Δρ. Μηχ. Γεώργιος Μάλιαρης Σχήμα 1 Στοιχεία Μηχανών είναι εκείνα τα τεμάχια που χρησιμοποιούνται κατ' επανάληψη, στην ίδια ή παραπλήσια μορφή, για τη διαμόρφωση και συγκρότηση μηχανών, συσκευών και οργάνων. Εμφανίζονται τόσο με τη μορφή επί μέρους στοιχείων όπως κοχλίες, άτρακτοι, οδοντωτοί τροχοί κλπ., όσο και με τη μορφή συγκροτημάτων που αποτελούνται από επί μέρους στοιχεία τα οποία όμως διαμορφώνουν λειτουργικά ένα ενιαίο σύνολο όπως έδρανα, συμπλέκτες, βαλβίδες κλπ. Στοιχεία μηχανών Ορισμός και είδη Στοιχείων Μηχανών Βαλβίδες Σωληνώσεις Ιμάντες & Αλυσίδες Κίνησης Οδοντωτοί Τροχοί & Μειωτήρες Συμπλέκτες Άξονες & Άτρακτοι Έδρανα Ολίσθησης & Κύλισης Στοιχεία Έδρασης & Μετάδοσης Κίνησης Πείροι Σφήνες Κοχλίες Ήλοι Στοιχεία Σύνδεσης Στοιχεία για τη Μεταφορά Υγρών & Αερίων Δρ. Μηχ. Γεώργιος Μάλιαρης Σχήμα 2 Λειτουργία & Εργονομία Συντήρηση Απλή Συναρμολόγηση Ασφάλεια Απαιτήσεις για την Δημιουργία Βέλτιστης Κατασκευής Μέθοδος Παραγωγής & Κατεργασία Οικονομία Σωστή Εκλογή Υλικών Δρ. Μηχ. Γεώργιος Μάλιαρης Γενικοί Κανόνες στην Κατασκευή Σχήμα 3 Σύλληψη Ιδέας Σχεδιομελέτη Επεξεργασία 1 FX 3 6 2 α FΣ E 4 7 7 Επιλογή Στοιχείων Μηχανών Επιλογή Υλικών Υπολογισμοί Αντοχής Τεχνοοικονομικός Έλεγχος Κατάστρωση Κατασκευαστικών Σχεδίων 5 α Δρ. Μηχ. Γεώργιος Μάλιαρης Στάδια Εργασίας στον Σχεδιασμό Σχήμα 4 Κατηγορίες Λογισμικού CAD CAE CAM Computer Aided Design Computer Aided Engineering Computer Aided Manufacturing Τρισδιάστατη Παραμετρική Σχεδίαση Υπολογισμοί Αντοχής Μέθοδοι Παραγωγής Κινηματική Κατεργασίες Δρ. Μηχ. Γεώργιος Μάλιαρης Κατασκευή με υποστήριξη Ηλεκτρονικού Υπολογιστή Σχήμα 5 Δρ. Μηχ. Γεώργιος Μάλιαρης Σχήμα 6 Με τον όρο συγκόλληση εννοούµε τη σύνδεση υλικών, συνήθως σε πλαστική ή ρευστή κατάσταση, µε τη βοήθεια θερµότητας ή πίεσης ή και των δύο, µε ή χωρίς προσθήκη υλικού παρόµοιας σύνθεσης. Οι συγκολλήσεις χρησιµοποιούνται σε διάφορες µηχανολογικές κατασκευές όπως κιβώτια µειωτήρων, στεφάνες τροχών, πλαίσια, τύµπανα συρµατοσχοίνων κ.ά. κυρίως όταν πρόκειται για µεµονωµένη κατασκευή ή για µικρό αριθµό τεµαχίων. Χρησιµοποιούνται ακόµα για επισκευές τεµαχίων (ρωγµές, θραύσεις), για επικαλύψεις και θωράκιση φθαρµένων και µη επιφανειών και ευρύτατα στην περιοχή της λεβητοποιίας και των σιδηρών κατασκευών όπου η συγκόλληση έχει εξοστρακίσει την ήλωση. Δρ. Μηχ. Γεώργιος Μάλιαρης Γενικά