Задача 6. Проектування з’єднання кутовими швами в напуск

Запроектувати з’єднання в напуск смуги перерізом _____×___ мм з листом товщиною t_л =___ мм на зусилля, рівне несучій здатності смуги при розтягу. Матеріал конструкції – сталь _____. З’єднання виконується лобовим та фланговими швами максимально можливого катету. Зварювання напівавтоматичне, самозахисним порошковим дротом, марку якого слід вибрати відповідно до матеріалу з’єднуваних елементів. Коефіцієнт умов роботи конструкції прийняти рівним γ_с=1.

Розв’язання задачі:

1. За таблицею Е.2 ДБН [1] для листового прокату із сталі _____ товщиною ___ мм визначаємо характеристичний опір за межею міцності R_un=______ кН/см² та розрахунковий опір за межею текучості R_y=_____ кН/см².

2. З формули (1.4.1) ДБН [1] обчислюємо несучу здатність смуги при розтягу:

______×_____×______×____=______кН.

3. За таблицею Ж.1 ДБН [1] для прокату класу міцності _____ вибираємо марку самозахисного порошкового дроту для напівавтоматичного зварювання ___________ і за таблицею Ж.2 визначаємо розрахунковий опір за металом шва R_wf=_____ кН/см².

4. За формулою з таблиці 1.3.3 ДБН [1] визначаємо розрахунковий опір за металом межі сплавлення R_wz=0,45×R_un=0,45×_____=______ кН/см².

Рис. 5. Конструкція напускного з’єднання смуги з листом

5. Згідно з конструкцією з’єднання, зображеною на рисунку 5, і вказівками пункту 1.12.1.5 б ДБН [1] встановлюємо максимально можливий катет кутового шва: k_f ≤ t_c = ____ мм, k_f ≤ 1,2×t_л =____ мм. З округленням до найближчого меншого стандартного розміру приймаємо k_f =___ мм = _____ см.

6. За таблицею 1.12.2 ДБН [1] для напівавтоматичного зварювання порошковим дротом у нижньому положенні з урахуванням катету шва k_f =___ мм визначаємо коефіцієнти форми шва β_f =____ і β_z =____.

7. З формул (1.12.2) та (1.12.3) ДБН [1] визначаємо розрахункові довжини зварних швів з умов міцності металу шва і металу межі сплавлення:

см;

см.

8. За більшою розрахунковою довжиною зварного шва l_w з урахуванням довжини лобового шва, рівної ширині смуги, та непровару довжиною k_f визначаємо необхідну довжину напуску в з’єднанні:

см.

З округленням до 10 мм у більшу сторону остаточно приймаємо напуск величиною l=______ мм і проставляємо необхідні розміри на рисунку 5.

Задача 7. Проектування напускного з’єднання кутників з фасонкою

Запроектувати з’єднання двох кутників з фасонкою на максимально можливе зусилля в кутниках. Матеріал конструкції, переріз кутників і товщину фасонки прийняти за умовами задачі 1. Напівавтоматичне зварювання в середовищі вуглекислого газу виконується фланговими швами максимально можливого катету. Марку зварювального дроту вибрати відповідно до матеріалу з’єднуваних елементів. Коефіцієнт умов роботи конструкції прийняти рівним γ_с=1.

Рис. 6. Конструкція з’єднання кутників з фасонкою

Розв’язання задачі:

1. За таблицею Е.2 ДБН [1] визначаємо характеристичний опір за межею міцності сталі _____: для кутників товщиною ___ мм – R_un=______ кН/см², а для фасонки товщиною ___ мм – R_un= _____ кН/см². Розрахунковий опір кутового шва за металом межі сплавлення дорівнює R_wz= 0,45×R_un= 0,45×_____ =_____ кН/см².

2. За таблицею Ж.1 ДБН [1] для прокату класу міцності _____ вибираємо марку зварювального дроту суцільного перерізу для напівавтоматичного зварювання в середовищі вуглекислого газу ____________ і за таблицею Ж.2 визначаємо розрахунковий опір за металом шва R_wf=_____ кН/см².

3. За конструкцією з’єднання, зображеною на рисунку 6, і вказівками пункту 1.12.1.5 б ДБН [1] встановлюємо максимально можливі катети кутових швів:

• біля обушка кутника k_fо ≤ 1,2×t_ф = 1,2×____ = _____мм, k_fо ≤ 1,2×t_к = 1,2×____ = _____мм;

• біля пера кутника k_fп ≤ 1,2×t_ф = 1,2×____ = _____мм, k_fп ≤ 0,9×t_к = 0,9×____ = _____мм.

З округленням до найближчого меншого стандартного розміру приймаємо k_fо=___ мм = _____ см, k_fп=___ мм = _____ см.

4. Виходячи з товщини зварюваних елементів t_min= ______ мм, за наведеною в [3] таблицею режимів зварювання приймаємо діаметр зварювального дроту для зварювання в середовищі вуглекислого газу d =_______ мм.

5. За таблицею 1.12.2 ДБН [1] визначаємо коефіцієнти форми швів для напівавтоматичного зварювання в нижньому положенні з урахуванням їх катетів:

• біля обушка кутника k_fо = _____мм, β_fо =____, β_zо =____;

• біля пера кутника k_fп = _____мм, β_fп =____, β_zп =____.

6. Виходячи з форми перерізу стержня, визначаємо коефіцієнти розподілу зусилля між обушком і пером кутників згідно з таблицею:

Тип перерізу:
Шов біля обушка αо=	0,65	0,7	0,75
Шов біля пера αп=	0,35	0,3	0,25

У нашому випадку α_о= _______ , α_п= ______.

7. Згідно з формулами (1.12.2) та (1.12.3) ДБН [1] визначаємо розрахункові довжини зварних швів біля обушка та біля пера кутників з умов міцності металу шва і металу межі сплавлення при дії більшої поздовжньої сили N=_______ кН, визначеної в задачі 1:

см;

см;

см;

см.

8. З округленням до 10 мм у більшу сторону та з урахуванням вимог пункту 1.12.1.5 в ДБН [1] приймаємо конструктивну довжину швів:

• біля обушка кутника l_wо = _____мм;

• біля пера кутника l_wп = _____мм.

Величина напуску кутників на фасонку встановлюється за більшою довжиною шва l= ________мм.

9. На ескізі вузла (рисунок 6) маркуємо зварні шви біля обушка й пера, проставивши їх катет і довжину в міліметрах (наприклад: 6–120).