книги из ГПНТБ / Баренбойм, А. Б. Малорасходные фреоновые турбокомпрессоры

и являющиеся причиной коробления шва и даже всей конструкций. Для уменьшения этих напряжений следует:

а) избегать пересечения швов и располагать швы параллельно так, чтобы между швами находился основной металл;

б) по возможности уменьшать размеры свариваемых деталей; в) располагать свариваемые детали и швы так, чтобы была

возможность свободного расширения свариваемых деталей; г) при сварке листов разной толщины следует более толстый

лист спускать к более тонкому, как указано на рис. 92.

Для снятия усадочных напряжений часто применяют отжиг или проковку при высокой температуре.

§ 34. РАСЧЕТ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Стыковые швы

Стыковые швы работают и рассчитываются на разрыв. Условие

но не менее 8 мм.

По формуле (218) определяют необходимую высоту шва или длину /. Если значение h получается больше, чем 1,206, или же если

Рис. 93. К расчету угловых швов

необходимая длина шва I получается более ширины свариваемого листа, то это указывает на то, что стыковой шов для данного случая непригоден и необходимо применить другой тип шва.

Ш9

ного метода расчета, выраженного формулой (222). Данное заме­ чание относится также и к приведенной ниже формуле (224).

При угловом лобовом шве внахлестку (рис. 94) условие проч­ ности для лобовых швов будет

При одновременной работе лобовых и фланговых швов условие прочности будет

В нормальных швах принимается 6 = 8, где 5 —наименьшая тол­ щина свариваемых листов или деталей.

Для косого шва в приведенных расчетных формулах следует вместо поставить значение рабочей длины косого шва Гк.

В случае, если внешняя сила расположена не на одинаковом расстоянии от линии швов, как показано на рис. 95, где уголок 4

Из этих уравнений можно определить необходимые длины швов /; и /' с учетом непровара по длине, а следовательно, и полные длины /, и /2.

Приведенные формулы расчета фланговых швов исходят из предположения, что напряжение распределяется по длине шва

111

неравномерно. Такая неравномерность является следствием того, что деформация каких-либо двух одинаково расположенных эле­ ментов свариваемых листов неодинакова. Причинами разной деформации служат изменения величины усилий по длине листов и разная жесткость соединяемых элементов.

Характер распределения касательных напряжений по длине флангового шва показан на рис. 96.

Вопрос распределения напряжений во фланговом шве чрезвы­ чайно сложный и должен решаться по методике решения плоской задачи теории упругости.

Если считать, что распределение напряжений по ширине листов будет равномерным и пренебречь поперечными деформациями,

Р

Рис. 9Н. Распределение касательных напряжений по длине флангового шва

решение указанной задачи значительно упрощается. Такое прибли­ женное решение показывает, что неравномерность распределения напряжений по длине шва существенно зависит от длины шва и от отношения жесткостей соединяемых элементов. Чем больше длина флангового шва и чем больше разница в жесткостях соединяемых элементов, тем больше неравномерность распределения напряже­ ний по длине шва. Эта неравномерность напряжений является неопасной при статической нагрузке для пластических материалов, за счет выравнивающего действия, которое оказывает на напряже­ ние пластичность (текучесть) материала.

При переменных нагрузках эта неравномерность может оказать влияние на прочность шва. Помимо понижения допускаемых напря­ жений, следует рекомендовать в этом случае применять для соеди­ нения сваркой элементы одинаковой жесткости, а также комбини­ рованный шов — фланговый и лобовой, так как последний значи­

тельно разгружает фланговый.

При одинаковой жесткости соединяемых элементов коэффициент концентрации напряжений во фланговых швах может быть ориен­ тировочно определен по ф о р м у л е ___

где I — длина флангового шва.

112

В поперечном сечении шва также возникает концентрация на­ пряжений. Опыты показывают, что эта концентрация увеличивается в швах с наплывом, как указано на рис. 97 и, наоборот, уменьша­ ется в вогнутых швах. Поэтому применяются улучшенные вогнутые швы (рис. 976), что достигается механической обработкой шва.

Рис. Ü7. Формы швов

Применяется также плавный удлиненный переход от сварного шва к соединяемому листу, как указано на рис. 97 в, что уменьшает концентрацию напряжении и уве­ личивает усталостную прочность шва.

На рис. 98 и 99 показаны обычные способы образования шва впритык. При этом шов (см. рис. 98) образуется с помощью про­ кладки 1, к которой впритык подходят листы, подлежащие соеди­ нению.

Условие прочности напишется

Обычно высота прокладки берется равной 36, а расчетная высота шва /г = 0,7ö.

§ 35. НЕКОТОРЫЕ СПЕЦИАЛЬНЫЕ СЛУЧАИ РАСЧЕТА СВАРНЫХ ШВОВ

1. Расчет швов при действии внешнего момента

Рассмотрим случай приварки листа с помощью флангового

илобового швов (рис. 100).

Вданном случае принимается, что внешний момент должен

быть уравновешен суммой моментов сил сопротивления в горизон­ тальном и вертикальном швах. Тогда уравнение равновесия будет

С некоторым приближением можно принять

//'

М 1 = Ы'хІЛ - - М., =

где ѵИг — момент, воспринимаемый горизонтальным швом; М.г — то же, вертикальным швом;

здесь H' — высота вертикального шва с учетом непровара. Условие прочности будет

Л ^ О . Т Ш 'ь Ц / '- г - ^ ) ’ (230)

где Н' и V отличаются от Н и / дли­ ною непроверенного участка шва.

