PROJEKT nr 1 Projek spawanego węzła kraownicy Sporządził: Andrzej Wölk
Projek pojedynczego węzła spawnego kraownicy Siły: 1 = 10 3 = -10 Kąy: α = 5 o β = 75 o γ = 75 o Schema węzła kraownicy Dane: Grubość blachy węzłowej g b =10mm Długość pręów: l 1 =l =,8 m = 80 cm = 800 mm l 3 =l = 3,0 m = 300 cm = 3000 mm Maeriał sal SS naprężenia dopuszczalne: k r = k c = 130 Mpa
Obliczanie sił meodą graficzną Zakładamy podziałkę sił w kórej 1 cm odpowiada 0 kn, sąd mnożnik sił k = 0 kn/cm. Warości rysunkowe sił: 1 10 3 10 ( ) 1 7 cm ( ) 3 6 cm 0 0 Na podsawie wieloboku sił obliczam warości sił ( ) 7,95 cm ( ) 1, 675 cm ( ) 0kN*7,95cm 159kN ( ) 0kN*1,675mm 33, 5kN * *
Sprawdzenie warości sił meodą analiyczną Dla uproszczenia obliczeń przyjmuję układ osi według rysunku, naomias zwroy sił zgodnie z wynikami uzyskanymi meodą graficzną ix iy 0 0 0; - cos15 1 cos30 cos15 0; 0 0 0 3 sin15 sin15 1 cos 60 Z orzymanego układu dwóch równań obliczam siły: 3 * 0,9659 10* *0,9659 0 1 10 *0,588 *0,5888 10* 0 Z drugiego równania wyznaczam 50 *0,588 0,588 193, 199 Podsawiam do pierwszego: 193,199 *0,9659 70 3 *0,9659 0 186,6113 *0,9659 70 3 *0,9659 0 186,6113 *0,9659 70 3 0 0 186,6113 11,7 *0,9659 65,363 1,9318 33, 8360 Z ąd 193, 199 193,199 33,8360 159,363 Warości sił i orzymałem ze znakiem +, co powierdza prawidłowość przyjęych zwroów sił w pręach i. Pręy rozciągane 1,, ; pręy ściskane: 3.
Obliczenie przekrojów pręów Zakładam, że pręy rozciągane będą wykonane z kąowników (a), naomias pręy ściskane z ceowników (b). Przy obliczaniu pręów ściskanych sprawdzamy je również na wyboczenie. Prę 1 rozciągany 1 r k r ; S1 S S S 1 1 k r 10kN 10* *130MPa a) kąownik b)ceownik 5,386cm Z ablicy 0 dobieramy 60*60*6, kórego przekrój S 6, 91 Prę rozciągany 159kN S 10* 6,115cm k *130MPa r Z ablicy 0 dobieramy 60*60*6, kórego przekrój S 6, 91 Prę rozciągany 3kN S 10* k *130MPa r 1.3077cm Z ablicy 0 dobieramy 50*50*6, kórego przekrój S 5, 69 Prę 3 ściskany C S C k c ; 3 10kN SC 10*.615cm kc *130MPa Należy sprawdzić nośność (saeczność) pręa ściskanego * obl Wsępnie przyjmuję S C,615cm i zakładam ceownik 80 Z ablicy odczyuję dane dla ceownika: e 1, 5cm, g 6mm 0, 6cm. J X 106cm, J Y 19,cm, S 11,0cm,
Dla pręów składających się z dwu ceowników (połączonych według rysunku b) momeny bezwładności wynoszą: Względem osi x J X J Względem osi g b y J Y J y S e Obliczam momeny bezwładności dla pręa : J X J *106 1cm X X 0,6 g b J Y JY S e 19, 11* 1,5 * J y zaem prę jes bardziej narażony na wyboczenie względem osi y J X J Y 106,175 iy, 861cm S *11 lw gdzie: - smukłość pręa, i y 1* l i y rz lw 19, (11*3,065) 106, 175 -długość wyboczeniowa pręa (z uwzględnieniem mocowania, prę kraownicy mocowany przegubowo l 1* l 80,861 58,0179 Z ablicy 6 usalam warość smukłości porównawczej p w zależności od granicy plasyczności. Dla pręa (SS) R 75 zaem 80 58,0179 p 80 0,75 Z ablicy 7 dla względnej smukłości pręa 0, 75, 0, 713 Z ablicy 6 odczyuję f 0 i obliczam d obl S * f d 0,1**11*0 58kN 3 10 * obl 0,713*58 376, 6kN Prę 3 wykonany z ceownika 80 nie ulegnie wyboczeniu. e p W rz
Obliczenia spoin łączących pręy z blachą węzłową Naprężenia dopuszczalne dla spoiny k = z k k naprężenia dopuszczalne dla ma. łączonych części z współczynnik wyrzymałości spoiny z = 0,65 dla każdego rodzaju obciążenia k 0,65k 0,65* 75 8, 75MPa Spoina obciążona siłą rozciągającą, ściskającą lub ścinającą S przekrój obliczeniowy spoiny a grubość spoiny S = a l a = 0,7 h grubość spoiny zaokrągla się do pełnych milimerów z niedomiarem, przy czym należy zachować warunek 3 mm a 16 mm l długość obliczeniowa spoiny na jeden kraer przyjmuje się c = 1,5 a Wysokość spoiny pachwinowej h przyjmuję równą w przybliżeniu grubości ramion kszałowników g. Długość obliczeniowa spoiny a = 0,7 h Dla pręa 1,, 3,. 0,7*6=,mm Obliczam długość spoiny k a * l Po przekszałceniu sosuję wzór kn lcm a cm * k MPa S k k S Według ej zależności obliczam długość spoiny, łączącej jeden kszałownik z blachą węzłową: Prę 1 10 l 10* 3cm a * k *0,*8,75 Długość spoiny po obu sronach kąownika obliczam z zależności analogicznych do wzoru z rysunku (gdzie e i b wymiary według rysunku ):
