4.2.6 Perhitungan pin untuk geser

Mari kita hitung jari untuk memotong.

Kekuatan jari terjamin

4.3.5 Perhitungan bantalan tuas

Kami memilih bantalan rol bulat dua baris No. 3003168 menurut GOST 5721-75 dengan parameter: C=2130000 N, d=340mm, D=520mm, B=133mm.

Kami akan menghitung metodenya sesuai dengan rumus yang ditetapkan di.

Kehidupan bantalan:

dimana b 1 adalah faktor yang memperhitungkan arah beban, b 1 = 5;

b 2 - faktor dengan mempertimbangkan kondisi pelumasan, b 2 = 1;

b 3 - koefisien suhu, b 3 = 1;

b 4 - koefisien ukuran, b 4 = 1,5;

b 5 - faktor dengan mempertimbangkan sifat-sifat material, b 5 = 1.1;

D a - diameter bola, D a = 100 mm;

в - setengah dari sudut osilasi, в = 90 о;

C - kapasitas beban dinamis terukur, C = 2.130.000 N;

Kehidupan bantalan tuas:

Saat mendorong keluar 1 baris benda kerja, poros penggerak, tuas dan, karenanya, bantalan tuas berputar melalui sudut 180 dan melalui sudut yang sama selama gerakan mundur. Sudut ini setara dengan 1 putaran.

Itu. Terdapat 1 putaran bantalan tuas per baris benda kerja.

Massa satu baris benda kerja 11200 kg = 112 ton Produktivitas pabrik 210 t/jam.

Jumlah blanko dalam 1 jam 210/112 = 1,85 pcs.

Artinya dalam 1 jam bantalan tuas akan melakukan putaran 1,85.

Kemudian, masa pakai, yang dinyatakan dalam jam, untuk bantalan tuas adalah G/15.

Dana waktu kerja tahunan adalah 7200..7400 jam (jika jam perbaikan terjadwal seluruh pabrik dikurangi dari 8760 jam per tahun). Dengan mempertimbangkan hal ini, masa pakai dapat dinyatakan dalam tahun:

dimana n h - putaran bantalan per 1 jam.

Kehidupan Bantalan Tuas:

Pompa listrik tertutup

Dimana tegangan geser yang diijinkan pada kunci, syarat pemeriksaan sambungan kunci terhadap geser terpenuhi...

Kami menetapkan ketebalan flensa mur, mengambilnya sama dengan: NB = 0,3*NG = 21 mm. Bagian berbahaya: 3 - 3 (Gbr. 2); Kondisi kuat geser statis : fsr? [fsr]; dimana [fsr] = ; [s] = 4…5; kamuB= 250 MPa; Misalkan [s]=5, [fsr] = MPa. ==8...

Desain Mekanisme Sekrup

Bagian berbahaya: 4 - 4 (Gbr. 2); Lihat Gambar 1 untuk diagram pemuatan koil. 5; Beras. 5. Skema pembebanan kumparan ulir saat menghitung geser Kondisi kekuatan statis selama geser: fsr? [fsr] (definisi [fsr] - lihat di atas)...

Desain penggerak

Kondisi kuat geser, dimana [fsr] adalah tegangan geser yang diijinkan; [fsr] = 100 MPa (, hal. 74); oleh karena itu, kondisi kekuatannya terjamin. 8.2 Sambungan kunci dari poros kecepatan rendah dengan roda gigi. 8.2...

Desain penggerak

Kondisi kuat geser, dimana [fsr] = 100 MPa (, hal. 74); oleh karena itu, kondisi kekuatannya terjamin. 8.3 Sambungan kunci poros girboks kecepatan rendah dengan sproket penggerak penggerak rantai 8.3...

Desain penggerak

Kondisi kuat geser, dimana [fsr] = 100 MPa (, hal. 74); oleh karena itu, kondisi kekuatan terjamin...

Desain penggerak sabuk konveyor

Pemilihan sambungan kunci dilakukan pada tahap pertama tata letak awal. Semua kunci bersifat prismatik (GOST 233360-78) (lihat Gambar 8) Kunci mengalami tegangan hancur pada permukaan samping (cm) dan tegangan geser (rata-rata)...

Desain gearbox berdasarkan mekanisme planetary diferensial tertutup untuk mesin turboprop ketinggian tinggi

Mur berlubang (76) menerima gaya dorong sekrup. Dengan bantuannya, bantalan bola (70) bagian dalam yang dapat dilepas ditekan ke kerah poros, dan hub (39) juga dipasang ke spline. Mari kita periksa apakah ada geseran pada ulir mur: (5.1...

