Sıkma sırasında oluşan gerilmeden öngerilme kuvvetini hesaplarız. Boru içindeki basınç işletme basıncıdır. Buradan işletme kuvvetini buluruz.

Transkript

1 Ø50 Şekilde gösterilen boru bağlantısında flanşlar birbirine 6 adet M0 luk öngerilme cıvatası ile bağlanmıştır. Cıvatalar 0.9 kalitesinde olup, gövde çapı 7,mm dir. Cıvatalar gövdelerindeki akma mukavemetinin %60 ı kadar bir öngerilme oluşturan kuvvet ile sıkılmışlardır. Boru içinde 5 N/mm lik bir basınç varken bir cıvatanın ek uzamasının 0,005mm olduğu deneysel olarak belirlenmiştir. a) Cıvataya etki eden ek kuvvet nedir? b) Cıvataya etki eden toplam kuvvet nedir? c) Bu işletme kuvveti etkisi altında basma kuvveti nedir? d) Cıvata kesitindeki toplam gerilme nedir? e) Cıvata bu zorlanmaya dayanır mı?

2 Cıvatalar 0.9 kalitesinde olup, gövde çapı 7,mm dir. Cıvatalar gövdelerindeki akma mukavemetinin %60 ı kadar bir öngerilme oluşturan kuvvet ile sıkılmışlardır. Boru içinde 5 N/mm lik bir basınç varken bir cıvatanın ek uzamasının 0,005mm olduğu deneysel olarak belirlenmiştir Sıkma sırasında oluşan gerilmeden öngerilme kuvvetini hesaplarız. 0,6. iş Boru içindeki basınç işletme basıncıdır. Buradan işletme kuvvetini buluruz. ön ön ön iş 0,6..7, 0, z P.A iş boru Ak Ak.A cııvat , N 55,3N 986 N Ø50

3 c top a) Cıvataya etki eden ek kuvvet nedir? Z k. c ön ön =986 z k c EcA L iş =55,3 c c 5,.0..7, 0.,.0 5 N / mm o Z k c.,.0 5.0, ,N b b) Cıvataya etki eden toplam kuvvet nedir? φ ψ top ön z , 99,N 0,005 δ c δ p δ ctop δ ptop

4 c) Bu işletme kuvveti etkisi altında basma kuvveti nedir? b ön 0 top iş 99, 55,3 76,8 N c top =99, z =963, d) Cıvata kesitindeki toplam gerilme nedir? ön ön =986 iş =55,3 b o ctop A ctop civata 99,.7, 563,65 N / mm e) Cıvata bu zorlanmaya dayanır mı? φ 0,005 ψ AK N / mm δ c δ p δ ctop δ ptop

5 Bir hidrolik silindirin kapağı adet M0 cıvata ile bağlanmıştır. Bir tek cıvata ile yapılan benzer bağlantının yay rijitlik oranı kp/kc=3,5 olduğu belirlenmiştir.hidrolik silindirin basıncı 0 ile 00daN/cm arasında değişmektedir. Kapak ile silindir arasındaki yüzey basıncının, sızdırmazlık nedeni ile maksimum işletme basıncı etki ettiği anda bu basıncın en az, katı olması istenmektedir. a) Her cıvata en az ne kadarlık bir moment ile sıkılmalıdır? μ=μ =0,5 b) Kullanılan cıvata 8.8 kalitesinde olduğuna göre sonsuz ömür için emniyetli midir? (σ D =0,5 σ K ; k ç =3,8; güvenirlik %95; k y =0,7

6 Bir hidrolik silindirin kapağı adet M0 cıvata ile bağlanmıştır. Bir tek cıvata ile yapılan benzer bağlantının yay rijitlik oranı k p /k c =3,5 olduğu belirlenmiştir. Hidrolik silindirin basıncı 0 ile 00daN/cm arasında değişmektedir. Kapak ile silindir arasındaki yüzey basıncının, sızdırmazlık nedeni ile maksimum işletme basıncı etki ettiği anda bu basıncın en az, katı olması istenmektedir. Silindir içindeki basınçtan işletme kuvvetini buluruz. iş iş z P.A iş silindir ,77 987,77 dan 88,3daN

