. PRC-A.2.1.2.3.1 Parametri geometrici ai asamblării |
PRC-A.2.1.2.4 SCHEMA DE CALCUL, DIMENSIONARE ŞI VERIFICARE
|
a b
Fig. PRC-A.2.1.2.4.1 Similitudinile modelelor de calcul: a – legătura dintre ţevile 5 şi 6; b – – legătura dintre ţevile 7 şi 8 |
Ipoteze şi relaţii de calcul: Legătura (asamblarea) dintre ţevile pătrate 7 şi 8 (fig. PRC-A.2.1.2.4.1,a) este similară cu legătura dintre ţevile 5 şi 6 (fig. PRC-A.2.1.1.4.1,a) tratată în subcap. PRC-A.2.1.2 cu următoarele deosebiri: - încărcările exterioare sunt: FY = 300, FZ = 700 N; MX7 = 68400 Nmm, MZ7 = 61500Nmm, MY7 = 485500 Nmm; - dimensiunile alezajului pătrat, H = h7 = 50 mm, lungimea L = l8 cu valoare necunoscută; grosimea ţevii interioare, t7 = 5 mm, şi respectiv exterioare t8 = 5 mm; - sistemul de coordonate adoptat are axa axială X în loc de Z şi axa trnsversală Z în loc de X Aceste deosebiri nu implică modificări ale modelului de calcul (subcap. PRC-A.2.1.2.4) şi deci, se menţin aceleaşi ipoteze şi relaţii de dimensionare în care se modifică indicii asociaţi modificării sistemului de coordonate (X → Z, Z → X) şi elementului de bază (6 → 7):
care după înlocuirea valorilor parametrilor cunoscuţi devin,
şi au soluţiile pozitive maxime |
|
Obs. S-a adoptat, σas = 60 MPa |
|
PRC-A.2.1.1.5 PROIECTAREA FORMEI TEHNOLOGICE
Tab. PRC-A.2.1.1.5.1 Parametrii tehnologici şi de reprezentare
|
Fig. PRC-A.2.1.1.5.1 Parametri tehnologicie şi constructivi |
Recomandări pentru adoptarea parametrilor tehnologici şi de reprezentare:
- diametrul alezajului , D5 = 10 mm se determină ca urmare a calculului asamblării cu bolţ din subcap. ASB-A.2.2 - gaura de bolţ se aplică la partea inferioară la distanţa 1,5D5; - ajustajul gaură-bolţ H12/h10; - rugozitatea suprafeţelor frontale Ra = 6,3 µm; rugozitatea alezajului Ra = 3,2 µm |
PRC-A.2.1.1.6 VERIFICAREA MODELULUI CU PACHETUL MDESIGN
Verificarea modelului se face combinat cu modelul coloanei superioare în aplicaţia PRC-A.1.1.2.