Bilyali vintlardek burilish: ustun yukini qanday hisoblash mumkin va nima uchun bu muhim

Eksenel siqilish ostida to'p vidasi to'plardagi aşınma, charchoq yoki kontakt yukiga hech qanday aloqasi bo'lmagan tarzda muvaffaqiyatsiz bo'lishi mumkin. Uzun va ingichka milga etarlicha qattiq suring, shunda u birdan yon tomonga egilib,-yuk ko'tarish qobiliyatini - yo'qotadi, garchi po'latning o'zi hech qachon o'zining oqish kuchiga yaqinlashmagan bo'lsa ham. Ushbu nosozlik rejimi deyiladiburilish, va bu sodir bo'lgan yuk vintnikiustun yuki(yoki kritik burilish yuki).

Har qanday vertikal o'q, presslash ilovasi yoki siqilish kuchi ostidagi uzun-burchak vintlari uchun sharli vintning burilishi milning - omon qolish yoki yo'qligini aniqlaydigan tekshiruvlardan biridir va buni e'tibordan chetda qoldirish oson, chunki bu mahsulotning ma'lumotlar varag'ida chop etilgan yuk ko'rsatkichiga hech qanday aloqasi yo'q.

Ushbu qo'llanmada sharli vintning burilishiga nima sabab bo'lishi, ustun yukini amaliy formula bilan qanday hisoblash mumkinligi, qaysi o'zgaruvchilar eng muhimi va bu tekshiruv bizning maqolamizda keltirilgan kritik tezlikni hisoblash bilan qanday bog'liqligini tushuntiradi.to'p vint kritik tezlik bo'yicha oldingi qo'llanma.

Bilyali vintli burilish nima?

Tik turgan uzun, ingichka chizg'ichni pastga surib turgan rasm. Sekin suring va u tekis chiziqda siqiladi. Muayyan nuqtadan o'tib keting va u to'satdan o'lchagich singanligi uchun emas, balki etarlicha bosim ostida bo'lgan to'g'ri ustun beqaror bo'lib qolgani uchun to'satdan kamonga - yonboshlab uriladi.

Bilyali vintli mil ostida bo'lganda xuddi shunday harakat qiladieksenel siqilish-, masalan, yukni tortishdan ko'ra itarayotganda yoki gayka orqali vintga tayangan vertikal yukni ko'targanda.

Buklanish - eksenel bosim yuki ostida milning to'satdan lateral (yon tomonga) qulashi, ustun yuki yoki tanqidiy burilish yuki deb ataladigan ma'lum bir yuk chegarasida sodir bo'ladi. Qo'llaniladigan bosim kuchi ushbu qiymatga yetganda:

• Mil o'zining to'g'ri o'qidan yon tomonga buriladi
• Yuk ko'tarish qobiliyati- keskin va kutilmagan tarzda pasayadi
• Vint doimiy egilishi yoki halokatli ishdan chiqishi mumkin

Kritik tezlikda bo'lgani kabi, sharli vintlardek burilish odatiy ma'noda materialning mustahkamligi bilan hech qanday aloqasi yo'q - val oddiy siqilishda po'lat bardosh bera oladigan darajadan ancha past bo'lgan siqilish yukida burishishi mumkin. Bu geometriya muammosi: milning diametri, qo'llab-quvvatlanmaydigan uzunlik va uchlari qanday o'rnatilishi.

Bilyali vintli ustun yukini qanday hisoblash mumkin

Eyler ustunlari nazariyasiga asoslangan va asosiy vida ishlab chiqaruvchilari kataloglarida qo'llaniladigan sharli vintlardek burilish yukining standart muhandislik formulasi:

Pcr=l × p² × E × I / Lc²

Qayerda:

• PCr= kritik burilish yuki (N)
• λ= vint uchlari qanday oʻrnatilganiga qarab, uchini mahkamlash koeffitsienti (quyidagi jadvalga qarang)
• EPoʻlat uchun=mil materialining elastiklik moduli -, E ≈ 206.000 N/mm²
• IMilning kesma qismining=ikkinchi momenti-(mm⁴)
• LcO'rnatish nuqtalari orasidagi=qo'llab-quvvatlanmaydigan uzunlik (mm)

Bilyali vintli mil uchun tegishli kesma ildiz (kichik) diametridir, shuning uchun maydonning ikkinchi momenti quyidagicha hisoblanadi:

I=p × dr⁴ / 64

Qayerdadrvida milining ildiz diametri (mm) - nominal/tashqi diametri emas.

Buklanish uchun oxirgi mahkamlash omili (l).

Bu xato qilish oson bo'lgan nuqta:burilish uchun oxirgi fiksatsiya omili kritik tezlik uchun ishlatiladigan omil emas, garchi ikkalasi ham "oxirgi mahkamlash" deb ta'riflangan bo'lsa ham. Ikkalasi mutlaqo boshqa raqamli o'lchovlardan foydalanadi va turli fizikadan keladi. Bu erda kritik tezlikni hisoblashdan fc jadvalini qayta ishlatmang.