e 1,69 l l * 1 3* 9,58cm 10cm b 6 l l l1 3 10 cm l1 rz l1 3a 10 3*0, 11,6cm 11, 6mm l rz l 3a 3*0, 5,6cm 5, 6mm Prę 159 l 10* 38,878cm 39cm a * k *0,*8,75 e 1,69 l l * 1 39* 10,985cm 11cm b 6 l l l1 39 11 8cm l1 rz l1 3a 11 3*0, 1,6cm 1, 6mm l rz l 3a 8 3*0, 9,6cm 9, 6mm Prę l a * k 10* 3 *0,*8,75 8,308cm 9cm e 1,5 l l * 1 9*,175cm, cm b 6 l l l1 9, 6, 8cm l1 rz l1 3a, 3*0, 3,6cm 3, 6mm l rz l 3a 6,8 3*0, 8,06cm 80, 6mm W przypadku spawania ceowników z blachą węzłową spoiny są rozłożone symerycznie po obu sronach ceownika. Prę l a * k 10 10* 1.,65cm 15cm *0,*8,75 l rz l 3a 15 3*0, 16,6cm 16, 6mm
Złącze spawane jes połączeniem maeriałów powsałym przez ich miejscowe sopienie. Wysępuje w procesie łączenia meali (głównie sali) oraz worzyw szucznych. Przy spawaniu zwykle dodaje się spoiwo (maeriał dodakowy) sapiający się wraz z maeriałem podsawowym, aby uworzyć spoinę i polepszyć jej własności.. Zmiany w maeriale W czasie spawania w obrębie działania wysokiej emperaury w sali zachodzą pewne przemiany cieplne, osłabiające jej wyrzymałość. Połączenie spawane zmniejsza wyrzymałość maeriału o nasępujące warości: wyrzymałość na rozciąganie k r = 0,8 k r wyrzymałość na zginanie k g = 0,9 k r wyrzymałość na ściskanie k c = k r wyrzymałość na ścinanie k = 0,65 k r W związku z osłabiającym wpływem spoiny, do obliczeń wyrzymałościowych używa się grubości obliczeniowej, kóra jes o 70% mniejsza niż rzeczywisa grubość maeriału w miejscu spoiny. Połączenie spawane częso wymaga dodakowej obróbki spoiny. Częso na powierzchni spawu wydzielają się drobne cząski żużlu, kóre mogą być niebezpiecznie osre. Spoiny spawane częso szlifuje się zgrubnie, zanim spawana konsrukcja zosanie użya. Wady spawalnicze podopienie: nazwa wady na syuację, kiedy bruzda nie jes zupełnie wypełniona wzdłuż brzegu ściegu spawalniczego, niepełne sopienie: san, w kórym spawane powierzchnie nie sopiły się ze sobą wysarczająco dobrze, niepełna peneracja: san, gdzie jes niewysarczająca odległość pomiędzy powierzchnią mealu i dołem spawanego obszaru, zachodzenie na siebie: san, gdzie brzeg ściegu spawalniczego nie zosał zespolony z podsawowym mealem (wysępuje częso przy spawaniu złącza w kszałcie T), wypukły ścieg spawalniczy: fragmen wyokrąglenia ma spęczniałą powierzchnię ściegu spawalniczego, Wklęsły ścieg spawalniczy: fragmen wyokrąglenia ma wgniecioną powierzchnię ściegu spawalniczego, wysępowanie pęcherzy, wgłębień ip.
Tabela zbiorcza Rodzaj elemenów kraownicy Długości elemenów kraownicy 1 3 Kąownik 60*60*6 l 1 =,8 m = 80 cm =800 mm Kąownik 60*60*6 l =,8 m = 80 cm =800 mm Ceownik C 80 l 3 = 3,0 m =300 cm =3000 mm 80Kąownik 50*50*6 l = 3,0 m = 300 cm = 3000 mm Kąy pomiędzy elemenami kraownicy α =5 o β = 75 o γ = 75 o Siły w pręach 1 = 10 =159 3 =-10 =3 Grubość spoiny, mm, mm, mm, mm Długość spoiny łączącą elemen z blachą 3 cm 39 cm 15 cm 9 cm Grubość blachy węzłowej g b 10mm 10mm 10mm 10mm Maeriał SS SS SS SS Na połączeniu elemenów kraownicy zasosowałem pełny zaspaw w celu zwiększenia sabilności elemenów konsrukcji kraownicy. Zaspaw en wykonany jes również z elemenów sali SS. W rozwiązywaniu zadania korzysałem z: ZBIÓR ZADAŃ z części maszyn Andrzej Rukowski Anna Sępniewska Solid Edge 17 wersja Akademicka Świąkowski K. Charakerysyka procesu spawania i rodzaje spawania