Desain pengikis MoAZ-60071

Untuk menghitung besarnya jari, kita anggap sebagai balok yang dipasang pada dua tumpuan, yang dikenai gaya Sp dari sisi silinder hidrolik, yang menyebabkan momen lentur, karena momen lentur yang bekerja pada bidang...

Perhitungan mesin piston penerbangan

Perhitungan dilakukan terhadap kekuatan terhadap momen lentur; sampai deformasi maksimum yang diijinkan (ovalisasi) untuk menghindari kemacetan di kepala bagian atas batang penghubung; pada tekanan spesifik pada permukaan gesekannya...

Perhitungan penggerak pendorong tungku

Tegangan geser ditentukan dengan rumus: dimana: b - lebar kunci, - luas potongan kunci, - tegangan geser yang diijinkan, = 60... 100 MPa (nilai yang lebih kecil diterima untuk pembebanan tidak rata atau kejut), l - kunci standar panjang...

Perhitungan mesin diesel empat silinder segaris

Selama pengoperasian mesin, pin piston terkena beban yang bervariasi, yang mengakibatkan tegangan tekuk, geser, remuk, dan ovalisasi. Sesuai dengan kondisi kerja yang ditentukan untuk material...

Gearbox untuk mesin turboprop ketinggian tinggi

Mur berlubang menyerap gaya dorong sekrup. Dengan bantuannya, bantalan bola bagian dalam yang dapat dilepas ditekan ke kerah poros, dan hub juga dipasang pada spline. Mari kita periksa apakah ada geseran pada ulir mur: (5.1...

Gearbox cacing

, (6.2) dimana b adalah lebar kunci, mm; . Dengan demikian, kekuatan koneksi kunci terjamin...

Termal dan perhitungan struktural kompresor piston

Tekanan terbesar pada pin piston pada bearing Tekanan terbesar pada pertemuan pin dengan piston Tegangan lentur Tegangan geser pada bagian antara bos piston dan kepala...

Secara bergiliran disebut pembebanan dimana hanya satu faktor gaya dalam yang muncul pada penampang balok - gaya transversal.

Mari kita perhatikan sebuah balok di mana dua gaya bekerja, sama besarnya (Gbr. 20) dan berlawanan arah. Gaya-gaya ini tegak lurus terhadap sumbu balok, dan jarak antara gaya-gaya tersebut dapat diabaikan. Jika gaya-gaya ini cukup kuat, maka akan terjadi pergeseran.

Tubuh bagian kiri dipisahkan dari tubuh kanan sepanjang bagian tertentu AB. Deformasi sebelum geser, yang terdiri dari distorsi sudut siku-siku dari suatu paralelepiped dasar, disebut geser. Pada Gambar. 20, B geser yang terjadi pada paralelepiped sebelum pemotongan ditampilkan; persegi panjang tempat tidur berubah menjadi jajaran genjang tempat tidur". Besaran SS K , yang penampangnya CD dipindahkan relatif terhadap bagian yang berdekatan ab, disebut pergeseran absolut. Sudut Y dimana sudut siku-siku dari parallelepiped berubah disebut pergeseran relatif.

Beras. 20. Skema deformasi geser: A) gaya geser yang bekerja pada balok; b) deformasi elemen balok tempat tidur

Karena deformasi kecil, sudutnya kamu dapat didefinisikan sebagai berikut:

Jelasnya, di bagian tersebut AB dari enam faktor gaya dalam, hanya gaya transversal yang timbul Q, sama dengan gaya F:

Kekuatan geser ini Q menyebabkan munculnya hanya tegangan geser yaitu.

Gambaran serupa terlihat pada bagian-bagian yang digunakan untuk menyambung elemen individu mesin, - paku keling, pin, baut, dll., karena dalam banyak kasus mereka merasakan beban tegak lurus terhadap sumbu memanjangnya.

Beban lateral masuk rincian yang ditentukan terjadi, khususnya, selama ketegangan (kompresi) dari elemen-elemen yang dihubungkan. Pada Gambar. Gambar 21 menunjukkan contoh sambungan pin (a), paku keling (b), baut (c) dan kunci (d). Jenis pembebanan yang sama pada bagian penghubung juga terjadi pada saat transmisi torsi, misalnya pada penyambungan roda gigi ke poros dengan menggunakan pin, yang pada saat transmisi torsi dari roda gigi ke poros (atau sebaliknya), membawa beban tegak lurus terhadap porosnya.

