33.Шпоночные соединения. Типы шпонок. Какие напряжения возникают в призматической шпонке и как определить ее размеры ?

Шпо́ночное соедине́ние — соединение охватывающей и охватываемой детали для передачи крутящего момента с помощью шпонки. Шпоночное соединение позволяет обеспечить подвижное соединение вдоль продольной оси. Классификация соединений в зависимости от формы шпонки: соединения призматическими шпонками, соединения клиновыми шпонками, соединения тангенциальными шпонками, соединения сегментными шпонками, соединения цилиндрическими шпонками.

Шпонка - деталь, устанавливаемая в разъем двух соединяемых деталей и препятствующая их взаимному перемещению. Применяется чаще всего для передачи вращающего момента. По характеру работы различают ненапряженные (призматические и сегментные) и напряженные (клиновые и тангенциальные) шпонки, а также неподвижные и подвижные шпоночные соединения.

Виды шпонок:

Призматические, сегментные, клиновые.

Призматические шпонки применяют для неподвижных и подвижных соединений. В случаях, когда ступица должна перемещаться вдоль вала, устанавливают направляющие или скользящие призматические шпонки.

Шпоночные пазы на валах выполняют фрезерованием дисковой (предпочтительнее, так как быстрее и точнее) или концевой фрезой, в ступицах – протягиванием или долблением.

Концы призматических шпонок могут скругленными или плоскими.

Расчет призматической шпонки:

Момент с вала на ступицу передается боковыми гранями шпонки. На этих боковых гранях возникают напряжения смятия см, а в продольном сечении шпонки – напряжения среза ср.

Сечение шпонки подбирают по известному диаметру вала d из стандарта, а длину принимают на 5…10 мм меньше длины ступицы. Затем проверяют прочность соединения на смятие по формуле:

,

где Ft - окружная сила, Н; Aсм - площадь смятия, мм2; Mk - крутящий момент, Н х м; d – диаметр вала, мм; k – глубина врезания шпонки в ступицу, мм; h – высота шпонки, мм; t1 – глубина паза на валу, мм; lp – расчетная длина шпонки, мм; [см] – допускаемые напряжения смятия, МПа.

На срез стандартные шпонки не проверяют, так как размеры поперечного сечения b и h подобраны таким образом, что нагрузку соединения ограничивают не напряжения среза, а напряжения смятия. При необходимости проверки на срез используют следующую формулу:

,

где b – ширина шпонки, мм; [ср] – допускаемое напряжение на срез, МПа.

35.Сварные соединения. Типы сварных швов. Как расчитать размеры сварного шва в нахлестку?

Сварное соединение — неразъёмное соединение, выполненное сваркой.

Сварное соединение включает три характерные зоны, образующиеся во время сварки: зону сварного шва, зону сплавления и зону термического влияния, а также часть металла, прилегающую к зоне термического влияния.

Сварной шов — участок сварного соединения, образовавшийся в результате кристаллизации расплавленного металла или в результате пластической деформации при сварке давлением или сочетания кристаллизации и деформации.

Основные типы сварных соединений

• Стыковое — сварное соединение двух элементов, примыкающих друг к другу торцовыми поверхностями.

• Нахлёсточное — сварное соединение, в котором сваренные элементы расположены параллельно и частично перекрывают друг друга.

• Угловое — сварное соединение двух элементов, расположенных под углом и сваренных в месте примыкания их краев.

• Тавровое — сварное соединение, в котором торец одного элемента примыкает под углом и приварен к боковой поверхности другого элемента.

• Торцовое — сварное соединение, в котором боковые поверхности сваренных элементов примыкают друг к другу.

Алгоритм расчета

Определяется допускаемое напряжение на растяжение для основного металла (полосы) по формуле (1.1) . При этом для стали Ст.3 принимается равным 240 мПа .

Считается, что метод расчета не является предельно точным. Согласно условию нагружения и таблице 1.3 принимаем k_з = 1,9 , тогда , следовательно, для материала, работающего на срез,

. (2.5)

Принимая катет шва (т.е. h равным толщине полосы), находим требуемую расчетную длину всех швов.

. (2.6)

Длина фланговых швов l₂ определяется как

.

36.Башенный кран с поворотной головкой.

У кранов с поворотной башней опорно-поворотное устройство 1 расположено в верхней части башни. Поворотная часть таких кранов включает поворотный оголовок 7, механизм поворота, стрелу 9 и противовесную консоль 15, на которой размещены лебедки и противовес 4, слу­жащий для уменьшения изгибающего момента, действующего на башню крана. На ходовой раме 13, кранов с неповоротной башней уложены плиты балласта 19, а с боковой стороны башни располо­жены монтажная стойка 18 с лебедкой и полиспастом, предназна­ченная для поднятия и опускания верхней части крана при его мон­таже и демонтаже. Ходовые рамы опираются на ходовые тележки 14, которые обеспечивают передвижение кранов по подкрановым путям.

Монтаж и демонтаж кранов осуществляются собственными механизмами и стреловым самоходным краном грузоподъемностью 25 т. Для подъема и опускания верхней части крана при монтаже и демонтаже секций башни служит монтажная стойка, состоящая из собственно стойки, лебедки, площадок, обойм полиспаста, блока и катушки. При монтаже или демонтаже стойка крепится на секциях башни в специальных кронштейнах. Стойка состоит их трехгранной фермы, имеющей внизу портал, в котором располагается монтажная лебедка.

Все башенные краны оборудуются приборами безопасности. К ним относятся ограничители крайних положений всех видов дви­жения, расположенные перед упорами: передвижения крана, грузо­вой и контргрузовой тележек, угла наклона стрелы, поворота, высо­ты подъема, выдвижения башни и т. д. Для защиты кранов от перегрузки при подъеме груза на определенных вылетах применяют ограничители грузоподъемности. Краны также оснащают тормоза­ми на всех механизмах рабочих движений, нулевой и концевой элек­трозащитой, аварийными кнопками и рубильниками, анемометра­ми с

автоматическим определением опасных порывов ветра и подачей звуковых и световых сигналов для предупреждения маши­ниста об опасности, рельсовыми захватами на ходовых тележках, указателями вылета крюка и грузоподъемности на данном вылете при соответствующей высоте подъема груза и т. п. Для прохода ма­шиниста в кабину и к удаленным узлам для проведения техническо­го обслуживания и ремонта на кранах устанавливают лестницы, площадки и настилы, имеющие необходимое ограждение.