7 Kapak ile silindir arasındaki yüzey basıncının, sızdırmazlık nedeni ile maksimum işletme basıncı etki ettiği anda bu basıncın en az, katı olması istendiğine göre ; P b,.p iş 0daN / cm b P b. A basma yuzeyi b b 0. b ,., 886,03daN 059, dan / cm

8 a) Her cıvata en az ne kadarlık bir moment ile sıkılmalıdır? μ=μ =0,5 c to M s üçgen ön d tan( ) D 0 d D p ön b b =886,03 z o iş =88,3 ön z iş b k c iş k c k p z φ ψ Bir tek cıvata ile yapılan benzer bağlantının yay rijitlik oranı k p /k c =3,5 olduğu verilmişti δ c δ cto p δ p δ ptop z ön iş k p / k c 88,3 88,05daN 3,5 886,03 88,3 88,05 589,8daN

9 M s üçgen ön d tan( ) D 0 d D ön 589,8daN Tablolardan M0 için h=,5 mm, d =8,376 mm tan=h/(d )=,5/(.8,376 mm) ise =,79 0 µ=tanρ (Kare profil için) Metrik vida üçgen profillidir. µ =tanρ (Üçgen profil için) µ = µ/cos(α/) µ = 0,5/cos(60/) =0,7 ρ =9,8 0 D 0 =,8.d=,8.0=36 mm M s üçgen 8, ,8 tan(,79 9,8) 36 0,5 6365,daNmm

10 b) Kullanılan cıvata 8.8 kalitesinde olduğuna göre sonsuz ömür için emniyetli midir? (σ D =0,5 σ K ; k ç =3,8; güvenirlik %95; k y =0,7 s o Ak Ak D. g ctop z =88,05 ön =589,9 iş =88,3 o o o.d max ; min g g.d ; g max - min b =886,03 φ o ψ δ c δ p δ ctop δ ptop

11 max top ön z ; min ön ctop max min 589,8 88,05 589,8daN 7007,85daN ön =589,9 z =88,05 iş =88,3 o b =886,03 o g o (7007,85 589,8) / 7,88 dan / mm.d.6,933 (7007,85 589,8) /,036daN / mm.6,933 ; φ δ c δ ctop ψ δ p δ ptop

12 D 80.0,7.0,9.0, ,8 5,9daN / mm s o Ak Ak D. g ,88 5,9, Bağlantı emniyetsizdir. Bağlantıyı emniyetli hale getirmek için -Bağlantıda elastik cıvatalar kullanılması gerekir. -Cıvata kalitesi arttırılabilir

13 Şekilde bir silindirin piston piston kolu bağlantısı gösterilmiştir. Piston çift tesirli olup,,5 N/mm lik basınç altında çalışmaktadır. Piston kolunun uç kısmına M36 diş çekilmiştir. Somun sıkıldıktan sonra işletme sırasında vida kesitinde oluşacak maksimum gerilmenin, malzemenin akma mukavemetinin en çok%60 ına eşit olması istenmektedir. Sonsuz ömür için vida kesitini kontrol ediniz. Kalite 0.9; k c =6,5.0 5 N/mm ; k p =,6.0 5 N/mm ; σ D =0,5 σ K ;güvenirlik %50

14 Şekildeki bağlantıda 0 ile N arasında değişen bir işletme kuvveti etki etmektedir. Bağlantıya işletme kuvvetinin,5 katı kadar bir öngerilme kuvveti verilmiştir. Cıvata M malzemesi 8.8 kalitesinde,. d =8,75 mm, h=,5 mm dir. E c =.0 N/mm, L =5mm, L =5mm, tüm yüzeyler arasındaki sürtünme katsayısı μ=0, dir. Parçalar Dökme Demirdir. E p =9,8.0 N/mm :Delik çapı d D =3mm,L p =65mm a) Gerekli önyüklemeyi verebilmek için somuna uygulanması gereken moment ne olmalıdır? b) İşletme kuvveti etki ettiği anda civatanın diş dibinde oluşacak en büyük gerilme ne kadardır? c) En büyük işletme kuvveti etki ettiği anda sıkılan parçaların değme yüzeyindeki basma kuvveti ne olur?

