Напряженное соединение

Вторая схема характеризуется тем, что одно иа трех главных напряжений равно нулю, т.е. плоским напряженным состоянием тела (двухосная схема) .

Третья схема характеризуется тем, VTO одно из трех главных напряжений не равно нулю, т.е. линейным напряженным состоянием тела (одноосная схема) . Линейных схем две: одна -с положительным (растягивающим), вторая - с отрицательным (сжимающим) напряжениями.

Жесткие колеса волновых передач характеризуются менее высоким напряженным состоянием, и изготовляют их поэтому из обычных конструкционных сталей марок 45, 40Х, ЗОХГСА с твердостью на 20...30 единиц НВ меньше твердости гибкого колеса. Возможно изготовление жесткого колеса из чугуна, например марки ВЧбО-1,5.

^Деформация нагруженного тела сопровождается изменением расстояний между его частицами. Внутренние силы, возникающие между частицами, изменяются под действием внешней нагрузки до тех пор, пока не установится равновесие между внешней нагрузкой и внутренними силами сопротивления. Полученное состояние тела называют напряженным, состоянием. Оно характеризуется совокупностью нормальных и касательных напряжений, действующих по всем площадкам, которые можно провести через рассматриваемую точку^)Исследовать напряженное состояние в точке тела — значит получить зависимости, позволяющие

Все существующие теоретические методы расчета основаны на гипотезах о преимущественном влиянии того или иного фактора на процесс перехода материала в предельное состояние. Суть применения этих гипотез для оценки прочности материала заключается в замене фактического напряженного состояния равноопасным (эквивалентным) ему линейным напряженным состоянием. Равно-опасными называют такие напряженные состояния, у которых при пропорциональном увеличении напряжений одновременно наступает предельное состояние.

Работа упругих элементов в машинах заключается в накоплении энергии и ее последующей отдаче или в осуществлении требуемого постоянного нажатия. Для возможности накопления большого количества энергии на единицу массы целесообразно применять элементы с возможно более равномерным напряженным состоянием. При этом упругие элементы имеют минимальные габариты.

а) выбирать упругие элементы с равномерным напряженным состоянием, так как энергоемкость пропорциональна квадрату напряжения;

Анализ формулы (11.7) показывает, что программа закручивания образца по времени не может быть определена по заданным приращениям полных деформаций dzXt,...,d^ZXlt а должна формироваться на очередной шаг от состояния (k — 1) до состояния (fe) в соответствии с напряженным состоянием в начале рассматриваемого шага деформирования. Это означает, что в момент времени (fe — 1) следует выполнить вычислительные операции для определения компонентов напряжений по приращениям компонентов деформаций в соответствии с теорией пластического течения. Такая процедура испытания может быть осуществлена только на специальных установках, способных вести непрерывный анализ состояния образца и быстрые вычислительные операции.

Помимо термических напряжений действуют также напряжения, возникающие вследствие наличия закаленных участков в околошовных зонах. Мартенситная пересыщенная структура закалки всегда обладает более высокой свободной энергией, чем равновесные фазы с таким же номинальным составом, т.е. околошовные зоны термического влияния закаливающейся стали характеризуются более структурно-напряженным состоянием.

Стали типа 15Х5М относятся к числу термически стабильных. Однако при длительном воздействии высокой температуры в сварных разнородных соединениях могут образовываться переходные прослойки, обусловленные диффузионном перераспределением в них диффузионно-подвижных элементов. Исследования, проведенные Н.М. Королевым во ВНИИнефтемаше, показали, что интенсификацию диффузионных процессов вызывают циклические термические напряжения, обусловленные различием температурных коэффициентов линейного расширения аустенитного шва и основного металла. Помимо термических напряжений действуют также напряжения, возникающие вследствие наличия закаленных участков в околошовных зонах. Мартенситная пересыщенная структура закалки всегда обладает более высокой свободной энергией, чем равновесные фазы с таким же номинальным составом, т.е. околошовные зоны термического влияния закаливающейся стали характеризуются более структурно-напряженным состоянием. Как известно, напряженное состояние металла значительно влияет на скорость диффузионных процессов и их коррозионную стойкость.

Круг решаемых задач по оценке ресурса нефтехимического оборудования определяется принципиальной схемой физического старения конструктивных элементов (рис. 6.1). В процессе эксплуатации конструкции в результате постепенного накапливания повреждений в металле происходит снижение ресурса и показателей надежности (R - параметр предельной нагрузки, Q - параметр нагрузки). Процесс накопления повреждений в металле объединяется понятием "старение". Интенсивность накопления поврежденное™ определяется свойствами металла М, напряженным состоянием Н и воздействием рабочей среды С. При этом движу-

Клиновые шпонки ( ГОСТ 24068 — 80*) представляют собой клинья обычно с уклоном 1 : 100 (рис. 8.4, в и г) . В отличие от призматических, у клиновых шпонок рабочими являются широкие грани, а на боковых гранях имеется зазор. Клиновые шпонки создают напряженное соединение, способное передавать вращающий момент, осевую силу и ударные нагрузки. Однако клиновые шпонки вызывают радиальные смещения оси ступицы по отношению к оси вала на величину радиального посадочного зазора и контактных деформаций, а следовательно, увеличивают биение насаженной детали. Поэтому область применения клиновых шпонок в настоящее время резко сократилась. В точном машиностроении и в ответственных соединениях их совершенно не используют. Шпонки с головками (рис. 8.4, в), удобные при необходимости частой разборки, требуют специальных ограждений.

