Детали машин - Батурин А.Т.
Скачать (прямая ссылка):
Таблица 7
Допускаемые напряжения для сварных швов
Вид технологического процесса Род нагрузки
Растяжение Сжатие Срез
|0|р 1«]' сж '<р
1-й 2-й 3-й 0,9 [<7]р 0,8 |<7]р 0,6Mp Mp 0,9 [С]р 0,75 Mp 0.65Mp 0,6 Mp 0.5 Mp
[а]р — допускаемое напряжение при растяжении основного металла конструкции.
1 См. Г. А. Николаев, Сварные конструкции, Машгиз, 1951.
числовые примеры
55
К первому виду технологического процесса относится сварка на автоматах под флюсом, а также ручная — электродами Э42А и Э50А, ко второму виду — сварка толстопокрытыми электродами Э42 и Э50, к третьему виду — сварка электродами Э34 с ионизирующими покрытиями.
При расчете швов на переменную нагрузку вводится коэффициент у снижения допускаемых напряжений:
а) для стыковых швов при нагрузке, переменной по величине, Y = I, при нагрузке, меняющейся и по величине и по направлению,
Y =-г-р— ; (H)
I___ *тіп
Ртах
б) для валиковых швов
Y=J 3
при нагрузке как переменной по величине, так и переменной по величине и направлению.
Pniin и Ршах — наименьшее и наибольшее по абсолютной величине усилия, которые надо подставлять в формулы (11) и (12) со своими знаками.
§ 13. ЧИСЛОВЫЕ ПРИМЕРЫ
Пример 5. Сконструировать сварной шов встык д»я соединения двух полос из стали Ст. 3, несущих статическую нагрузку P = 40Т. Использовать листовую сталь толщиной д = 12 мм.
Pe ш е н и е.
1. Допускаемое напряжение для основного металла (для полос). По табл. 1 имеем
ат = 24 кГ/мм2; принимая [пі] = [пз] — 1,0 и [пТ] = 1,5, получаем
Ир =7?- = ^= 1600 кГ/см*.
2. Допускаемое напряжение для сварного шва. По табл. 7 имеем
[а]; = 0,6[а]р
(при электроде Э34) или
[а]р = 0,6 • 1600 = 960 кГ/см*.
1 min ¦^max
(12)
56
СВАРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ
3. По формуле (8а)
66
найдем ширину Ь полосы:
P
«к
40 000 960-1,2
34,7 см;
Фиг. 42.
принимаем b = 35 см.
Рабочзе напряжение в полосе
Cp = f """б = 952 кГ/см2,
т. е. полосы работают с большой недогрузкой; скрепление стыковым швом не обеспечивает равнопрочности шва и основного металла конструкции.
Пример 6. Сконструировать шов по данным примера 5 внахлестку с двумя лобовыми швами.
Решение.
1. По формуле (9) найдем
40 000 = 2-800-6-0,7-1,2, где принято [т]ср = 800 кГ/см?, откуда
Ь =
40 000
= 30 см.
2-800-0,7-1,2 2. Рабочее напряжение в полосах
Ov = -^^г =1100 кГ/см',
30-1,2
что значительно меньше [о]р = 1600 кПсм?, т. е. и в этом случае материал плохо использован.
Пример 7. Усилить сварной шов встык (см. пример 5) постановкой двух накладок сверху и снизу шва так, чтобы прочность соединения была равна прочности целого места (фиг. 42).
P е ш е н и е.
1. Ширина полосы при полном использовании ее прочности найдется из уравнения
P ,
ЧИСЛОВЫЕ ПРИМЕРЫ
откуда
, . P 40 000 „„ „ 0.п
Ъ > = ШхУЛ-г = 20'8 см * 210 лш-
2. При ширине 6 = 21 см стыковой шов может принять на себя нагрузку
[Рст] =-. [G]1JbO = 960 -21 • 1,2 = 24300 кГ.
Остальную нагрузку
P^n = 40 0 00 - 24 300 = 15 700 кГ
должны передать накладки, причем на каждую накладку приходится усилие
/W = i^ = 7850 кГ.
3. Приварим каждую накладку двумя лобовыми швами. Очевидно, что каждый из зтих швов передает полностью усилие, приходящееся на одну накладку. Принимая толщину накладок <5„ = 10 мм и катет шва к = <5„, из расчета лобовых швов найдем требуемую ширину накладок:
г 1 нак ср &н 0,7-1 • 800,-
откуда
/ ^ 7850 4/ П
Ь» > O.7-1-800 = 14'° С^
Длину накладок возьмем 10<5 = 120 мм, чтобы уменьшить влияние изгиба при передаче усилия с полосы на накладку.
Пример 8. Определить размеры фланговых швов для соединения с косынкой углового профиля 100x100x14 мм (ГОСТ 8509 — 57> из стали Ст. 3, несущего растягивающую нагрузку P = 35 Г.
Сварка ручная электродом Э34 (фиг. 43).
Решение.
Требуемую длину двух фланговых швов найдем из уравнения.
' _ P '
^ср о,7 кі ^ [^k*"
принимая к = д = 14 мм;
1-^ Р 35000 // 1 У со
1> [т];р0.7.В' = 800-0.7-1.4 = 44'7 СМ * 450 мм-
Положение центра тяжести профиля определяется по ГОСТ 8509-57: Z0 = 2,99 х 3 см, т. е. осевая линия делит ширину полк»
58
СВАРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ
уголка в отношении 3 : 7; в этом же отношении разделим всю длину флангового шва на части Zi и h:
h ¦
450-3 10
= 135 мм и L
450-7 10
= 315 мм.
Пример 9. Определить размеры лобового и фланговых швов для приварки углового профиля 150 X 150 X 12 мм, несущего растягивающую нагрузку, к косынке, если материал уголка — сталь Ст. 3, сварка — ручная электродом Э42. Соединение должно быть
I— /J0~i \_150*№іг
Фиг. 44.
равнопрочно основному металлу (фиг. 44). Катет шва принять равным толщине полки уголка. Решение.
1. Принимая для стали Ст. 3 при статической нагрузке [а]р = = 1600 кГ/см2, найдем допускаемое усилие из условия прочности уголка на растяжение:
[P) = LaIpF = 1600 ¦ 34,9 = 55 800 кГ, .
где F = 34,9 см2 — площадь поперечного сечения уголка (принята по ГОСТ 8509-57).
2. Найдем требуемую длину валиковых швов из формулы
[P] = [т]ср 0,7 к1л + [т]ср 0,7 к1фл,
-откуда
1л -f- 1фл —
Мер 0.7 к
Допускаемое напряжение [т1сР принимаем по табл. 7:
