Сварка в машиностроении.Том 3 (1041440), страница 41
Текст из файла (страница 41)
Как правило, в листовых конструкциях рекомендуются стыковые соединения и лишь при толщине листов ; 5 мм нахлесточпые соединения. При проектировании рекомендуется предусматривать максимальное сокра01енне отходов прн раскрое. Большую долю сварочных работ следует производить в заводских условиях. Особенность работы сосудов заключается в том, что в результате деформации металла момент образования максимальных растягивающих усилий в стенках не совпадает с моментом максимального внутреннего давления. В цилиндрическом сосуде (121) где О, — напряжение в продольном шве; 0 — диаметр сосуда.
При определении несущей способности важно знать, какое из этих двух предельных состояний наступает раньше. Если деформационную характеристику материала аппроксимировать выражением о! —— Ае,"., то максимум давления должен достигаться раньше при дефор- А 1Ь. Коэффициенты ф, мацин в = — для цилиндрического 2 Й 1т/2э сосуда и при деформации ет —— — для Стеле аоо сферического, тогда как максимум усилия, оазрывающего стенку сосуда, будет достигаться на спаде давления с 88/28 0044 ОА02 0,888 0220 0.616 прн деформации в! = п вне зависн- С 44,'20 о,чзт 0,892 0,8!2 0,666 0,628 с 62140 оззо о888 отзэ 0610 0440 мости от формы сосуда.
Таким образом предельная несущая способность сосуда зависит от показателя степени упрочнения матерна,ча п, а также от формы сосуда, предопределяющей соотношение компонентов напряжений двухосного растянсення. Предельная несущая способность цилиндрического сосуда может быть больше о,„если й ( 0,26, нли меньше ои прн и ) 0,26; несущая способность сферического сосуда оказывается меньше о, прн всех значениях показателя и.
При действии продольных сжимающих сил, параллельно образующей тонкостенной цилиндрической оболочки, последнюю проверяют иа устойчиво ть по формуле а,(то,а, (122) !де гп = 0,75 —: 1,00 — коэффициент условия работы; от — расчетное напряжегне в оболочке; Ое,! принимают Равным наименьшей велиЧине из следующих двух: ! 0 тР„й или сЕ! — (табл, 16); й — Расчетное сопротивление, 1' 2ь' Коэффициент с следующим образом зависит от О/2гс с 0,30 0,22 0,18 О,! 6 с1/2е 60 100 200 800 Круговую цилиндрическую оболочку под действием равномерного давления р с внешней стороны нормальной поверхности проверяют на устойчивость.
ое — — — -( тое р0 28 (123) При 0,5( — — -=10 21. ое, 2 — — 0,55Š— ~ 0 /28 '12 т~0~. о1 Прн: ) 20 0 /28 ~э о,л — — 0,17Е ~ — ), ~0) 21. Прл 1О( — (26 ое,2 определяется линейной интерполяцией; Е и э— соответственно длина н толщина цилиндрической оболочки.
Цилиндрическую оболочку, подвергаемую одновременно действию напр»,- жений о, н оэ, проверяют на устойчивость по формуле А В (124) где А= —; В= —. р0 р0 48 ' 28 У' ой швость сферической оболочки под действием равномерного давле р, приложенного к внешней поверхности, проверяют по соотношению р0 — ~ 1Пое 48 (126) СВАРНЫЕ ДЕТАЛИ МАШИН В машиностроении широко используют сварные детали машин (рис, 40 — 44). При нх проектировании необходимо широко применять легированные стали, в частности, в термически обработанном состоянии; учитывать, что рабочие размеры элементов часто определяются не условиями прочности, а условиями жесткости; прн этом рабочие напряжения принимают значительно ниже допускаемых.
Сваные детали, изготовляемые н обрабатываемые по высшим классам точности, подпу а ых. варвергают термической обработке (отпуску в термических печах) для устранения изменения размеров в процессе эксплуатации. Для деталей, выпускаемых в значительном количестве, широко используют высокопроизводительные методы сварки (контактну1о, автоматическую под флюсом, в среде защитных газов); для конструкций нз толстостенных элементов — электрошлаковую сварку, в особенности при толщине элементов свыше 40 — 50 мм. где пт = 0,8 —: 1,0 — коэффициент условий работы; О/2 — радиус сферы; ь— 2Ез толщина оболочки; 00=0,1 —, но ==. 0,9от 2115 Сварные детали машин 204 Рис.
43. Конструкция свар- ных барабанов а) (126) х х О. х о 3Е,7 чкР оз (127) ° хоп 8 к— (128) Расчет и проектирование элементов сварных конструкций х О. о х о х о М х 4 х х ~Ь, о Барабаны в большинстве случаев сварнвают из листов. В некоторых барабанах основой их служит каркас из профильного материала. Барабаны соединяют с торцовыми стенками, представляющими собой плоские круглые листы, к которым приварена цапфа. В конструкции, приведенной на рис.
