Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология
Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии


Расчет прочности соединения на шканты



 

При использовании вставного круглого шипа вместо прямого плоского целого расход сырья уменьшается и технологический процесс упрощается.

Соединение проектируется на двух шипах, так как при постановке двух шипов создается пара сил, противодействующая изгибающему моменту шипа, и опорный момент (момент защемления); при одном шипе поперечный брусок в момент его установки может вращаться и занимать произвольное положение по отношению к вертикальному бруску, кроме того, требуется больший диаметр шипа при ограниченной толщине бруска (рис. 10).

 

 

Рисунок 10 – Столярное соединение на вставные круглые шипы

 

Необходимо выполнить следующие расчеты: расчет на прочность клеевого соединения и расчет на прочность шканта.

 

Расчет на прочность клеевого соединения

В случае когда шип удерживается в гнезде клеем, растягивающая сила N равна

N = π dlτ,

где l – длина заделанного конца шипа, мм; τ – касательное напряжение, Па; d – диаметр шканта, мм.

Тогда

,

где [τ ] – допускаемое напряжение на сдвиг склеенных поверхностей, Па.

 

Расчет на прочность шканта

Кроме этого можно рассчитать прочность шипов, которая зависит от внешнего момента М:

М = 1, 57d3 + 1, 78d3σ,

где d – диаметр шканта, мм (допустим, диаметр шканта равен 8 мм); σ – нормальное напряжение в шипе (прочность шипа). Предел прочности березы (шкант изготовлен из древесины березы) σ = 595 кгс/см2 (1 кгс/см2 » 100 МПа).

Тогда

.

Зная М, определяем σ и сравниваем с [σ ].

 

Пример расчета соединения угловой стяжкой на прочность

 

Данное соединение испытывает нагрузку в случае, когда стол приподнимают, держа за столешницу, или на стол действует раскачивающая нагрузка Q. В первом случае может произойти срез резьбы в футорке или вырыв футорки с винтом из столешницы (рис. 11, а) и срез резьбы в столешнице (рис. 11, б). Во втором случае при действующей нагрузке Q может произойти вырыв футорки из стенки или срез резьбы в стенке при вырыве шурупа.

 

 

а б

Рисунок 11 – Соединение угловой стяжкой: а – при помощи винтов и футорок

(1 и 2); б – при помощи шурупов (1 и 2)

 

В первом случае деталь 2 будет подвергаться растягивающим нагрузкам и крутящим моментом затяжки, а деталь 1 – работать на срез резьбы. Во втором – наоборот.

Расчет винтов, работающих при начальной силе затяжки, можно вести по эквивалентному напряжению:

σ = 1, 3σ,

где σ – эквивалентное напряжение растяжения, Па;

,

где F – растягивающая сила, Н; σ р – расчетное напряжение растяжения, Па; [σ р] – допускаемое напряжение при растяжении, Па.

Предположим, что масса стола равна 40 кг, а столешница соединяется со столом в четырех точках. Тогда осевая сила F, действующая на одно соединение, равна 10 кг, или 100 Н.

В четырех точках просверлены глухие отверстия, в которые запрессованы футорки из полипропилена ПП-1, в которые вворачиваются винты М6. Предел прочности при растяжении σ р полипропилена равен 24, 5 МПа:

(МПа);

эквивалентное напряжение σ будет равно

σ = 1, 3 × 3, 5 = 4, 55 (MПа).

Вывод: при предполагаемой нагрузке среза резьбы в полипропиленовой футорке не произойдет.

Расчет резьбы на срез производят по формуле. Скорее всего, произойдет срез резьбы, так как не соблюдается одно из правил – равнопрочность резьбы шурупа и материала стенки.

 

Расчет клеевого соединения

 

Для расчета клеевых соединений на сдвиг используется формула

Pmax = Sсклσ, (1)

где Pmax – максимальная сила, которую выдерживает соединение, Н; Sскл – площадь склеиваемой поверхности, м2; σ – предел прочности клея на сдвиг, МПа.

В рассматриваемом случае предел прочности для клея БФ-2 σ = 19, 6 МПа.

Площадь склеивания рассчитывают по формуле

SСкл. = hπ D,

где h – высота клеевого шва, мм; D – диаметр вклеиваемой окружности, мм.