Beras. 21.

A) pin; B) memusatkan; V) melesat; G) bersemangat

Kondisi pengoperasian sebenarnya dari bagian-bagian yang dipertimbangkan rumit dan sangat bergantung pada teknologi pembuatan elemen struktural individu dan perakitannya.

Perhitungan praktis dari rincian ini sangat kondisional dan didasarkan pada asumsi dasar berikut:

• 1. Pada penampang, hanya satu faktor gaya dalam yang muncul - gaya transversal Q.
• 2. Tegangan tangensial yang timbul pada penampang melintang merata pada luas penampang.
• 3. Jika sambungan dibuat dengan beberapa bagian yang identik (baut, dll), diasumsikan bahwa semuanya dibebani secara merata.

Penghancuran elemen penghubung (jika kekuatannya tidak mencukupi) terjadi sebagai akibat pemotongannya sepanjang bidang yang bertepatan dengan permukaan kontak bagian yang disambung (lihat Gambar 21.6). Oleh karena itu, mereka mengatakan bahwa elemen-elemen ini bekerja dalam gaya geser, dan disebut juga tegangan geser yang timbul pada penampangnya tegangan geser dan menunjukkan t av.

Berdasarkan asumsi yang dirumuskan di atas, diperoleh kondisi kuat geser sebagai berikut:

Di mana g S r- tegangan geser terhitung yang timbul pada penampang bagian yang dihitung; Q- gaya geser yang menyebabkan gesernya elemen penghubung (baut, paku keling, dll); [t sr]- tegangan geser yang diijinkan, tergantung pada bahan elemen penghubung dan kondisi pengoperasian struktur; ZA cp- luas potongan total: LA cp - Sebuah cp t(Di Sini Rabu- potong area satu elemen penghubung; z- jumlah elemen penghubung; / - jumlah bidang potong dalam satu elemen penghubung).

Dalam teknik mesin, saat menghitung pin, baut, kunci, dll, mereka mengambil [T rata-rata] = (0,5...0,6)*[o] - untuk bahan plastik dan [x cf] = (0,8... 1,0)-[A]- untuk bahan rapuh. Nilai yang lebih kecil diambil ketika keakuratan penentuan beban efektif rendah dan kemungkinan pembebanan non-statis dimungkinkan.

Rumus (30) adalah ketergantungan untuk perhitungan verifikasi sambungan geser. Tergantung pada rumusan masalahnya, dapat diubah untuk menentukan beban yang diizinkan atau luas penampang yang diperlukan (perhitungan desain).

Perhitungan geser menjamin kekuatan elemen penghubung, tetapi tidak menjamin keandalan struktur (rakitan) secara keseluruhan. Jika ketebalan elemen yang disambung tidak mencukupi, maka tekanan yang timbul antara dinding lubangnya dan bagian penghubungnya menjadi sangat besar. Akibatnya, dinding lubang hancur dan sambungan menjadi tidak dapat diandalkan. Jika perubahan bentuk lubang signifikan (pada tekanan tinggi), dan jarak dari pusat ke tepi elemen kecil, sebagian elemen dapat terpotong (tertusuk).

Di mana tekanan yang timbul antara permukaan lubang dan bagian penghubung(Gbr. 22, a) di biasa dipanggil tekanan yang menghancurkan dan beri nama Os*. Oleh karena itu, perhitungan yang memastikan pemilihan dimensi bagian-bagian di mana tidak akan terjadi deformasi yang signifikan pada dinding lubang disebut perhitungan keruntuhan. Distribusi tegangan bantalan pada permukaan kontak bagian-bagiannya sangat tidak pasti (Gbr. 22, B) dan sangat bergantung pada celah (dalam keadaan tidak dibebani) antara dinding lubang dan baut (paku keling, dll).

Beras. 22. Perpindahan tekanan ke batang keling: A) bentuk umum sambungan paku keling; B) distribusi stres sepanjang generatrix; V) area penghancur keling

Perhitungan penghancuran juga bersyarat dan dilakukan dengan asumsi bahwa gaya interaksi antar bagian terdistribusi secara merata pada permukaan kontak dan normal terhadap permukaan ini di semua titik.