В том случае, когда контур шва имеет более сложную конфи­ гурацию, расчет шва производится на кручение (рис. 101).

/ — полярный момент инерции сечений швов.

Швы следует рассматривать состоящими из прямоугольников высотою h = 0,7&, где к — катет шва.

Полярный момент инерции найдется по формуле

Ір — Іу "Ь 4»

где /ѵ-f Іг — сумма экваториальных моментов сечений швов от­ носительно осей у и z,

114

При действии срезывающей силы Р суммарное напряжение будет

Указанный метод расчета имеет преимущество перед предыду­ щим, заключающееся в том, что позволяет найти напряжение при любой конфигурации контура шва.

2. Приварка консольной балки по контуру

Рассмотрим общий случай приварки балки любой конфигурации по контуру при действии изгибающего момента и сосредоточенной силы (рис. 102).

В данном случае принимается, что расчетным сечением, сопро­ тивляющимся внешнему моменту М и силе Р, является площадь,

Рис. 103. Приварка по контуру детали прямоугольного сечения

ограниченная наружным контуром шва и контуром балки (рис. 102), причем высота расчетного сечения сварного шва h = 0,7 к, где к —

катет шва, при этом считается, что деформация шва будет заклю­ чаться в сдвиге по биссектору прямого угла сечения шва.

Напряжения от изгибающего момента и сосредоточенной силы могут суммироваться арифметически. Следовательно, имеем

' Оу max -

(а + 2h) (b 2Л)з

12

получим

(235)

I., —момент инерции двутавровой балки;

Fx- 2bxtx+ 8,А,

F2- площади сечения двутавровой балки; для балки круглого сечения (рис. 105)

D + 2h

О

(236)

116

ПЕРЕДАЧИ

Г Л А В А IX

ОБЩАЯ ЧАСТЬ. ЦИЛИНДРИЧЕСКИЕ ЗУБЧАТЫЕ ПЕРЕДАЧИ

§ 36. НАЗНАЧЕНИЕ ПЕРЕДАЧ, КЛАССИФИКАЦИЯ

Раздел «Передачи» является одним из важнейших разделов курса деталей машин. В нем рассматриваются механизмы, пред­ назначенные для передачи механической энергии от одного враща­ ющегося звена к другому. Такая передача энергии может происхо­ дить как внутри одной машины, так и извне, например, при передаче энергии от двигателя к какому-либо приемнику — станку, машине и т. и.

В практике чаще всего имеют место случаи, когда число оборотов ведущего звена больше ведомого, например, при передаче энергии от электродвигателя к баллеру шпиля, от турбины к главному валу и т. д. В этом случае функция передачи расширяется необхо­ димостью одновременно с передачей энергии уменьшать (редуци­ ровать) число оборотов.

Исходя из назначения, передачи можно классифицировать сле­ дующим образом:

А. Передача с непосредственным соприкосновением. Б. Передача с гибкой связью.

К группе «А» относятся передачи фрикционные, зубчатые и чер­ вячные; к группе «Б» — передачи канатные, ременные, цепные.

В начальной стадии развития механизированных производств, когда основным источником энергии являлась паровая машина, естественно, что была необходимость передавать энергию от цен­ трального двигателя ряду приемников (машин станков), часто рассредоточенных на большой территории цеха фабрики, завода. В этом случае необходимо было применять групповой привод, за­ ключающийся в том, что от двигателя канатной или ременной передачей энергия передавалась центральному распределительному

117

валу (трансмиссии), от которой с помощью такой же ременной передачи энергия передавалась станкам или валу группы станков. Таким образом, на этом этапе развития канатная и ременная пере­ дачи являлись основным видом передач. С развитием электропро­ мышленности, с появлением разнообразных типов электродвигате­ лей постоянного и переменного тока групповой привод постепенно заменяется индивидуальным, преимущества которого очевидны. В настоящее время лишь в отсталых производствах и мастерских можно еще встретить групповой привод с ременными передачами.

Рис. 106. Цилиндрическая прямозубая передача

При индивидуальных приводах появляется еще большая необ­ ходимость в редуцировании числа оборотов от двигателя к прием­ нику энергии, так как чаще всего число оборотов двигателя больше требующегося для вращения приводного вала машины. Эта задача лучше всего решается применением передач с непосредственным соприкосновением, а именно — зубчатых и червячных. Такие пере­

связью значительно снижается. В настоящее время канатные пере­ дачи из-за специфических недостатков самого тягового органа — каната — вообще не применяются. Ременные передачи имеют огра­ ниченное применение и встречаются, главным образом, в виде передач с клиновидными ремнями.

Цепные передачи, как силовые, имеют также весьма ограничен­ ное распространение, но сами цепи получили довольно обширное специальное применение. В связи с бурным развитием отечествен­ ного машиностроения роль передач резко возрастает, поэтому к передачам предъявляются большие требования в отношении по­ вышения качества их работы, а следовательно, и качества их проектирования и изготовления.

118