Faula srojního nženýrsví VUT v Brně Úsav onsruování KONSTRUOVÁNÍ STROJŮ srojní součás řednáša 6
ředepjaé šrouové spoje The greaer our noledge ncreases, he greaer our gnorance unfolds. JOHN F. KENNEDY
Osah ředepjaé šrouové spoje rncp předepjaého šrouového spoje. Tuhos. Tuhos šrouu. Tuhos spojovaných součásí. Slové poěry u šrouového spoje zaíženého ahovou slou. Sacy zaížený šrouový spoj Uahovací oen. Dynacy zaížený šrouový spoj Bezpečnos dynacy zaíženého spoje. řednáša 6 - Šrouy a šrouové spoje
ředepjaé šrouové spoje V naprosé věšně případů se šrou př onáž uáhne a, ay ješě před půsoení provozní síly v ně vznla osová síla předpěí. Ta způsoí prodloužení šrouu a slačení spojovaných součásí, aže ez šroue a ací vzná slový sy. Následně po uažení je spoj zaížen sálou neo proěnlvou provozní slou. Šrouy používané pro předepjaé spoje ývají vysoce naáhány. 500 N 500 N 500 N 600 N podloža 50 g 40 g 60 g řednáša 6 - Šrouy a šrouové spoje
Šrouový spoj zaížený ahovou slou roože deforace šrouu spojovaných součásí př zaížení provozní slou je sejně velá, je ožné šrouový spoj odelova jao sousavu dvou paralelně řazených pružn. ružna o uhos předsavuje předpěí slačené příruy, zaíco pružna o uhos reprezenuje předpěí prodloužený šrou. Spoj acový šroue Model šrouového spoje Spoj šroue ez ace řednáša 6 - Šrouy a šrouové spoje
Tuhos Maerál je lneárně pružný, je-l závslos ez deforací a slou lneární a př zaěžování nedojde přeročení eze luzu. Konsana úěrnos ez deforací δ a slou se nazývá uhos. Závslos síla versus deforace síla plocha síla deforace δ ε déla l δ εl l E l E deforace δ δ E l Hooeův záon εe, ε E N 1 N 1 řednáša 6 - Šrouy a šrouové spoje
Tuhos šrouu Tuhos šrouu se sanoví jao celová uhos sousavy sérově řazených pružn. ř výpoču uhos závové čás šrouu se vychází z alého průěru závu šrouu d 3, zaíco pro výpoče uhos osaních čásí se používá velý průěr závu šrouu d. 1 1 1 1 + + +... 1 3 l s d l se l s + 0,4d 1 1 1 + 1 l d 3 l e l + 0,4d 3 1 4 lse le + π E d d 4 3 π Ed d 3 ( lsed3 + led ) řednáša 6 - Šrouy a šrouové spoje
Tuhos spojovaných součásí Rozložení napěí ve spojovaných součásech je oplované. Expereny (fooelascere, ulrazvu) a nuercé výpočy (eoda onečných prvů) proázaly, že napěťové pole á var přpoínající duý oolý soude. Šrou s ací d Závrný šrou d duý oolý soude l l l 3d řednáša 6 - Šrouy a šrouové spoje
Tuhos spojovaných součásí Tuhos spojovaných součásí se sanoví jao celová uhos sousavy sérově řazených pružn. ř její výpoču se předpoládá, že vlve předpěí šrouu se deforují pouze y čás spojovaných součásí nacházející se v nejěsnější lízos šrouu. Duý oolý soude se nahrazuje duý oolý dvojužele ající vrcholový úhel α, přčež 5 α 33. součás součás 1 d 1 1 1 1 + + +... 1 3 α d l dδ dx E δ E 0 dx x ( ) l/ ( ) x d d π xgα + x y d + d d d ( x) π xgα + xgα + řednáša 6 - Šrouy a šrouové spoje
Tuhos spojovaných součásí δ δ ln πed g α πe δ 0 [ x g α + ( d + d )/][ x g α + ( d d )/] ln ( g α + d d )( d + d ) ( g α + d + d )( d d ) πe d ( g α + d d )( d + d ) ( g α + d + d )( d d ) dx g α ro ocel, lnu neo hlní je α 30 ln 0,5774πE d ( 1,155 + d d )( d + d ) ( 1,155 + d + d )( d d ) V případě, že E E 1 E E 3 ln πed g α ( l g α + d d )( d + d ) ( l g α + d + d )( d d ) U šrouů se šeshrannou hlavou plaí d 1,5d. ro α 30 je uhos spojovaných součásí 0,5774πEd 0,5774 l + 0,5d ln 5 0,5774 l +,5d Na záladě nuercého řešení (MK) yl odvozen vzah Ed exp( Bd l a B jsou onsany, eré ají následující hodnoy: B ocel 0,78715 0,6873 hlní 0,79670 0,63816 lna 0,77871 0,61616 řednáša 6 - Šrouy a šrouové spoje )