Rumus perhitungan yang sesuai memiliki bentuk

Di mana F- beban penghancur; 1A SM - total area kusut; [[satu cm = (2,..2.5)-[[a c] - tegangan tekan yang diijinkan dari bahan yang bersentuhan, yang kekuatannya lebih kecil.

Untuk perhitungan luas penghancuran selama kontak sepanjang bidang (Gbr. 21, G) ambil area kontak sebenarnya Cm = 1-1, dimana / adalah ukuran kunci pada arah tegak lurus bidang gambar; setelah kontak pada permukaan silinder (lihat Gambar 21, a, b, c dan Gambar 22, a, c) luas yang dihitung diambil sebagai luas proyeksi permukaan kontak ke bidang tengah, yaitu. A cm = dd. Untuk ketebalan berbeda dari bagian yang akan disambung, Anda harus menggantinya d„i„. Total area kehancuran ?Sebuah SM = ACM -z(di mana z adalah jumlah elemen penghubung).

Seperti yang telah disebutkan, dalam beberapa desain, bagian penghubung (pin, kunci) berfungsi untuk memotong sepanjang bagian memanjang (lihat Gambar 21, d); Prasyarat untuk perhitungan dan metodologinya tetap sama seperti untuk pemotongan sepanjang penampang.

Selain perhitungan untuk geser dan penghancuran, hal ini juga diperlukan memeriksa kekuatan tarik elemen-elemen yang disambung di sepanjang bagian yang melemah. Dalam hal ini adalah kawasan persilangan diterima dengan mempertimbangkan pelemahan:

Di mana Dan itu saja - area bagian yang melemah.

Pada Gambar. 23 menunjukkan sambungan baut. Kekuatan F cenderung memindahkan lembaran relatif satu sama lain. Hal ini dicegah dengan baut, yang dari sisi setiap lembaran, gaya-gaya yang didistribusikan sepanjang permukaan kontak ditransmisikan, yang resultannya sama. F. Gaya-gaya ini cenderung memotong baut sepanjang bidang pemisahan lembaran T- l, karena gaya lateral maksimum bekerja pada bagian ini Q = F.

Dengan asumsi bahwa tegangan tangensial terdistribusi secara merata, kita peroleh

Beras. 23. Sambungan baut: A) bentuk umum; B) daerah penghancuran

Dengan demikian, kondisi kekuatan geser baut terbentuk

Dari sini Anda dapat mengetahui diameter baut:

Saat menghitung sambungan baut ini, harus diperhitungkan bahwa beban yang diterapkan pada elemen sambungan, sebagai tambahan memotong menyebabkan penghancuran permukaan yang bersentuhan.

Di mana Ah, - mewakili luas proyeksi permukaan kontak ke bidang diametris (lihat Gambar 22, b, c): A sh = 3d.

Kemudian kondisi kekuatan hancur sambungan baut (lihat Gambar 23)

dari mana kita mendapatkannya

Untuk merasa puas kondisi kekuatan geser dan remuk, Dari dua diameter yang ditemukan, sebaiknya ambil yang lebih besar, bulatkan ke nilai standar.

Merupakan kebiasaan untuk mengandalkan pemotongan pada beberapa sambungan las (Gbr. 24).

Beras. 24. Diagram sambungan las: A) diagram desain las fillet; b) daerah pemotongan ABCD las

Jika tidak memperhitungkan manik-manik, maka pada bagian las fillet berbentuk sama kaki segitiga siku-siku(lihat Gambar 24, A). Penghancuran jahitan akan terjadi sepanjang penampang minimumnya ABCD(lihat Gambar 24, B), tinggi siapa k = 3- karena 45° =0,7 3 .

Untuk sambungan las tumpang tindih, kedua lapisan disertakan dalam perhitungan. Dalam hal ini, kami menuliskan kondisi kekuatan jahitan:

dimana / t adalah perkiraan panjang jahitan ujung; t, - tegangan yang diijinkan untuk sambungan las.

Karena pada awal dan akhir jahitan kualitasnya menurun karena kurangnya penetrasi, panjang sebenarnya bertambah 10 mm dibandingkan dengan yang dihitung:

di mana / adalah panjang jahitan sebenarnya (pada Gambar 24, 6:1 = b).

Bagian yang mengalami geser (shear) dan penghancuran

1. Gandar (Gbr. 25, A). Jika ketebalan bagian 2 lebih kecil, Pada = Sd;

dimana / adalah jumlah bidang (area) yang dipotong.