Подставив значения, получаем:

Sскл = 12 × 2 × 3, 14 × 48 = 3617 (мм2) = 3617 × 10–62).

Подставив значения в формулу (1), получим значение максимальной силы, выдерживаемой соединением:

Pmax = 3617 × 10–6 × 19, 6 × 106 = 70893, 2 (Н) = 70, 9 (кН).

Вывод: клеевое соединение выдерживает на сдвиг очень большие нагрузки.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

Выполнение курсовой работы является завершающим этапом при изучении различных предметов мебели из древесины и древесных материалов. Происходит знакомство с рациональным использованием материалов в процессе проектирования.

Студенты развивают творческое мышление и воображение, реализуя свои проекты сначала в виртуальном виде, как поисковые эскизы, варианты технического и конструктивного решения. Происходит анализ конструкции, выбор материала, способов соединений деталей и узлов, развиваются и закрепляются инженерные и конструкторские навыки.


Список литературы

 

Основная литература

 

1. Барташевич, А. А. Конструирование мебели / А. А. Барташевич, С. П. Трофимов. – Минск: Совр. шк., 2006.

 

Дополнительная литература

 

1. Бобиков, П. Д. Изготовление столярно-мебельных изделий. – М.: Академия, 2002.

2. Кузнецов, В. Е. Справочник мебельщика. Конструкции и функциональные размеры. Материалы. Технология производства / В. Е. Кузнецов, Б. И. Артамонов, В. Ф. Савченко, В. Н. Розов; под редакцией В. П. Бухтиярова. – М.: Лесная промышленность, 1985.

3. Уайт Э. Мебель и другие предметы обстановки: иллюстр. справочник / Э. Уайт, Б. Робертсон. – М.: Астрель, 2003.

4. Буглай, Б. М. Технология изделий из древесины / Б. М. Буглай, Н. А. Гончаров. – М., 1985.

5. Костриков, П. В. Производство гнутоклееной мебели. – М.: Лесная промышленность, 1982.


СОДЕРЖАНИЕ

Введение……………………………………………………………………………….
1. Общие положения……………………………………………………………………….
2. Содержание, состав и объем курсовой работы………………………………………...
3. Разработка конструкторской части……………………………………………………..
4. Оформление расчетно-пояснительной записки………………………………………..
4.1. Оформление титульного листа…………………………………………………..
5. Разработка конструкции изделия……………………………………………………….
5.1. Требования, предъявляемые к предметам мебели……………………………..
5.2. Порядок и методика конструирования мебели…………………………………
5.3. Определение размеров изделия………………………………………………….
5.4. Выбор соединений и фурнитуры………………………………………………..
5.5. Описание конструкции изделия…………………………………………………
5.6. Технологичность изделий……………………………………………..................
6. Расчет материалов на одно изделие…………………………………………………….
6.1. Порядок расчета древесных материалов………………………………………..
6.2. Раскрой плитных и листовых материалов……………………………………...
6.3. Спецификация на материалы……………………………………………………
6.4. Расчет клеевых материалов……………………………………………………...
6.5. Расчет комплектующих изделий и фурнитуры………………………………...
7. Оформление конструкторско-технологической документации……………………...
7.1. Номера позиций………………………………………………………..................
7.2. Масштаб чертежей…………………………………………………….................
7.3. Последовательность сборки изделия……………………………………………
7.4. Макетирование в процессе проектирования изделия……………….................
8. Соединения, применяемые в мебели…………………………………………………...
8.1. Соединения сопрягаемых деталей………………………………………………
8.2. Клеевые соединения……………………………………………………………...
8.3. Рекомендации по применению предпочтительных посадок для соединения различных материалов……………………………………………………………………..  
9. Расчеты соединений…………………………………………………………..................
9.1. Расчет столярных соединений…………………………………………………...
9.2. Пример расчета соединения угловой стяжкой на прочность.............................
9.3. Расчет клеевого соединения……………………………………………………..
Заключение…………………………………………………………………………….
Список литературы……………………………………………………………………

 

 

Учебное издание

 


Поделиться:



Популярное:

Последнее изменение этой страницы: 2016-05-03; Просмотров: 3497; Нарушение авторского права страницы


lektsia.com 2007 - 2024 год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! (0.016 с.)
Главная | Случайная страница | Обратная связь