περί Συγκολλήσεων Σχήμα 7 ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ Οι κατασκευές µε συγκόλληση είναι ελαφρότερες και φθηνότερες από τις κοχλιωτές ή ηλωτές. Δεν υπάρχει εξασθένηση του υλικού από τις οπές για τους ήλους ή κοχλίες. Δεν υπάρχουν επικαλύψεις των ελασµάτων οπότε προκύπτουν λείες επιφάνειες, µικρότερος κίνδυνος οξείδωσης, ευκολότερος καθαρισµός, καλύτερη εµφάνιση. Σηµαντική οικονοµία υλικού έναντι χυτών ή σφυρήλατων τεµαχίων. Μικρότερος χρόνος παράδοσης (λόγω έλλειψης µοντέλου οικονομικότερη κατασκευή όταν πρόκειται για µικρό αριθµό τεµαχίων. χύτευσης) και Δρ. Μηχ. Γεώργιος Μάλιαρης Πλεονεκτήματα Συγκολλήσεων Σχήμα 8 ΜΕΙΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ Δυνατότητα σύνδεσης µόνο όµοιων υλικών. Κίνδυνος στρέβλωσης των τεµαχίων, επιβλαβής µεταβολή του ιστού και εµφάνιση εσωτερικών τάσεων λόγω της µεγάλης τοπικής θερµοκρασίας. Συγκόλληση επί τόπου στο εργοτάξιο (σιδηρές κατασκευές) είναι συχνά δυσκολότερη και ακριβότερη από την ήλωση ή κοχλίωση. Συναρµολόγηση των δοκών στα δικτυώµατα είναι δυσκολότερη στη συγκόλληση παρά στην ήλωση ή κοχλίωση όπου η θέση της δοκού είναι καθορισµένη από τις οπές. Δύσκολος ο έλεγχος των γωνιακών ραφών που χρησιµοποιούνται συχνά. Δρ. Μηχ. Γεώργιος Μάλιαρης Μειονεκτήματα Συγκολλήσεων Σχήμα 9 Κατηγοριοποίηση Συγκολλήσεων κατά DIN 1910 Είδος Φορέα Ενέργειας (αέριο, ηλεκτρικό ρεύμα) Είδος του προς Συγκόλληση Υλικού (μέταλλο, πλαστικό) Βαθμός Χρησιμοποίησης Μηχανών Σκοπός Συγκόλλησης (συγκόλληση σύνδεσης, επίστρωση) (συγκόλληση με το χέρι, αυτοματοποιημένη) Κύριες Μέθοδοι Συγκόλλησης Συγκόλληση με Αέριο (αυτογενής συγκόλληση) Συγκόλληση με Ηλεκτρικό Τόξο Συγκόλληση Υπό Πίεση Δρ. Μηχ. Γεώργιος Μάλιαρης Μέθοδοι Συγκόλλησης Σχήμα 10 1. 2. 3. 4. 5. 6. τεµάχια προς συγκόλληση Καυστήρας ραφή συγκόλλησης υλικό συγκόλλησης αέριο και οξυγόνο ή αέρας φλόγα. Η συγκόλληση µε αέριο (συνήθως µε φλόγα οξυγόνου - ασετυλίνης) είναι µία µέθοδος συγκόλλησης µε τήξη, κατάλληλη για όλα τα µέταλλα που συγκολλούνται. Χρησιµοποιείται κατά προτίµηση σε λεπτά τεµάχια, στην κατασκευή δοχείων, σε επισκευές, στην κατασκευή σωληνώσεων. Έναντι της συγκόλλησης µε ηλεκτρικό τόξο η συγκόλληση µε αέριο έχει το πλεονέκτηµα της καλύτερης πρόσβασης µε τη φλόγα σε θέσεις που δεν είναι εύκολα προσιτές. Δρ. Μηχ. Γεώργιος Μάλιαρης Συγκόλληση με Αέριο Σχήμα 11 