2. Baut (Gbr. 25, b). Pada kasus ini Dan rabu -ndh

Beras. 25. Sambungan bagian: A) sumbu; B) baut

3. Paku keling berpotongan tunggal (Gbr. 26, A potong ganda (Gbr. 26, B).

Beras. 26. Diagram desain sambungan paku keling: A) dengan satu bidang potong; B) dengan dua bidang potong

• 4. Kunci (Gbr. 27, A) Mereka bekerja untuk geser dan penghancuran, tetapi dirancang terutama untuk penghancuran. Daerah geser dan remuk ditentukan oleh rumus A rata-rata = b i 1 A CM = lt.
• 5. Sambungan las (Gbr. 27, B).

Lasan fillet gagal pada sudut 45° terhadap bidang perpisahan akibat geser: Ke- kaki las fillet, dipilih sesuai dengan ketebalan lembaran yang akan dilas.

Jahitan dua sisi: A av = 2-0 tahun bsb = 1,4 ke b.

Beras. 27. Koneksi: A) bersemangat; B) lasan

Contoh 6. Tentukan jumlah paku keling yang diperlukan pada sambungan dua lembar yang dibebani gaya F= 85 kN (Gbr. 28). Diameter keling D= 16 mm. Stres yang diijinkan [g sr]= 100 MPa, [

Dari kondisi kekuatan geser

Di mana AC p=k d 2/ 4 - area pemotongan; z - jumlah paku keling.

Beras. 28.

Dari kondisi kekuatan penghancur Di mana Asm = dS- area penghancuran; z adalah jumlah paku keling yang kita peroleh

Kesimpulan: untuk menghindari geser atau hancurnya paku keling, harus dipasang lima paku keling.

Contoh 7. Sebuah baut baja (Gbr. 29) dibebani dengan gaya F= 120 kN. Tentukan diameternya D dan tinggi kepala DAN, jika tegangan izin [о р] = 120 MPa, = 80MPa. Lebar pita B- 150 mm dan ketebalannya

Sambungan mungkin gagal karena pecahnya lapisan depan di sepanjang kaki vertikal ss" atau dari memotong jahitan ini di sepanjang kaki horizontal ss". Namun, praktik menunjukkan bahwa jahitan tersebut dihancurkan di sepanjang bagian garis-bagi, yang tingginya

Di mana Ke- jahitan kaki, dalam kasus kami Ke = 8.

Jahitan seperti itu dirancang secara kondisional untuk memotong sepanjang bagian garis-bagi berdasarkan kondisi kekuatan:

Di mana Sebuah av = 0,7 3b- potong area satu lasan.

Beras. tigapuluh.

Kesimpulan: jahitannya kekurangan beban.

Contoh 9. Poros mentransmisikan torsi 27 kN m menggunakan sambungan spline (Gbr. 31). Diameter poros D= Diameter dalam 80 mm d = 68 mm, tinggi slot H= 6 mm, lebar slot B- 12 mm, panjang sambungan / = 100 mm. Jumlah spline 2 = 6. Tentukan tegangan geser dan tegangan tekan spline tersebut.

Beras. 31.

Dengan asumsi bahwa semua spline dibebani secara merata, kita mencari gaya per spline:

Mari kita tentukan tegangan geser:

Tegangan yang diijinkan – 80…120 MPa.

Ovalisasi jari

Ovalisasi jari terjadi saat beraksi kekuatan vertikal(Gbr.7.1, V) deformasi terjadi dengan bertambahnya diameter penampang. Pertambahan diameter jari maksimum di bagian tengah:

, (7.4)

dimana koefisien yang diperoleh dari percobaan,

KE=1,5…15( -0,4) 3 ;

– modulus elastisitas baja jari, MPa.

Biasanya = 0,02...0,05 mm - deformasi ini tidak boleh melebihi setengah jarak diametris antara pin dan bos atau lubang kepala batang penghubung.

Tegangan yang timbul selama ovalisasi (lihat Gambar 7.1) pada titik-titik 1 Dan 3 eksternal dan 2 Dan 4 serat dalam dapat ditentukan dengan rumus:

Untuk permukaan luar jari

. (7.5)

Untuk permukaan bagian dalam jari

, (7.6)

Di mana H– ketebalan dinding jari, R = (D n + D jam 4; F 1 dan F 2 – fungsi tak berdimensi tergantung pada posisi sudut bagian desain J, senang.

F 1 =0,5kos J+0,3185dosa J-0,3185J karena J;

F 2 =F 1 - 0,406.