Slové poěry u předepjaého šrouového spoje o uažení je šrou naáhán slou předpěí F, erá je sejně velá jao síla, erou jsou soě přlačovány spojované součás. Současně dojde prodloužení šrouu o hodnou δ a e slačení spojovaných součásí o hodnou δ. Dagra předepjaého šrouového spoje vznne spojení dagraů síla-deforace šrouu a spojovaných součásí a, ay se ody odpovídající síle předpěí v oou dagraech zoožnly. Saosané dagray Spojené dagray šrou spojované součás síla F deforace δ deforace δ deforace δ řednáša 6 - Šrouy a šrouové spoje
Slové poěry u předepjaého šrouového spoje o zaížení sacou provozní slou dojde dalšíu prodloužení šrouu o hodnou δ a uvolnění spojovaných součásí o sejnou hodnou. Současně s í vzrose síla ve šrouu z F na F a síla ve spojovaných součásech lesne z F na F. Mají-l zůsa spojované součás za provozu přlačeny např. z důvodu ěsnos, usí ý F > 0. δ C + ( 1 C ) C + δ F + F C + F ( 1 ) F F F C řednáša 6 - Šrouy a šrouové spoje
Sacy zaížený šrouový spoj Lující faore pro výpoče ezpečnos šrouu vůč vznu plascých deforací je nální ez luzu R el neo sluvní ez luzu R p0,. Suečnos, že spojované součás usí ý za provozu na see přlačeny je vyjádřena ezpečnosí 0. Krouící oen př uahování způsouje syové napěí, eré zvyšuje naáhání šrouu. Bezpečnos vůč zánu sevření Bezpečnos vůč vznu plascé deforace Velos předpěí ( ) 0 0 F F 1 C C + F Dočasné spoje F 0,75F p 0 0 C + F R e Trvalé spoje F 0,90F p 0 F 1 ( C) R e C F Zaížení na ez luzu F p R e řednáša 6 - Šrouy a šrouové spoje
Uahovací oen y yla př onáž zaručeno dodržení sanoveného předpěí F, je nuno použí oenového líče neo elercého č pneuacého uahováu. Nejpřesnější eodou sanovení předpěí je ěření prodloužení šrouu např. poocí roeru. T T T R F d + T c F d lcosα + πμd πd cos α μl Fμ d C + C gλ cosα + μ + cos α μ gλ Fμ d C C d + d 1,5 d + d d 1,5 d d C T KF d d pneuacý uahová K 1 g λ cosα + μ cosα μ g λ + 0,65 μ C oenové líče Velos součnele K závsí závsí zejéna na μ a μ C. ro μ μ C 0,15 je K 0,0 ez ohledu na velos šrouu a jeho soupání. řednáša 6 - Šrouy a šrouové spoje
Dynacy zaížený šrouový spoj ř zěně zaížení z ax na n 0 (íjvý cylus provozní síly) dochází zenšení zaížení šrouu z F, ax na F př současné nárůsu síly ve spojovaných součásech z F, n na F. oněvadž je uhos spojovaných součásí věší, než uhos šrouu, je olísání síly ve šrouu enší, než olísání síly ve spojovaných součásech. F F F a ( C + F ) F C F a F F F C apluda napěí a síla deforace δ F F F + F ( C + F ) F C F + C + F + F sřední napěí řednáša 6 - Šrouy a šrouové spoje
Bezpečnos dynacy zaíženého spoje Bezpečnos vůč únavovéu pošození šrouu se určí poocí něerého z rérí únavového pošození (Gererova, odfovaného Goodanova, Soderergova neo SME). M 1 + R Goodanova přía c c apluda napěí a záěžná přía a + M + a ( R ) c R + c sřední napěí M R ( R F ) c C R ( + ) c řednáša 6 - Šrouy a šrouové spoje
Modfovaná ez únavy válcovaných závů šrouů