43, барабан насажен на вал, не имеющий разрывов. Для барабанов малых диаметров используют трубы или отливки, для барабанов средних и больших диаметров корпусы вальцуют из одного или нескольких листов. В барабане шахтного подъемника для удобства навивки на поверхность предусмотрены канавки (рис, 44, а), соответствующие диаметру каната. Толщина листов барабана должна допускать нх ослабление канавками.
Рис. 44. Схема для расчета сварного барабана Барабаны рассчитывают на сжатие, изгиб и кручение. Напряжение сжатия в ободе Р п —— аз ' где й — ширина обода, равная диаметру каната; з — толщина обода; Р— сила натяжения каната. Критическая распределенная сила (рис. 44, б), вызывающая потерю устойчивости барабана, где Š— модуль упругости стали' Я вЂ” радиус барабана. В канате при запасе, равном 2, допустимая в отношении устойчивости сила .нищ11йй!6!6!111 206 схоЬ сох О х д ох с х ад где 1 — расстояние между опорами. Напряжение от изгиба (130) (132) при этом напряжение от кручения (133) и (У Р4) КР 2 1Р (134) о К о о х ю о о Х с м о Р о с о в х с х 'о о х о о о Ю о о о о 2 и Е а с.~ х х чо х а йз М о=- — у гпах> (135) г- а Б с с1.
о Расчет и проектирование элементов сварных конструкций Торцовые стенки повышанн устойчивость барабана. Если Р 0,5 Р,„, то барабан следует усилить с помощью кольцевых элементов жесткости (рис. 44, в), Наибольший изгибающий момент в середине пролета барабана М Р( (129) Момент сопротивления барабана находится, как и в кольпевом сечении: л (Я4 1Р4) 4 Я, где Й~ и Рк — внешний и внутренний радиусы.
Если момент на вал передается с одной стороны, то крутящий момент М„= РК;1 МкР 'кр (у ) КР где Ягкр — полярный момент сопротивления. Лля полого вала Для крупногабаритных барабанов целесообразно применять электрошлаковую сварку. На рис. 45 изображен сварной барабан из стали 22Г лебедки шагающего экскаватора, Ступица 1 барабана и фланец 2 отлиты из стали 25Л; перед механической обработкой их подвергают термической обработке.
После выполнения сварочных работ весь барабан вторично подвергиот термической обработке. Сварные зубчатые колеса н шкивы приведены на рис. 46. Внутренний диаметр ступицы соответствует диаметру шва. В качестве спиц используют штампованные профили, трубчатые стержни, тавры, двутавры. Ободы зубчатых колес часто вальцуют из толстостенных листов и сварнвают встык электродуговой сваркой на контактных машинах (в некоторых случаях вручную). Ободы изготовляют из сталей повышенного сорта ковкой или вальцовкой, а также из углеродистых сталей 35, 45 и т. д.
Соединения дисков со ступицами приведены на рис. 47. Подготовка кромах особенно рациональна при работе конструкций под переменными нагрузками. Центры зубчатых колес и шкивов обычно выполняют двустенными для увеличения жесткости. Термическую обработку зубчатых колес в печи для снятия остаточных напряжений производят до механической обработки и нарезки зубьев.
Шкивы и маховики после сварки, как правило, отпуску не подвергают. Сварное зубчатое колесо рассчитывают на касательное усилие, приложенное к зубу зацепления. Если число спиц менее четырех, то считают, что усилие Т воспринимается полностью одной спицей. Расчетными усилиями в спице являются поперечная сила О = Т н изгибающий момент М = Т1 (рис.
48). Напряжение от момента М где / — момент инерции попере шого сечения спицы относительно осн Х(у шкх максимальное расстояние. Я $ о х ~О л х а с.з сс ст с я ан о с о о ~ И О с со оо ..с со с с ом Э о о о [ с ц $о ~Ы З с со Сварные детали машин 208 (137) (140) Сварка Деталь редуктора Литье 50,8 27,8 22.2 11,2 Корпус Корпусная крышка ! 72Л ~ Зв.0 Всего Расчет и проектирование элементов сварных конструкций Рнс. 49. Схемы для расчета сварнь1х соединений центра со сттпипсй: а — швь с подготовкой кроиок: б — швы бев подготовка кромок Рис. 50.
Колесо, сваренное электрошлаковым способом Рис. 51. Вал, сваренный электрошлаковым способом Касательные напряжения в швах спицы, соединяющих ее пояс со стенкой, т= —, 1~8 21РК ' (136) где 5 — статический момент полки относительно центра тяжести сечения спицы. В месте соединения спицы со ступицей следует определить напряжение в угловых швах от изгибающего момента М: (Ут ах + ~) ~ М с где 1, — момент инерции периметра шва относительно оси Х. Напряжение от поперечной силы проверяют с учетом швов, приваривающих стенку профиля, В конструкциях сварных зубчатых колес с центрами вместо спиц 3* ис.
49) наиболее нагруженными являются швы, соединяющие центр со ступицей. ни воспринимают крутящий момент м„= тк (138) Напряжение в соединении ступицы с центром определяют, предполагая, что касательные напряжения распределены равномерно по длине шва.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