Ruxsat etilgan{0}}qo‘zg‘almas o‘rnatish ustun yuklanishini aynan bir xil milga -erkin o‘rnatishga qaraganda 16 baravar yuqoriroq qilish imkonini beradi -, shuning uchun vertikal o‘qlar va press ilovalari odatda mashina sxemasi ruxsat bergan eng qattiq uchli qo‘llab-quvvatlash tartibi bilan ishlab chiqilgan.

Xavfsizlik chegarasi: Kritik tezlikdan farqli qoida

Kritik tezlikni hisoblashda odatda nazariy qiymatning 80% xavfsizlik chegarasidan foydalaniladi. Bilyali vintli ustun yuki boshqa, yanada konservativ konventsiyadan foydalanadi: ko'pchilik ishlab chiqaruvchilar amalda qo'llaniladigan bosim yukini yoki undan past darajada ushlab turishni tavsiya qiladilar.Hisoblangan kritik burilish yukining 50%- xavfsizlik koeffitsienti 2.

P_permissible=PCr / 2

Bu kritik tezlik chegarasiga qaraganda ancha konservativdir, chunki burilish nosozliklari to'satdan va asosan ogohlantirishsiz sodir bo'ladi va haqiqiy{0}}vallarning har doim dastlabki tekislik og'ishi bor, bu esa beqarorlik boshlanadigan yukni kamaytiradi.

Ishlagan misol

Ushbu betonni qilish uchun bizning muhim tezlik misolimizda ishlatilgan bir xil vintni oling:

• Ildiz diametri dr=14.2 mm (nominal Ø16 mm prokat sharli vint uchun odatiy)
• Qo'llab-quvvatlanmaydigan uzunlik Lc=1000 mm
• Qo‘llab-quvvatlashni tugatish: Ruxsat etilgan – qo‘llab-quvvatlanadi (l=2.0)
• Material: po'lat, E=206,000 N/mm²

1 --qadam Maydonning ikkinchi momentini hisoblang:

I=p × dr⁴ / 64
I = π × (14.2)⁴ / 64
I ≈ 1,996 mm⁴

2 --qadam Kritik burilish yukini hisoblang:

Pcr=l × p² × E × I / Lc²
Kompyuter=2.0 × 9,87 × 206 000 × 1 996 / 1 000 000
PCr ≈ 8,116 N (≈ 8,1 kN)

3 --qadam 2 xavfsizlik koeffitsientini qo'llang:

P_ruxsat etilgan=8,116 / 2 ≈ 4,058 N (≈ 4,1 kN)

Shunday qilib, bu aniq mil va qo'llab-quvvatlash konfiguratsiyasi uchun vintni taxminan yuqorida joylashgan doimiy eksenel bosim yukiga ta'sir qilmaslik kerak.4,1 kN- sharikli gaykaning dinamik yuk koʻrsatkichi bu kuchga qanchalik qulay bardosh bera olishidan qatʼi nazar.

Endi 1000 mm o'rniga uzunroq 2000 mm qo'llab-quvvatlanmaydigan oraliq bilan bir xil vintni ko'rib chiqing. Lc maxrajda kvadrat bo'lganligi sababli, uzunlikni ikki baravar oshirish ruxsat etilgan burilish yukini taxminan qisqartiradi.bir-chorakasl qiymatidan. Bu kritik tezlik bilan bir xil tuzoq: uzunroq{1}}zarb o'qi shunchaki "bir xil vint, uzunroq" - emas, uning yuki va tezlik chegaralari ham oraliq bilan keskin pasayadi.

Ustun yukini aslida nima o'zgartiradi

1. Qo'llab-quvvatlanmaydigan uzunlik (Lc) - dominant omil
Kritik tezlikda bo'lgani kabi, uzunlik formulada kvadratga teng bo'lib, uni eng katta ta'sir qiladi. Uzun vertikal o'q yoki uzun{1}}bosish sharni gaykaning o'zi tomonidan cheklangan yukga nisbatan-cheklangan bukilish ehtimoli ancha yuqori.

2. Ildiz diametri (dr) - mavjud bo'lgan eng kuchli tutqich
I dr⁴ ga mutanosib bo'lganligi sababli, mil diametrini oshirish ustun yukiga katta ta'sir qiladi - ildiz diametrini ikki baravar oshirish burilish yukini taxminan o'n olti- barobar oshiradi. Bu vertikal yoki og'ir eksenel yuklangan ilovalar ko'pincha radial yukning o'zi talab qiladiganidan sezilarli darajada kattaroq vint diametridan foydalanishining sabablaridan biridir.

3. Tugatishni tuzatish / qo'llab-quvvatlash usuli
Yuqorida ko'rsatilganidek, qattiq{0}}erkindan qat'iy{1}}sobitga o'tish bir xil valda ruxsat etilgan ustun yukini 16 marta ko'paytiradi. Bukilish cheklovchi omil bo'lgan o'qlar uchun rulman tayanchi konfiguratsiyasini yangilash, odatda, milni kattalashtirishdan ko'ra-sarrafroq bo'ladi.