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. τεµάχια προς συγκόλληση πηγή ρεύµατος ηλεκτρόδιο ραφή συγκόλλησης, ηλεκτρικό τόξο συγκρατητής ηλεκτροδίου σκουριά από τον µανδύα του ηλεκτροδίου Χρησιµοποιείται σε χονδρά τεµάχια και βαριές κατασκευές οπότε είναι οικονοµικότερη και πιο συµφέρουσα από την αυτογενή. Αυτό οφείλεται στην υψηλότερη θερµοκρασία που αναπτύσσεται και την ισχυρότερη συγκέντρωση του τόξου που επιτρέπουν ταχύτερη συγκόλληση. Επίσης λόγω της µικρότερης έκτασης της ζώνης θέρµανσης εµφανίζεται και µικρότερη στρέβλωση. Δρ. Μηχ. Γεώργιος Μάλιαρης Συγκόλληση με Ηλεκτρικό Τόξο Σχήμα 12 Συγκόλληση σηµείων (ηλεκτρoπόvτα) κατά DIN 1910. 1. τεµάχια προς συγκόλληση 2. Ηλεκτρόδια 3. πηγή ρεύµατος 4. σηµείο συγκόλλησης. Συγκόλληση ραφής µε τροχίσκους κατά DIN 1910. 1. τεµάχια προς συγκόλληση 2. ηλεκτρόδια τύπου τροχίσκου 3. πηγή ρεύµατος 4. ραφή. Τα προς ένωση τεµάχια θερµαίνονται τοπικά µέχρι τη θερµοκρασία τήξης και συγκολλούνται υπό πίεση. Ηλεκτρική συγκόλληση µε αντίσταση χρησιµοποιείται για µετωπική ένωση κατεργασµένων ή ακατέργαστων επιφανειών. Ισχυρό ηλεκτρικό ρεύµα διοχετεύεται στα τεµάχια στη θέση συγκόλλησης. Η αντίσταση των µετάλλων αυξάνει τη θερµοκρασία και τα κάνει πλαστικά. Η συγκόλληση ολοκληρώνεται µε µηχανική πίεση που προκαλεί τέλεια ένωση. Τα ηλεκτρόδια που χρησιµοποιούνται είναι από χαλκό και ψύχονται εσωτερικά µε νερό. Δρ. Μηχ. Γεώργιος Μάλιαρης Συγκόλληση υπό Πίεση Σχήμα 13 Είδη Ραφών Συγκόλλησης Μετωπικές Ραφές Γωνιακές Ραφές Λοιπές Ραφές Δρ. Μηχ. Γεώργιος Μάλιαρης Είδη Ραφών Συγκόλλησης Σχήμα 14 Η µετωπική ραφή ενώνει τα άκρα δύο τεµαχίων. Αν το επιτρέπει η διάταξη, τότε η ραφή αυτή πρέπει να προκρίνεται έναντι της γωνιακής γιατί µε το ίδιο πάχος είναι ανθεκτικότερη, ιδιαίτερα σε δυναµικές καταπονήσεις. Εκτός όµως από αυτό ελέγχεται ευκολότερα και ασφαλέστερα µε ακτινογραφία ή µε υπερήχους. Η µορφή της ραφής εξαρτάται βασικά από το πάχος των τεµαχίων. G = συγκόλληση µε αέρια. Ε = συγκόλληση µε ηλεκτρόδια (ηλεκτρικό τόξο), προστασία µέσω της σκουριάς του ηλεκτροδίου. MIG = συγκόλληση µε ηλεκτρόδια, αέρια προστασίας: argon, helium ή ανάµικτα. MAG = συγκόλληση µε ηλεκτρόδιο, αέρια προστασίας: CO2 ή ανάµικτα. WIG = συγκόλληση µε ηλεκτρόδιο βολφραµίου, αέρια προστασίας: ευγενή αέρια κυρίως argon. Δρ. Μηχ. Γεώργιος Μάλιαρης Μετωπική Ραφή Σχήμα 15 