15 Şekilde gösterilen bilezik başlı metrik cıvata 7000 N luk statik kuvvet ile zorlanmaktadır.emniyet katsayısını,5 alarak cıvatayı boyutlandırınız. Cıvata kalitesi 5.6 dır.

16 Cıvata gövdesi bileziğine asılan yükü ile çekiye zorlanmaktadır. ç iş.d s Ak d iş. s Ak AK 5x6x0 300 N / mm d ,5 3,mm Cetvelden d =3,56 mm olan M6 cıvata seçilir.

17 Şekilde gösterilen kancaya 80000N luk statik kuvvet etki etmektedir. Kanca C35 malzemeden yapılmıştır. Uç kısmına şekilde görüldüğü gibi M36 diş açılmıştır. Emniyet katsayısı s=3 için vidanın emniyet katsayısı s= için vida dişlerinin emniyet kontrolünü yapınız.

18 Cıvata çekiye zorlanmaktadır. ç.d em ç ,093 0,5daN / mm Ak 37 dan / mm em 37 3,33daN / mm

19 Vida diş dibi kesiti emniyetli ancak vida dişleri yüzey basıncı ve diş kesilmesi açısından da kontrol edilmelidir. P z. (d d ) P em Somun içinde kalan diş sayısını bulmamız gerekir. Somun yüksekliği m~(0,8 ).d M36 için h=mm ise m=0,8.36=9mm d =3,093mm m=z.h 9=z. z=7,5~7 diş P 7. (36 3,093 ),dan / mm p em 37 9,5daN / mm

20 z..d.(a.h) em CIVATA ,093.(0,75.) 3,9daN / mm SOMUN ,093.(0,85.) 3,daN / mm em s AK 0,577. s AK,35 3 7,daN / mm

21 GG0 den yapılmış bir motor kapağı ve silindir, 5.6 kalitesinde ki saplama somun çifti ile bağlanmıştır. Her bir cıvataya gelen işletme kuvveti 5 kn dur. İşletme sırasında parçaları birbirine bastıran kuvvet 5 kn dur. Sıkıştırılan parçaların deformasyona katılan kısmının çapı 0 mm, kapaktaki cıvata deliği d D =,.d; somun sürtünme yüzeyi dış çapı D 0 =,8.d, tüm yüzeylerde μ=μ =0, ve emniyet katsayısı,5 tir. E c =.0 N/mm ; E p =,0.0 ; L c =L P =30mm a) İşletme durumunda cıvatayı boyutlandırınız.(c b =,3) b) Öngerilme kuvvetini bulunuz. c) Cıvata gövdesinin mukavemet kontrolunu yapınız.

22 Şekilde gösterilen M cıvata 0 ile kn arasında değişen bir işletme kuvvetinin etkisi altındadır. Cıvata malzemesi 8-8 ve bağlanan parçalar GG0 olduğuna göre cıvatayı mukavemet bakımından kontrol ediniz. E c =.0 N/mm, E p =.0 5 N/mm ;σ D =0,5 σ K ;k ç =3, güvenirlik %95. Ön gerilme kuvveti işletme kuvvetinin üç katı alınacaktır. ön =3 iş

23 Cıvata 0 ile kn arasında değişen bir işletme kuvvetinin etkisi altındadır. Ön gerilme kuvveti işletme kuvvetinin üç katı alınacaktır. ön =3 iş ön =3. iş =3.=36 kn s o Ak Ak D. g ctop z σ o o o = π.d max = max ; + top min σ g g = π.d ; = ön g z max ; min min ön ön b φ o ψ iş δ c δ p δ ctop δ ptop

