4a Maskinkomponenter Øivind Husø
Dimensjoneringsmetodikk Vi styrkeberegner hver del for seg. Det første vi gjør, er å kartlegge hvilke krefter som virker på delen. Neste trinn er å beregne spenningen i delen. Spenningen må ligge i det elastiske området. Så velger vi materiale. Flytegrensen R e eventuelt R p0,2 og en sikkerhetsfaktor er de viktigste parametrene. Vi bestemmer tillatt spenning ved å gange flytegrensen med en sikkerhetsfaktor, og sørger så for at spenningen i delen ligger innenfor tillatt spenning. Til slutt fastlegger vi de endelige dimensjonene.
Sikkerhetsfaktorer Informasjon Kvalitet på informasjonen Sikkerhetsfaktor Materialdata Materialtester er foretatt på fra tester materialet som skal brukes Testdata fra tilsvarende materialer foreligger Testdata foreligger, men de er mindre representative Testdata er tvilsomme Miljødata Beregningsmodell Testene er utført i samme miljø som delen skal virke i De viktigste miljøparametrene er like Litt forskjellig miljø Helt forskjellig miljø Modellen er testet med forsøk Modellen er svært lik delen Sikkerhetsfaktorer kan uttrykkes på forskjellige måter, men det er vanligst å bruke forholdet mellom to tall med samme benevning (målenhet). Det kan være flytegrensen til materialet dividert med den beregnede spenningen i delen. Modellen representerer delen tilfredsstillende Modellen er en grov tilnærming For duktile materialer kan vi sette: γ m = maks (γ 1, γ 2, γ 3 ) der faktorene γ 1, γ 2, γ 3 blir bestemt ut fra hver sin type informasjon.
Spenningen i strekkbelastet flattstål med hull n F A F ( b d) t 3 25 10 108,7 N/mm (40 17) 10 2 Vi velger i utgangspunktet et flattstål med flytegrense R e = 235 MPa. Ut fra tabell 4.1 synes det fornuftig å velge en sikkerhetsfaktor γ m = 2. Tillatt spenning blir da: σ till = 235 = 117 Mpa Den nominelle spenningen er regnet ut til 108,7 2 MPa. Vi ser at nominell spenning ligger under tillatt spenning, og dimensjoner og materialvalg er akseptable ut fra styrkehensyn.
Trykket i lagerforingen
Pasninger Når målsatte deler skal fungere sammen i en konstruksjon, bruker konstruktøren en pasning. En pasning er forholdet før montering mellom målene til to deler som skal settes sammen. Det kan være en presspasning, en mellompasning eller en klaringspasning. En klaringspasning skal alltid gi en klaring. En klaring er forskjellen mellom den innvendige diameteren på et hull og den ytre diameteren på en aksel når denne forskjellen er positiv. Et eksempel på en konstruksjon der det er nødvendig med en klaringspasning, er når en aksel skal rotere i et glidelager. Det er vanlig å velge et hull som basis og ta ut en H-pasning på hullet. Deretter velger vi akseltoleransen.
Valg av klaringspasning Hull Aksel Typen pasning Bruksområde H7 H8 e8 e7 Lett løpepasning, rikelig klaring H7 f7 Løpepasning, merkbar klaring H8 f7 H7 g6 Nøyaktig løpepasning. Bevegelig, men ikke merkbar klaring H7 h6 Skyvepasning H8 h8 H8 h9 Elektromotorer, glidelagre* Opplagring av drivaksler og langsomtgående aksler* Forskyvbare deler på aksler* Styrekanter for koplinger og lignende* E8 h6 Lett løpepasning Hurtiggående aksler Pumper**
Tegning av lagerforingen
Dreiebolten
Forspenning I en rekke skrueforbindelser blir skruer utsatt for strekkbelastning. Vanligvis blir skruene trukket hardt til, enkelte ganger så hardt at spenningen i skruen nærmer seg flytegrensen. Vi sier at skruene får en forspenning. Riktig forspente og riktig dimensjonerte skruer ryker neppe av under bruk når de ikke har røket under montering. Vi setter: F i = forspenningskraften = n F 1 F 1 = beregnet last på skruen Noen ganger blir det stilt tetningskrav til en forbindelse Vi setter n = 2,5 når det er tetningskrav. Vi setter n = 1,5 når skrueforbindelsen er statisk belastet. Vi setter n = 2 når skruen er dynamisk belastet. Totallasten på skruen blir mindre enn summen av forspenningen og beregnet last. Vi setter: F a = totallasten på skruen 1,8 F 1