Μορφές γωνιακής ραφής. α. κυρτή ραφή, β. επίπεδη ραφή, γ. κοίλη ραφή, δ. µονόπλευρη γωνιακή ραφή, ε. ραφή άκρων κατά γωνία, στ. ραφή-ΗV, ζ. ραφή-Κ, η. ραφή-Κ µε ρίζα συγκολληµένη πλήρως, θ. σύνδεση επικάλυψης µε γωνιακή ραφή µετωπικά και πλευρικά. Η γωνιακή ραφή ενώνει τα τεµάχια που σχηµατίζουν ένα Τ, µία γωνία ή επικαλύπτονται. Επειδή η κατασκευή της είναι εύκολη και συνήθως δεν απαιτείται προετοιµασία αποτελεί την οικονοµικότερη ραφή. Λόγω αλλαγής κατεύθυνσης της δύναµης και της µεγαλύτερης συγκέντρωσης τάσεων η ραφή αυτή έχει µικρότερη αντοχή από τη µετωπική, ιδιαίτερα όταν καταπονείται δυναµικά. Δρ. Μηχ. Γεώργιος Μάλιαρης Γωνιακή Ραφή Σχήμα 16 Συνδέσεις συγκόλλησης που καταπoνoύvται σε εφελκυσµό και διάτµηση. α. µετωπική ραφή σε εφελκυσµό, β. πλευρικές γωνιακές ραφές σε διάτµηση, γ. πλευρικές και µετωπική γωνιακή ραφή σε διάτµηση, δ. συνεργασία µετωπικών και γωνιακών ραφών. Στις µετωπικές ραφές το πάχος α της ραφής λαµβάνεται ίσο µε το πάχος των τεµαχίων. Σε ισοπαχή τεµάχια λαµβάνεται α = s και σε ανισοπαχή α = smin . Το µήκος l της ραφής λαµβάνεται ίσο µε το πλάτος των τεµαχίων, µε την προϋπόθεση όµως ότι η ραφή και στα άκρα της είναι προσεγµένη και ισοδύναµη σε όλο της το µήκος l = b. Στις γωνιακές ραφές όλων των µορφών, το πάχος α λαµβάνεται ίσο µε το ύψος του ισοσκελούς τριγώνου που εγγράφεται στη διατοµή της ραφής. Σε ισοπαχή τεµάχια λαµβάνεται γενικά α ≤ 0,75 ∙ s ≥ 3 mm ενώ σε ανισοπαχή είναι α ≤ 0,75 ∙ smin ≥ 3 mm. Πιο χονδρές από τα ανωτέρω µεγέθη ραφές δεν παρουσιάζουν κανένα πλεονεκτήµα, λόγω των µεγάλων συστολών και εσωτερικών τάσεων που αναπτύσσονται. Το µήκος l λαµβάνεται και εδώ κατά κανόνα όπως στις µετωπικές ραφές. Δρ. Μηχ. Γεώργιος Μάλιαρης Διαστάσεις Ραφών Συγκόλλησης Σχήμα 17 Παραδείγματα ραφών συγκόλλησης με απεικόνιση μέσω συμβόλων Δρ. Μηχ. Γεώργιος Μάλιαρης Σχήμα 18 Η σωστή διαµόρφωση της συγκόλλησης παίζει βασικό ρόλο στην ποιότητα µιας κατασκευής. Μερικοί κανόνες προς την κατεύθυνση αυτή δίνονται παρακάτω: να µη γίνεται απλή αντιγραφή χυτών, ηλωτών ή κοχλιωτών κατασκευών να χρησιµοποιούνται κατά το δυνατόν απλά κατασκευαστικά στοιχεία όπως λάµες, τυποποιηµένοι χάλυβες προφίλ, στραντζαριστά ελάσµατα, σωλήνες κλπ. να λαµβάνεται πρόνοια για µια συνεχή και απρόσκοπτη ροή των δυνάµεων, που επιτυγχάνεται πρακτικά µόνο µε µετωπικές ραφές. Γι' αυτό πρέπει να