4. Eksenel yukning yo'nalishi va u qo'llaniladigan joy
Buklanish faqat siqish yuklari uchun qo'llaniladi, hech qachon kuchlanish yuklari. Vint yukni yuqoriga ko'taradigan vertikal o'q (siqilish) bu tekshiruvga muhtoj; osilgan yukni (kuchlanishni) pasaytiradigan bir xil o'q emas. Ruxsat etilgan rulmanning yuk yo'liga nisbatan joylashishi, shuningdek, hisoblashda qaysi uzunlik Lc sifatida ishlatilishiga ta'sir qiladi.

Burilish va kritik tezlik va ruxsat etilgan siqish/tortish yuki

Bilyali vintlardek burilish uchta o'zaro bog'liq, ammo aniq tekshiruvlardan biri bo'lib, vint uzoq qo'llab-quvvatlanmaydigan masofalarga yoki yuqori eksenel kuchga duch kelganida birgalikda bajarilishi kerak:

• Buklanish (ustun yuki)- nozik mil yon tomonga egilishidan oldin qancha bosim kuchini olishini cheklaydi. Uzunlik, diametr va oxirgi mahkamlash bilan boshqariladi.
• Kritik tezlik- rezonans va qamchilashdan oldin milning qanchalik tez aylanishini cheklaydi. Bizda qoplanganshar vint kritik tezlik qo'llanma.
• Ruxsat etilgan siqish / tortishish yuki- mil materialining oquvchanlik kuchiga asoslangan alohida, uzunlik-mustaqil tekshirish. Bu qisqa va qalin vintlar uchun cheklovchi omil bo'lib qoladi, bunda mil bukilish uchun juda zich, lekin oddiy siqish yoki taranglikda haddan tashqari kuchlanishga olib kelishi mumkin.

Qisqa, ogʻir diametrli vint-odatda burilishdan koʻra, siqilish chegarasiga-tayaniladi. Uzun, ingichka vint deyarli har doim burilish va kritik tezlik bilan boshqariladi, chunki oqim kuchi muhim bo'lishidan ancha oldin.Tanlash qoidasi kritik tezlik bilan bir xil: barcha amaldagi chegaralarni hisoblang va qaysi biri eng past bo'lsa, shunga qarab loyihalashtiring.

Tanlash uchun amaliy tavsiyalar

• Vint doimiy yoki eng yuqori eksenel siqilish ostida bo'lgan har qanday eksa uchun har doim ustun yukini tekshiring - vertikal ko'tarish o'qlari, presslar, siqish birliklari va in'ektsiya yoki shtamplash uskunalari eng keng tarqalgan holatlardir.
• Faqat ishqalanish darajasidagi eksenel kuchni ko‘radigan gorizontal o‘qlar-cheklangan bukilish ehtimoli kamroq, lekin agar ilova tashqi jarayon kuchini qo‘shsa (kesish, bosish, ishlov beriladigan qismga surish) bo‘lsa, tekshirilishi kerak.
• Agar hisoblangan ruxsat etilgan yuk dastur uchun juda past boʻlsa, odatdagi iqtisodiy samaradorlik-tartibiga koʻra eng samarali tuzatishlar quyidagilardir: (1) qattiqroq rulman tayanchi bilan soʻnggi mahkamlagichni yangilash, (2) qoʻllab-quvvatlanmaydigan masofani oraliq tayanch bilan qisqartirish, (3) mil diametrini oshirish.
• Buzilishni alohida tekshirmang. Burilishni oldini olish uchun o'lchamdagi milni hali ham kritik tezlik bilan tekshirish kerak, agar o'q ham ma'lum tezlikda aylansa - ikkita ishlamay qolish rejimi bir-biridan mustaqil bo'lsa va vint ikkinchisidan ogohlantirmasdan ishdan chiqishi mumkin.
• Har qanday vertikal yoki siqilish-yuklangan oʻq - burilish nosozliklari asta-sekin yomonlashuvchi alomat sifatida emas, balki toʻsatdan sodir boʻlishi uchun dizayn bosqichida ushbu hisob-kitobni bajaring.

Malumot

1. THK Co., Ltd. Bilyali vintlar umumiy katalogi - Vintli milga burilish yuki (A-695 bo'limi).

2. Engineers Edge. "Bar vintli konstruksiya tenglamalari va tanlash mezonlari" - Buriluvchi yuk formulasi va oxirgi mahkamlash omillari.

3. Rokford sharikli vint. Metrik Katalog Kirish - Ustunning yuklanish kuchi va oxirgi mahkamlash o'zgaruvchisi (Fe).

4. Lineer Motion Maslahatlar (Dizayn dunyosi). "Qanday qilib vintli vintlardek burilishni oldini olish mumkin."

← DLY blogiga qaytish