Titik yang paling banyak dimuat 4 . Nilai yang valid
S St. = 110...140 MPa. Biasanya, celah pemasangan antara pin apung dan selongsong batang penghubung adalah 0,01...0,03 mm, dan pada bos piston besi tuang 0,02...0,04 mm. Dengan pin mengambang, jarak antara pin dan bos untuk mesin hangat seharusnya tidak ada lagi

D = D¢+( A hal D T hal - A b D T B) D Senin (7.7)

Di mana A hal dan A b – koefisien ekspansi linier bahan pin dan bos, 1/K;

Dt hal dan Dt b – peningkatan suhu jari dan atasan.

Cincin piston

Cincin kompresi (Gbr. 7.2) adalah elemen utama yang menyegel ruang intra-silinder. Dipasang dengan jarak radial dan aksial yang cukup besar. Menyegel dengan baik ruang gas di atas piston, dengan efek pemompaan, tidak membatasi aliran oli ke dalam silinder. Cincin pengikis oli digunakan untuk ini (Gbr. 7.3).

Terutama digunakan:

1. Cincin dengan penampang persegi panjang. Mudah dibuat, punya wilayah yang luas bersentuhan dengan dinding silinder, yang menghasilkan pembuangan panas yang baik dari kepala piston, tetapi tidak pas dengan lubang silinder.

2. Cincin dengan permukaan kerja berbentuk kerucut pecah dengan baik, setelah itu memperoleh kualitas cincin dengan penampang persegi panjang. Namun, produksi cincin seperti itu sulit dilakukan.

3. Cincin puntir (batang puntir). Dalam posisi kerja, cincin seperti itu dipelintir dan permukaan kerja menyentuh cermin dengan tepi yang sempit, seperti yang berbentuk kerucut, yang memastikan masuknya.

4. Cincin pengikis oli memastikan terpeliharanya lapisan oli antara cincin dan silinder dengan ketebalan 0,008...0,012 mm di semua mode. Untuk mencegah pengapungan pada lapisan oli, lapisan tersebut harus memberikan tekanan radial yang tinggi (Gbr. 7.3).

Ada:

a) Cincin besi cor dengan ekspander pegas bengkok. Untuk meningkatkan daya tahan, cincin kerja dilapisi dengan lapisan kromium berpori.

b) Cincin pengikis oli baja dan berlapis krom prefabrikasi. Selama pengoperasian, cincin kehilangan elastisitasnya secara tidak merata di sekelilingnya, terutama pada sambungan kunci saat dipanaskan. Akibatnya, cincin dipaksa selama pembuatan, sehingga menghasilkan diagram tekanan yang tidak merata. Tekanan besar diperoleh di area kastil dalam bentuk diagram berbentuk buah pir 1 dan berbentuk tetesan air mata 2 (Gbr. 7.4, A).

Tegangan geser pin pada penampang SAYA- SAYA, beras. 1, τ s, MPa:

Saat menentukan tegangan yang diijinkan [ τ c ] menurut rumus (6) untuk bahan jari sesuai tabel. 1:

Koefisien Kτ p ditentukan menurut Tabel 3 tergantung pada diameter jari D;

- koefisien Kτ n ditentukan berdasarkan Tabel 4, dengan asumsi permukaan jari dipoles;

Koefisien Kτ Ke = 1 diterima untuk desain pin tanpa bahu atau alur di bagian berbahaya;

Koefisien Kτ pada ditentukan berdasarkan tabel. 6, Umumnya disarankan untuk menggunakan pengerasan permukaan.

Jika kondisi kekuatan menurut rumus (8) tidak terpenuhi, sebaiknya pilih grade baja yang lebih berkualitas atau tambah diameter pin D.

Beras. 4. Bagian dengan konsentrator tegangan tipikal: A– transisi dari ukuran yang lebih kecil B untuk lebih aku, radius fillet R 1 ; B - diameter lubang silang D 1

Beras. 5. Diagram perhitungan pin engsel: A– diagram gaya geser; B - diagram momen lentur

5.2. Perhitungan pembengkokan jari

Dengan mempertimbangkan ketidakpastian kondisi jari terjepit di pipi dan pengaruh defleksi jari serta deformasi pipi terhadap distribusi beban spesifik, maka diagram desain balok yang disederhanakan pada dua tumpuan yang dibebani dengan dua gaya terpusat adalah diadopsi, Gambar. 5. Tegangan lentur maksimum terjadi pada bentang tengah balok. Tegangan tikungan jari, σ dan, MPa, di bagian 4-4 , beras. 5:

σ dan = M/W≤[σ dan ], (9)

Di mana M– momen lentur pada bagian berbahaya, N∙mm:

M = 0,125F maks ( aku+ 2δ );

W – momen resistensi aksial, mm 3:

W = πd 3  / 32  0,1 D  3 ,

aku- panjang bagian jari yang digosok, ditentukan berdasarkan perbandingan aku/hari, diberikan dalam Lampiran. dan diameter jari D, mm, terdapat pada paragraf 4.1; δ – ketebalan dinding mata, ditentukan dalam pasal 6.1;

[σ dan ] – tegangan yang diijinkan selama pembengkokan sesuai dengan bentuknya. (6).

Dihitung menggunakan rumus (6) dan (9):

- Kσ k – koefisien ditentukan berdasarkan tabel. 5 dengan mempertimbangkan konsentrator tegangan - lubang melintang untuk suplai pelumas, Gambar. 1;

Kemungkinan Kσ P, Kσ n dan KE y ditentukan dengan cara yang sama seperti perhitungan jari menurut pasal 5.1.

Jika kondisi kekuatan menurut rumus (9) tidak terpenuhi, diameter pin harus ditambah D.

Nilai akhir D, yang ditunjukkan pada gambar, dibulatkan ke nilai standar terdekat yang lebih besar dari sejumlah dimensi linier normal sesuai dengan Gost 6636-69.

Elemen yang menghubungkan berbagai bagian, misalnya paku keling, pin, baut (tanpa jarak bebas) terutama dirancang untuk geser.

Perhitungannya merupakan perkiraan dan didasarkan pada asumsi berikut:

1) pada penampang elemen yang ditinjau, hanya satu faktor gaya yang muncul - gaya transversal Q;

2) jika ada beberapa elemen penghubung yang identik, masing-masing elemen tersebut mengambil bagian yang sama dari total beban yang ditransmisikan oleh sambungan;

3) tegangan tangensial didistribusikan secara merata ke seluruh bagian.

Kondisi kekuatan dinyatakan dengan rumus:

τ av = Q/F av ≤[ τ] av, Di mana

Q- gaya geser (pada beberapa Saya elemen penghubung saat mentransmisikan gaya Rata-rata P

Q = P rata-rata /i);

rata-rata τ- tegangan geser pada bidang penampang yang dihitung;

Rata-rata F- area pemotongan;

[τ] rata-rata- tegangan geser yang diijinkan.

Biasanya, elemen yang dihubungkan dengan paku keling, pin, dan baut dihitung untuk keruntuhan. Dinding lubang di area pemasangan elemen penghubung dapat runtuh. Biasanya, perhitungan bantalan dilakukan untuk sambungan elemen penghubung yang dirancang untuk dipotong.

Saat menghitung penghancuran, diasumsikan bahwa gaya interaksi antara bagian-bagian yang bersentuhan terdistribusi secara merata pada permukaan kontak dan pada setiap titik adalah normal terhadap permukaan ini. Gaya interaksi biasanya disebut tegangan penghancur.

Perhitungan kekuatan dilakukan dengan menggunakan rumus:

σ cm = P cm /(i´F cm) ≤ [σ] cm, Di mana

cm- tegangan penghancur yang efektif;

Pcm- kekuatan yang ditransmisikan melalui sambungan;

Saya- jumlah elemen penghubung;

F cm- perkiraan luas penghancuran;

[σ]cm- tegangan bantalan yang diijinkan.

Dari asumsi tentang sifat distribusi gaya interaksi pada permukaan kontak maka jika kontak dilakukan pada permukaan setengah silinder, maka luas yang dihitung F cm sama dengan luas proyeksi permukaan kontak pada bidang diametris, yaitu. sama dengan diameter permukaan silinder D ke ketinggiannya δ :

F cm = d´ δ

Contoh 10.3

Batang I dan II dihubungkan dengan pin III dan dibebani dengan gaya tarik (Gbr. 10.4). Tentukan dimensi d, D, d buah, C, e desain, jika [σ] hal= 120 MN/m2, [τ] rata-rata= 80 MN/m2, [σ]cm= 240 MN/m2.

Gambar 10.4

Solusi.