προτιµούνται έναντι γωνιακών ραφών. να αποφεύγονται ραφές σε υψηλά καταπονούµενες θέσεις να εξασφαλίζεται καλή πρόσβαση προς τις ραφές για να µπορεί να εκτελεσθεί η συγκόλληση τέλεια να αποφεύγεται η συσσώρευση ραφών σε µια περιοχή να µη γίνονται συγκολλήσεις σε επιφάνειες συναρµογής η ραφή ρίζας (πρώτη στρώση) να µη γίνεται σε περιοχές εφελκυσµού λόγω κινδύνου ρωγµών οι γωνιακές ραφές να είναι, κατά το δυνατόν, αµφίπλευρες οι δυναµικά καταπονούµενες γωνιακές ραφές να είναι κοίλης µορφής για να αποφεύγεται η συγκέντρωση τάσεων να επιδιώκονται µικρές διατοµές ραφών Δρ. Μηχ. Γεώργιος Μάλιαρης Διαμόρφωση Συγκολλήσεων Σχήμα 19 Δρ. Μηχ. Γεώργιος Μάλιαρης Διαμόρφωση Συγκολλήσεων Σχήμα 20 Δρ. Μηχ. Γεώργιος Μάλιαρης Σχήμα 21 Εφελκυσμό – Θλίψη – Διάτμηση Κάμψη Μετωπικές Γωνιακές Στρέψη Υπολογισμός συγκολλήσεων Σύνθετη καταπόνηση Δοχεία πίεσης Λοιπές Συγκολλήσεις σημείων Ορισμός και είδη Στοιχείων Μηχανών Δρ. Μηχ. Γεώργιος Μάλιαρης Σχήμα 22 Δρ. Μηχ. Γεώργιος Μάλιαρης Σχήμα 23 Εφελκυσμός Διάτμηση Θλίψη Δρ. Μηχ. Γεώργιος Μάλιαρης Εφελκυσμός – Θλίψη – Διάτμηση Σχήμα 24 = AW l α Εφελκυσμός - Θλίψη ∑ (α ⋅ ) [mm 2 ] : επιφάνεια ραφών, ίση µε το άθροισµα όλων των επί µέρους επιφανειών ραφών (µετωπικών ή γωνιακών) της συγκόλλησης µε α = πάχος ραφής και l = µήκος ραφής σε mm F [N ] : η αντίστοιχη δύναµη εφελκυσµού, θλίψης ή διάτµησης σW = F = AW F ≤ σ w επ N 2 mm ( ) α ⋅ ∑ Διάτμηση τW = F = AW F ≤ τ w επ N 2 mm ( ) α ⋅ ∑ σ W επ , τ W επ [N mm 2 ]: επιτρεπόµενη τάση στη ραφή που εξαρτάται από το είδος και την ποιότητα της ραφής, το είδος της καταπόνησης, το είδος του χάλυβα και τον τρόπο φόρτισης. Στην περίπτωση συνύπαρξης σε µία σύνδεση µετωπικών και γωνιακών ραφών, ως επιτρεπόµενη τάση λαµβάνεται η αντίστοιχη για τη γωνιακή ραφή. Εφελκυσμός – Θλίψη – Διάτμηση Υπολογισμός τάσεων Δρ. Μηχ. Γεώργιος Μάλιαρης Σχήμα 25 Δρ. Μηχ. Γεώργιος Μάλιαρης Επιτρεπόμενες τάσεις για ραφές συγκόλλησης Σχήμα 26 Δρ. Μηχ. Γεώργιος Μάλιαρης Κάμψη Σχήμα 27 Δρ. Μηχ. Γεώργιος Μάλιαρης Κάμψη Σχήμα 28 Δρ. Μηχ. Γεώργιος Μάλιαρης Κάμψη Σχήμα 29 σ= Wb επ Mb ≤ σw WW N mm 2 Ροπή αντίστασης σε κάμψη M b [ Nmm] : Ροπή κάμψης στη ραφή συγκόλλησης = - WW [mm3 ] : Ροπή αντίστασης της επιφάνειας συγκόλλησης σ W επ [N mm 2 ]: = - επιτρεπόµενη τάση στη ραφή που εξαρτάται από το είδος και την ποιότητα της ραφής, το είδος της καταπόνησης, το