Соединения клиновыми шпонками (рис. 3.48) имеют ограниченное применение. Клиновые шпонки (ГОСТ 24068—80) представляют собой односкосные самотормозящие клинья с уклоном 1 : 100, которые ударами молотка забивают в пазы вала и ступицы. При этом создается напряженное соединение, передающее как вращающий момент, так и осевую силу и препятствующее относительному смещению детали вдоль вала. Рабочими поверхностями клиновых шпонок являются верхняя и нижняя широкие грани. По боковым граням имеется зазор. При запрессовке клиновой шпонки происходит радиальное смещение ступицы по отношению к валу и перекос детали, что является причиной ее торцового биения. Из-за этих недостатков применение клиновых шпонок ограничено.

навку вала, а затем напрессовывают шкив, каток и т. п. Клиновые шпонки создают напряженное соединение, т. е. напряжения в деталях соединения возникают в процессе его монтажа еще до приложения рабочей нагрузки. Основным недостатком соединений клиновыми шпонками, из-за которого их не применяют в сравнительно точно изготовленных зубчатых и червячных передачах, является неизбежный перекос насаживаемой на вал детали.

Если в конструкции по рис. 401 шток будет выполнен без буртика, то нельзя будет создать напряженное соединение. Таким образом, в данном варианте клинового соединения единственное конструктивное отличие между напряженным и ненапряженным соединениями — это форма штока (наличие или отсутствие буртика).

вала, а затем напрессовывают шкив, каток и т. п. Клиновые шпонки создают напряженное соединение, т. е. напряжения в деталях соединения возникают в процессе его монтажа еще до приложения рабочей нагрузки. Основным недостатком соединений клиновыми шпонками, из-за которого их не применяют в относительно точных зубчатых и

Напряженные шпоночные соединения осуществляются стандартными клиновыми (рис. 3.22) и тангенциальными (рис. 3.23) шпонками с уклоном 1:100, обеспечивающим самоторможение. Клиновые шпонки забивают в пазы, ширина которых больше ширины шпонки Ь, в результате чего возникают значительные радиальные распорные силы и напряженное соединение, способное передавать вращающие моменты и воспринимать осевые нагрузки в обоих направлениях. Согласно стандарту клиновые шпонки могут быть четырех исполнений: с головкой, без головки и без закруглений по концам, с закругленным одним или двумя концами. Соединения клиновыми шпонками применяют в тихоходных передачах, подверженных динамическим нагрузкам.

новую шпонку ударами молотка запрессовывают между валом и соединяемой с ним деталью. При этом образуется напряженное соединение, передающее вращающий момент и, кроме того, препятствующее относительному смещению деталей вдоль вала. В последнее время применение клиновых шпонок резко сократилось, так как их постановка вызывает смещение оси ступицы шкива или ступицы шестерни относительно оси вала, что может явиться причиной возникновения нежелательного дисбаланса.

Клиновую шпонку, имеющую уклон верхней грани 1 : 100, загоняют между валом и деталью ударами молотка или кувалды, что и обеспечивает напряженное соединение. Такие шпонки называют забивными. Применяют также закладные клиновые шпонки: такую шпонку закладывают в паз вала, а затем напрессовывают шкив, цепную звездочку и т. п.

Соединения клиновыми шпонками (рис. 5.5). Клиновые шпонки представляют собой односкосные самотормозящие клинья с уклоном 1:100, которые ударами молотка забивают в пазы вала и ступицы. При этом создается напряженное соединение, передающее как вращающий момент, так и осевую силу и препятствующее относительному смещению детали вдоль вала. Рабочими поверхностями клиновых шпонок являются верхняя и нижняя широкие грани. По боковым граням имеется зазор. При запрессовке клиновой шпонки происходит радиальное смещение ступицы по отношению к валу и перекос детали, что является причиной ее торцового биения. Из-за этих недостатков, а также из-за трудности обработки паза в ступице с уклоном, равным уклону шпонки, применение клиновых шпонок ограничено. Применяют в тихоходных передачах.

Клиновые шпонки забивают в пазы, в результате создается напряженное соединение, которое передает не только вращающий момент, но и осевую силу. Эти шпонки не требуют стопорения ступицы от продольного перемещения вдоль вала. При забивании клиновой шпонки в соединении возникают распорные радиальные

Соединения тангенциальными шпонками (рис. 4.4). Тангенциальные шпонки состоят из двух односкосных клиньев с уклоном 1:100 каждый. Работают узкими гранями. Вводятся в пазы ударом. Образуют напряженное соединение. Натяг между валом и ступицей создается в касательном (тангенциальном) направлении. Применяются для валов диаметром свыше 60 мм при передаче больших вращающих моментов с переменным режимом работы. В соединении ставят две пары тангенциальных шпонок под углом 120°. В современном производстве применяются ограниченно.