24 z iş k c kc k p ctop k k p c EcA Lc EpA L p c p ; 5, A p (D eş - d D N / mm ) ; D eş s k o L p ön b z o iş k 0 =0,5 (D.D); s=,5.d=,5.=; d D =,.d=,.=5,96mm D eş =+0,5.0/=6 mm φ δ c δ ctop ψ δ p δptop A p (6-5,96 ) 330,87mm k p E p L A p p , N / mm z iş k c kc k p ,86 N

25 max top 99 N ; min N o ( ) / 399,3 N / mm.,56 ; g ( ) /.,56 3,86 N / mm D 0, ,7.0,96.0, ,79daN / mm s o Ak Ak D. g,07

26

27 Cıvata gövdesi çekiye zorlanmaktadır. M0 d =6,933 mm; h=,5 mm ç ç AK iş.d ,933 s Ak 7,6 N / mm AK 6x8x0 80 N / mm σ ç σ em emniyetli s 80 0 N / mm

28 b-cıvata ve somun dişlerinin ezilme ve kesilme kontrolünü yapınız. Somun yüksekliği veya vidalanan parçaların vidalama derinliği Çelik, Dökme çelik veya Bronz cıvatalar için m=(0,8 ).d Dökme demir m=,3.d Hafif metal m=.d alınır P P em ; P z (d d ) P m 6 Somun çelik olduğundan m=0,8.0=6mm z 6, 6 h,5 em 6 ( ,933 ) 80 9,6 0

29 z..d.(a.h) em a=0,75 cıvata vidası a=0,85 somun vidası ,933.(0,75.) civata, 8 em ,933.(0,85.) somun 39, 07 em em em AK s 76,96 AK 0,577. AK 69,daN / mm 00, ,96 N / mm

30

31 Sıkma sırasında vida ön kuvveti ile çekiye, M s momenti ile burulmaya zorlanır. ç ön.d ; M s 3.d 6 ; B ç 3 Ak s M0 için h=,5mm d =6,933mm d =8,376mm A =5mm d Ms üçgen ön( ) tan( ) Tablolardan M0 için h=,5 mm, d =8,376 mm tan=h/(.d )=,5/(.8,376 mm) ise =,79 0 Metrik vida üçgen profillidir. µ =tanρ (Üçgen profil için) µ = 0,7 ise ρ =9,65 0 bulunur. M s üçgen 8, ( ) tan(,79 9,65) 59,3 danmm

32 Sıkma sırasında vida ön kuvveti ile çekiye, M s momenti ile burulmaya zorlanır. ön Ms ç ; ; 3.d.d 6 d Ms üçgen ön( ) tan( ) B ç 3 Ak s M0 için h=,5mm d =6,933mm d =8,376mm A =5mm tan=h/(.d )=,5/(.8,376 mm) ise =,79 0. µ =tanρ (Metrik vida üçgen profilli olduğu için) µ = 0,7 için ρ =9,65 0 bulunur. M s üçgen 8, ( ) tan(,79 9,65) 59,3 danmm

33 ön 3000 ç 3,33daN / mm.d 5 59,3 6,daN / mm 3.6, B 3,33.6, 8,daN / mm dan / mm

34 b- Anahtara uygulanan M stop = EL.L momenti esas sıkma momenti M s ve somun ile temas yüzeyi arasındaki sürtünme momenti M s yi yenmek için harcanmaktadır. M stop M s +M s olmalıdır. d0 Ms 0.ön.,.0 0, daNmm EL EL..0 59, ,3daNmm 80,3 3 9,8 dan Bir insan yorulmadan 5 30daN kuvvet uygulayabilir. Bulunan kuvvet çok büyük, 0 mm den daha uzun anahtar kullanılmalıdır.