είδος του χάλυβα και τον τρόπο φόρτισης. Κάμψη Υπολογισμός τάσεων Δρ. Μηχ. Γεώργιος Μάλιαρης Σχήμα 30 Κάμψη Ροπές αντιστάσεως Δρ. Μηχ. Γεώργιος Μάλιαρης Σχήμα 31 Τ = τ Wt επ T ≤τw WWp N mm 2 Τ [ Nmm] : Ροπή στρέψης προς µεταφορά από τη ραφή WWp [mm3 ] : Πολική ροπή αντίστασης της ραφής τ w επ [ N mm 2 ]: Επιτρεπόµενη τάση στη ραφή Στρέψη Υπολογισμός τάσεων – Πολική ροπή αντίστασης Δρ. Μηχ. Γεώργιος Μάλιαρης Σχήμα 32 Αν σε µία σύνδεση µε συγκόλληση εµφανίζονται συγχρόνως περισσότερες ορθές τάσεις σ W που προέρχονται συνήθως από µία καµπτική και µία εφελκυστική ή θλιπτική καταπόνηση, τότε η µέγιστη ολική τάση είναι ίση µε το άθροισµα των επί µέρους τάσεων σ W max = σ Wb + σ Wz ≤ σ W επ Αν πάλι εµφανίζονται συγχρόνως τάσεις κάθετεςσ W και διατµητικές τ τότε θα πρέπει να W υπολογισθεί από αυτές η ισοδύναµη τάσησ WV . σW V = σ W2 + τ W2 ≤ σ W επ Δρ. Μηχ. Γεώργιος Μάλιαρης Σύνθετη καταπόνηση Σχήμα 33 Δυνάμεις στο μανδύα f π ⋅ D2 ⋅p [N ] Τάσεις Τομή Α-Β (Περιμετρική ραφή) 2 f π ⋅ ⋅ p D⋅ p N D 4 = = σ = 2 mm ⋅ π ⋅ ⋅ ⋅ π ⋅ ⋅ 4 4 D s D s s fr = D ⋅ ⋅ p [ N ] Τομή C-D (Κατά μήκος ραφή) σt = 2 ⋅ σ fr D⋅⋅ p D⋅ p N σt = = = mm 2 2⋅⋅s 2⋅⋅s 2⋅s S = πάχος συγκόλλησης = πάχος ελάσματος Δρ. Μηχ. Γεώργιος Μάλιαρης Υπολογισμός πάχους συγκόλλησης σε δοχεία πίεσης Σχήμα 34 Da ⋅ p D⋅ p D ⋅ p D = Da = ⇒ = ⇒= +c s s σt K K 2 ⋅ sσ 2 ⋅ επ σεπ = ⋅ ⋅υ + p 2 S S s ≥ 2 mm για χάλυβες s ≥ 3 mm για αλουμίνιο Δρ. Μηχ. Γεώργιος Μάλιαρης Υπολογισμός πάχους συγκόλλησης σε δοχεία πίεσης Σχήμα 35 Υπολογισμός πάχους συγκόλλησης σε δοχεία πίεσης Πίνακες τιμών αντοχής Κ και συντελεστή ασφαλείας S Δρ. Μηχ. Γεώργιος Μάλιαρης Σχήμα 36 Η σύνδεση µπορεί να είναι µιας τοµής ή δύο τοµών. Η διάµετρος d του σηµείου συγκόλλησης εξαρτάται από το πάχος του κάθε ελάσµατος και εκλέγεται από τον παρακάτω πίνακα e≈2∙d Διαστάσεις και διαµόρφωση των συνδέσεων σε συγκολλήσεις σηµείων. α. ραφή εν σειρά, β. ραφή αλυσίδας, γ. ραφή ζικ-ζακ. Δρ. Μηχ. Γεώργιος Μάλιαρης Συγκολλήσεις σημείων Σχήμα 37 Για τον υπολογισµό θεωρούµε το σηµείο συγκόλλησης σαν ένα πείρο µε διάµετρο d που καταπονείται σε διάτµηση. Καταπόνηση συγκολλήσεων σηµείων σε διάτµηση και πίεση επιφάνειας. α. διάτµηση σε σύνδεση απλής τοµής, β. διάτµηση σε σύνδεση διπλής τοµής, γ. πίεση επιφάνειας (σύνθλιψη) σε σύνδεση µιας τοµής, δ. πίεση επιφάνειας σε σύνδεση δύο τοµών. Δρ. Μηχ. Γεώργιος