Розміри болтів та болтових отворів для різних умовних тисків

у трубопроводі , МПа

Висота виступу фланця для умовного проходу до 250 мм дорівнює 3 мм, для більше 300 мм = 4 мм. Діаметр нарізання з’єднувальних болтів приймають на 1...2 мм менше від діаметра болтового отвору (рис. 7.1, табл. 7.3).

Рис. 7.1. Фланцеве з’єднання трубопроводів:

1 – фланець; 2 – болт; 3 – гайка; 4 – прокладка;

5 - труба

Загальне розривне зусилля визначають залежно від тиску в трубопроводі, розмірів фланцевого з’єднання та матеріалу прокладки, Н

,

де –тиск в трубопроводі, МПа; – зовнішній діаметр з’єднувального виступу, мм (табл. 7.2 ).

Попереднє затягування болтів фланцевого з’єднання повинно забезпечити нерозкриття стику при деформуванні болтів, фланців та прокладки під дією навантаження. Виходячи з цієї умови, визначають навантаження, що сприймаються кожним болтом, Н:

,

де – коефіцієнт додаткового затягування болтів, який залежить від матеріалу прокладки: для азбесту або картону =1,6; для гуми та шкіри =1,7…1,8; для пароніту =2;– кількість болтів у з’єднанні (табл. 7.3 ).

Умова міцності болта

,

де – дійсне напруження розтягування у поперечному перерізі нарізної частини болта, Па; – внутрішній діаметр нарізки болта, м; – допустиме напруження на розрив для болтів із сталі

Ст. 3, Па.

Різьба	М12	М14	М16	М18	М20	М22	М24	М27
, м	0,0101	0,0119	0,0138	0,0153	0,0173	0,0193	0,0208	0,0238
[], Па	20x106	25x106	30x106	35x106	39x106	43x106	46x106	49x106

Якщо дійсне напруження більше, ніж допустиме, умову міцності можна забезпечити, якщо прийняти для болтів міцнішу сталь
(Ст. 4...Ст. 6, сталь 25...сталь 55). В цьому випадку отримане допустиме напруження необхідно помножити на відношення границі текучості прийнятої марки сталі до границі текучості сталі Ст. 3.

Марка сталі Ст. 3 Ст. 4 Ст. 5 Ст. 6

, МПа 230 250 270 300

Марка сталі сталь 25 сталь 35 сталь 45 сталь 55

, МПа 280 320 360 390

Катети внутрішніх зварних швів приймають не більше товщини стінки труби. При тиску в трубопроводі менше 1,0 МПа зовнішній шов не має фаски на фланці, а при більше 1,0 МПа цей шов посилюється фаскою 60 град. на фланці.

Зовнішній зварний шов перевіряють на зріз, виходячи з умови:

,

де – площа небезпечного перерізу шва, м²

,

де – зовнішній діаметр труби, м; – катет зварного шва, м, = 80 МПа – допустиме напруження на зріз зварного шва. При наявності фаски на зовнішньому зварному шві отримане значення площі небезпечного перерізу шва збільшити вдвоє.

Після виконання розрахунків викреслити складальну одиницю фланцевого з’єднання.

ЛАБОРАТОРНІ РОБОТИ

Лабораторна робота № 1

Вивчення конструкцій зубчастого циліндричного та черв’ячного редукторів та визначення їх параметрів

Мета роботи: вивчити будову зубчастого циліндричного та черв’ячного редукторів, зубчастих передач, опор валів; скласти кінематичні схеми редукторів; визначити передаточні відношення і діаметри зубчастих коліс, як складових деталей редукторів.

Лабораторна робота виконується на лабораторному столі, де розташовані редуктори і прикріплені за нижню частину корпусів. Кришки редукторів підлягають зніманню шляхом відкручування гайків болтів ключами.

Зубчастий циліндричний редуктор

Короткі теоретичні відомості

Редуктор – це агрегат, який забезпечує передачу потужності і крутного моменту від базового двигуна до наступних ланок приводів будівельних машин.

Редуктор, який вивчається, є двоступінчатим, циліндричним, тому, що має дві циліндричні косозубі передачі, зубчасті колеса яких закріплені на валах, кожний вал опирається на пару роликопідшипників. Кожна зубчаста передача складається з пари зубчастих коліс, менше колесо називають шестерня і вона є ведучим елементом, а більше зубчасте колесо є веденим елементом передачі.

Відношення частоти обертання ведучого елемента передачі до частоти обертання веденого елемента називається передаточним числом (відношенням) :

.

Передаточне відношення зубчастої передачі можна визначити, як відношення кількості зубців на веденому колесі до кількості зубців на ведучій шестерні :

.

Порядок виконання лабораторної роботи

1. Детально розглянути конструктивні особливості зубчастих передач в редукторі і процес роботи редуктора. Накреслити кінематичну схему редуктора, як показано на рис.1 і позначити вали і зубчасті передачі за роз’ясненнями викладача.

Рис. 1. Кінематична схема циліндричного редуктора

2. Обчислити кількість зубців на зубчастих колесах в редукторі .

3. Визначити передаточні відношення зубчастих передач

4. Визначити загальне передаточне відношення редуктора, як добуток передаточних відношень його передач

.

5. Виміряти крок зачеплення зубців в зубчастих передачах. Крок зачеплення пов’язаний з числом , тому за основну характеристику зубчастого зачеплення приймають величину, що дорівнює відношенню кроку до і називають її модулем , мм

.

Обраховане значення модуля округлюємо до найближчого стандартного значення (СТ СЭВ 310-37), мм: I-й ряд: 1; 1,25; 1,5; 2,5; 3; 4; 5; 6; 8; 10; 12; 2-й ряд: 1,125; 1,375; 1,75; 2,25; 2,75; 3,5; 4,5; 5,5; 7,9; 11.

6. Діаметри ділильних кіл зубчастих коліс визначають за залежністю

,

де -кількість зубців колеса.

7. Для вирахування величини втрати потужності на подолання опору тертя в редукторі визначити ККД редуктора:

,

де і - відповідно значення ККД його зубчастих передач, для закритих зубчастих передач з циліндричними колесами середні значення ККД бувають в межах 0,96…0,98; значення ККД пари підшипників кочення.

8. Якщо на вхідний вал редуктора встановити електродвигун потужністю =10 кВт і частотою обертання =1440 об/хв., то можна визначити потужність і кількість обертів вихідного вала редуктора, враховуючи його ККД і загальне передаточне відношення редуктора

, .

Черв`ячний редуктор

Черв`ячні передачі належать до категорії зубчасто-черв`ячних і застосовуються для передачі руху при перехресних валах. Основними елементами черв`ячного редуктора є черв`як і черв`ячне колесо. Кінематична схема черв`ячно-циліндричного редуктора показана на рис. 2.

Передаточне число черв`ячно-циліндричного редуктора визначається:

,

де -число зубців колеса; - число заходів черв`яка; - відповідно число зубців шестерні і зубчатого колеса.

Рис. 2. Кінематична схема черв’ячно-циліндричного редуктора

Лабораторна робота №2

Вивчення конструкцій та визначення параметрів баштових кранів на тренажерах

Мета роботи: ознайомитись з конструкцією тренажерів баштових кранів КБ-403А та КБ-100.1; вивчити механізми підйому вантажу, переміщення кранів та механізм пересування вантажного візка тренажера крана КБ-403А; визначити кратність поліспастів тренажерів; отримати навички керування крановими механізмами.