1. Tentukan diameter pin dari kondisi kuat geser:

Kami menerima d = 16×10 -3 m

2. Tentukan diameter batang I dari kondisi kuat tarik (penampang batang yang dilemahkan oleh lubang pin ditunjukkan pada Gambar 10.4b):

94,2 × 10 3 10 hari 2 - 1920´10 3 hari - 30 ³ 0

Setelah memutuskan pertidaksamaan kuadrat, kita mendapatkan d³30.8´10 -3 m Kita ambil d = 31´10 -3 m.

3. Mari kita tentukan diameter luar batang II dari kondisi kuat tarik bagian yang dilemahkan oleh lubang untuk pin (Gbr. 10.4c):

94,2´10 3´D 2 -192´10 3´D-61³0

Menyelesaikan persamaan kuadrat, kita mendapatkan D = 37,7 ´10 -3 m. Misalkan D = 38 ´10 -3 m.

4. Mari kita periksa apakah ketebalan dinding batang II mencukupi sesuai dengan kondisi kekuatan hancur:

Karena tegangan dukung melebihi tegangan dukung yang diijinkan, maka diameter luar batang akan diperbesar sehingga kondisi kekuatan dukung terpenuhi:

Kami menerima D= 39×10 -3 m.

5. Tentukan ukurannya C dari kondisi kuat geser bagian bawah batang II :

Mari kita terima C= 24×10 -3 m.

6. Mari kita tentukan ukuran e dari kondisi kuat geser batang I bagian atas:

Mari kita terima e= 6×10 -3m.

Contoh 10.4

Periksa kekuatan sambungan paku keling (Gbr. 10.5a), jika [τ] rata-rata= 100Mn/m2, [σ]cm= 200Mn/m2, [σ] hal= 140 Juta/m2.

Gambar 10.5

Larutan.

Perhitungannya meliputi pemeriksaan kuat geser paku keling, dinding lubang pada lembaran dan pelat terhadap penghancuran, serta lembaran dan pelat terhadap tegangan.

Tegangan geser pada paku keling ditentukan dengan rumus:

Pada kasus ini Saya= 9 (jumlah paku keling pada salah satu sisi sambungan), k= 2 (paku keling geser ganda).

τ av = 550´10 3 / (9´2´((3,14´0,02 2) /4)) = 97,2 Mn/m 2

Kelebihan kekuatan geser paku keling:

Tegangan hancur dinding lubang ditentukan dengan rumus:

Pada sambungan tertentu, luas himpitan dinding lubang pada lembaran yang disambung lebih kecil dibandingkan dengan luas dinding lubang pada pelat. Akibatnya, tegangan hancur pada lembaran lebih besar dibandingkan lapisan luar, jadi kami menerimanya δ perhitungan = δ = 16 ´10 -3 m.

Mengganti nilai numerik, kita mendapatkan:

cm= 550´10 3 / (9´16´10 -3 ´20´10 -3) = 191 Mn/m 2

Kekuatan berlebih akibat hancurnya dinding lubang:

Untuk memeriksa kekuatan tarik lembaran, kita menghitung tegangan menggunakan rumus:

N- kekuatan normal di bagian berbahaya;

F bersih- luas penampang bersih, mis. Luas penampang lembaran dikurangi pelemahannya oleh lubang paku keling.

Untuk menentukan bagian berbahaya, kami membuat diagram gaya longitudinal untuk lembaran (Gbr. 10.5 d). Saat membuat diagram, kita akan menggunakan asumsi distribusi gaya yang seragam antar paku keling. Area bagian yang melemah berbeda-beda, sehingga tidak jelas mana yang berbahaya. Kami memeriksa setiap bagian yang dilemahkan, yang ditunjukkan pada Gambar 10.5c.

Bagian I-I

Bagian II-II

Bagian III-III

Ternyata berbahaya bagian I-I; tegangan di bagian ini kira-kira 2% lebih tinggi dari yang diizinkan.

Memeriksa overlay mirip dengan memeriksa lembaran. Diagram gaya longitudinal pada lapisan ditunjukkan pada Gambar 10.5d. Jelasnya, bagian III-III berbahaya bagi pelapis, karena bagian ini memiliki luas terkecil (Gbr. 10.5e) dan gaya longitudinal terbesar terjadi di dalamnya. N = 0,5P.

Penekanan pada bagian lapisan yang berbahaya:

Tegangan pada bagian lapisan yang berbahaya kira-kira 3,5% lebih tinggi dari tegangan yang diizinkan.