Μάλιαρης Συγκολλήσεις σημείων Σχήμα 38 Η τάση διάτμησης υπολογίζεται από τον τύπο: = τW F ≤ τ W επ A⋅ n ⋅ m N 2 mm Επειδή θεωρούµε τα σηµεία συγκόλλησης σαν πείρους, οι κανονισµοί (DΙΝ 4115) προβλέπουν επίσης και έναν υπολογισµό σε πίεση επιφάνειας (σύνθλιψη). Η τάση σύνθλιψης δίνεται από την σχέση: = σW F ≤ σ W επ n⋅d ⋅s N 2 mm Συγκολλήσεις σημείων Υπολογισμός τάσεων Δρ. Μηχ. Γεώργιος Μάλιαρης Σχήμα 39 Επιτρεπόµενες τιµές τάσεων σε N/mm2 για συγκολλήσεις σηµείων. Δρ. Μηχ. Γεώργιος Μάλιαρης Συγκολλήσεις σημείων Σχήμα 40 Δύο λάµες 120X8 από χάλυβα St37 συγκολλούνται µε µετωπική ραφή . Να υπολογισθεί η στατική δύναµη εφελκυσµού που µπορεί να µεταφέρει η συγκόλληση. Συγκολλήσεις Άσκηση 1 Δρ. Μηχ. Γεώργιος Μάλιαρης Σχήμα 41 Το πινιόν του σχήµατος είναι συγκολληµένο πάνω στην άτρακτο και µεταφέρει µια ροπή στρέψης Τ = 500 Nm που ενεργεί στην άτρακτο µονόπλευρα και σταθερά. Στη διατοµή Α ενεργεί επί πλέον µια ροπή κάµψης Mb = 600 Nm. Ζητούνται το απαιτούμενο πάχος α της συγκόλλησης. Συγκολλήσεις Άσκηση 2 Δρ. Μηχ. Γεώργιος Μάλιαρης Σχήμα 42 Πάνω στο υποστήριγµα από χάλυβα St37 του σχήµατος, τοποθετείται το έδρανο ενός περιστρεφόµενου γερανού τοίχου. Οι διαστάσεις είναι για κατασκευαστικούς λόγους καθορισµένες. Δίνονται: Κάθετη δύναµη FΥ = 65000 Ν , Οριζόντια δύναµη FΧ = 32000 Ν, Γωνιακή ραφή µε α = 7 mm Να ελεγχθεί η ραφή συγκόλλησης Συγκολλήσεις Άσκηση 3 Δρ. Μηχ. Γεώργιος Μάλιαρης Σχήμα 43 Να υπολογισθεί το απαιτούµενο πάχος ελάσµατος για την κατασκευή ενός συγκολλητού λέβητα από χάλυβα λεβήτων 17Mn4. Εσωτερική διάµετρος Dj = 900mm. Πίεση Ρ = 0,7 N/mm2. Θερµοκρασία υπολογισµού ελάσµατος 140°C. Συγκολλήσεις Άσκηση 4 Δρ. Μηχ. Γεώργιος Μάλιαρης Σχήμα 44 Συγκολλήσεις Άσκηση 4 Δρ. Μηχ. Γεώργιος Μάλιαρης Σχήμα 45 Σε ένα γωνιακό έλασµα έχει συγκολληθεί µε συγκόλληση σηµείων ένα χαλύβδινο έλασµα µε οπή για την ανάρτηση ενός ελατηρίου εφελκυσµού. Η µέγιστη δύναµη του ελατηρίου είναι 560 Ν και ενεργεί µε µορφή επαναλαµβανόµενης φόρτισης. Ζητούνται: •Έλεγχος των σηµείων συγκόλλησης σε διάτµηση και πίεση επιφάνειας •Αν η αντοχή θραύσης των σηµείων συγκόλλησης είναι 250 N/mm2, η επικίνδυνη διατοµή s του ελάσµατος ανάρτησης ή η συγκόλληση θα σπάσει πρώτα; Συγκολλήσεις Άσκηση 5 Δρ. Μηχ. Γεώργιος Μάλιαρης Σχήμα 46 Συγκολλήσεις Άσκηση 5 Δρ. Μηχ. Γεώργιος Μάλιαρης Σχήμα 47
© Copyright 2024 Paperzz
