Надежность технологического оборудования. Климов А.М - 28 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

где
1−
σ
– среднее значение предела выносливости гладкого образца, МПа;
σ
ε
– коэффициент влияния абсолютных размеров; β – ко-
эффициент, учитывающий упрочнение, β ≥ 1,0; γ – коэффициент, учитывающий состояние поверхности, γ ≤ 1,0;
σ
k – эффективный
коэффициент концентрации напряжения, принимается по табл. 33 приложения в зависимости от характеристик сварного шва.
Примем β = 1,0, γ = 1,0, ε
σ
= 1,0.
2 Коэффициент запаса прочности по средним напряжениям
a
n
σ
σ
=
∂−1
,
где
a
σ – среднее значение действующих напряжений, МПа.
3 Коэффициент вариации предела выносливости сварной детали
2
пов
2
пл
2
св
2
1
ν+ν+ν+ν=ν
∂∂−
,
где ν
∂
– коэффициент вариации предела выносливости детали одной плавки без сварного шва, принимается в пределах ν
∂
= 0,04 ...
0,06 (чем меньше наиболее напряженный объем, тем больше величина ν
∂
);
пл
ν – коэффициент вариации среднего предела выносли-
вости по плавкам, принимают равным
пл
ν
= 0,06 ... 0,08;
пов
ν
– коэффициент вариации среднего предела выносливости в зависимости
от состояния поверхностей свариваемых деталей – если окалина удалена, кромки деталей не повреждены кислородной резкой, то при-
нимают
пов
ν
= 0, в противном случае
пов
ν = 0,06;
св
ν – коэффициент вариации предела выносливости вследствие разброса качества
сварного шва, принимается по табл. 32 приложения.
4 Квантиль нормированного нормального распределения
22
1
2
1
a
p
n
n
u
ν+ν
−
−=
∂−
.
5 Вероятность безотказной работы сварного шва
св
P определяется по табл. 8 приложения в зависимости от значения квантили
нормированного нормального распределения.
Задача 22 Рассчитать вероятность безотказной работы сварного шва заданными конфигурацией и характеристиками, если сред-
нее значение действующих напряжений составляет
a
σ
, МПа; среднее значение предела выносливости гладкого образца
1−
σ
, МПа;
расчетное сечение основного металла расположено вдали от сварного шва; коэффициент вариации нагрузки
ν
а
= 0,1.
Исходные данные для расчета представлены в табл. 34 приложения.
Надежность резьбовых соединений
Вопрос о надежности резьбовых соединений возникает в основном в связи с рассеянием нагрузок, предела выносливости болтов,
разбросом их ударной прочности при низких температурах и с недостаточной надежностью многих применяемых средств стопорения.
Ниже рассматривается надежность болтов по критерию прочности при статических и переменных нагрузках.
Специфика расчета резьбовых соединений на надежность может быть сведена к учету рассеяния начальной затяжки и к уточнен-
ному учету рассеяния концентрации напряжений. В расчете принимаем случайными величинами внешнюю нагрузку, силу начальной
затяжки, предел выносливости материала и эффективный коэффициент концентрации напряжений в связи с разбросом радиуса вы-
крутки резьбы.
Сильная затяжка повышает надежность работы резьбового соединения, так как при этом повышается жесткость стыка и существенно
понижается доля переменной нагрузки, приходящейся на болт.
Чтобы обеспечить требуемую затяжку болтов, силу затяжки контролируют. Методы контроля основаны на замере: удлинения
болта (шпильки), угла поворота гайки, крутящего момента при затяжке гайки. Первый метод наиболее точен, третий – наиболее рас-
пространен вследствие простоты и приспособленности для крупносерийного производства. Контроль в этом случае производят с по-
мощью ключа предельного момента или динамометрического ключа.
Считается, что при затяжке динамометрическим ключом разброс силы затяжки составляет ± (25 ... 30) %, при затяжке на опреде-
ленный угол поворота гайки – ± 15 %, при контроле затяжки по деформации тарированной упругой шайбы – ± 10 %, при контроле
удлинения болта – ± (3 ... 5) %. Этим значениям разброса соответствуют приблизительно следующие коэффициенты вариации силы
затяжки: 0,09; 0,05; 0,04; 0,02.
Вероятностный расчет работоспособности и надежности болтового соединения (рис.
18) сводится к оценке вероятности безотказной работы соединения, в простейшем предполо-
жении равной произведению вероятностей безотказной работы по основным критериям: не-
раскрытию стыка, несдвигаемости стыка, прочности болтов и т.д. Естественно, что количе-
ство учитываемых критериев определяется в зависимости от их значимости.
1.1 Вычисляем среднее значение силы затяжки
4
5,0
2
p
зат
d
F
t
πσ
=
,
где
р
d – диаметр резьбы, определяемый по табл. 35 приложения в зависимости от диаметра
болта d, мм (
р
d =
1
d );
t
σ
– предел текучести материала болта, принимается по табл. 36 при-
ложения в зависимости от класса прочности болта и его диаметра, МПа.
1.2 Коэффициент запаса нераскрытия стыка по средним нагрузкам
()
χ−β
=
1
зат
1
F
F
n
c
,
где
c
β – коэффициент, учитывающий возможное ослабление затяжки вследствие обмятия
d
d
p
Рис. 18 Расчетная схема бол-
тового соединения

Страницы