MASINAELEMENDID I

Harjutustund nr 7 Keevisliited

A. Sivitski, MHE0041 Masinaelemendid I TTÜ Mehhatroonikainstituut 30.04.2020

Õppematerjali kasutamine või kopeerimine ilma autori loata on keelatud!

MASINAELEMENDID I

Harjutustund nr 7 Tunni kava 1.



Keevisliite olemus, liigitus ja rakenduste näiteid Ülesanne 1. Keevisliite eelised ja puudused võrreldes teiste liidetega 2.

   

Keevisliidete tegevusarvutused Ülesanne 2. Põkkliidete arvutus staatilisel koormusel (pikkele töötav) Ülesanne 3. Põkkliidete arvutus staatilisel koormusel (lõikele töötav) Ülesanne 4. Põik-nurkliide arvutus (katteliide) (nurkõmblus koormuse suhtes põiki) Ülesanne 5. Põik-nurkliide arvutus (katteliide) (nurkõmblus koormuse suhtes piki) 3.

Kordamisküsimused

30.04.2020

A. Sivitski, MHE0041 Masinaelemendid I TTÜ Mehhatroonikainstituut

Masinaelementide konstrueerimise alused

A. Sivitski, MHE0041 Masinaelemendid I 30.04.2020

TTÜ Mehhatroonikainstituut

1. Keevisliite olemus, liigitus ja rakenduste näited

KEEVISLIIDE = kinnisliide kus kaks püsivalt ühendatud või enam detaili on nende servade KOKKUSULATAMISE teel.

Keevitustemperatuuri allikatena on kasutusel:

1.Gaasileek

– kasutatakse atsetüleeni (või mõne muu gaasi) ja hapniku segu; 2. Elektrikaar – on enamlevinud metallide keevitamisel; 3. Laser – saavutatakse kitsas ja sügav keevisõmblus; 4.

Elektronkiir

keevitamisel; – kasutatakse eriti paksude detailide (kuni 15 cm) 5.

Hõõrdumine – keevitatavate detailide kontaktis tekitatakse koormuse all suhteline liikumine, mille hõõrdumisel eraldunud soojus sulatab materjalid; 6. Ultraheli – keevitatavate detailide kokkusurutud kontakti rakendatakse ultrahelivõnkumised (15 kHz ... 70 kHz), mille toimel materjal kontaktis sulab, kasutatakse plastide keevitamisel.

Priit Põdra, Masinaelemendid I loengumaterjal, 2011 A. Sivitski, MHE0041 Masinaelemendid I 30.04.2020

TTÜ Mehhatroonikainstituut

1. Keevisliite olemus, liigitus ja rakenduste näited

Ainesliited - keevisliited

http://www.millerwelds.com/resources/articles/MIG-GMAW-welding-street-rods-Ron-Covell http://www.motorcyclecruiser.com/tech/0906_crup_metal_melting_101/photo_02.html

http://www.britishblogs.co.uk/search/workshop%20shed/page/2/ A. Sivitski, MHE0041 Masinaelemendid I 30.04.2020

TTÜ Mehhatroonikainstituut

1. Keevisliite olemus, liigitus ja rakenduste näited

Ülesanne 1. Keevisliite eelised ja puudused võrreldes teiste liidetega Neet (A), polt (B) ja keevisliited (C) Valida sobiv liite tüüp, kui on teada, et tegemist on raamiga, mis peab olema võimalikult väikse massiga, hermeetiline ja liide peab olema liidetavate detailidega võrdtugev.

A. Sivitski, MHE0041 Masinaelemendid I 30.04.2020

TTÜ Mehhatroonikainstituut

1. Keevisliite olemus, liigitus ja rakenduste näited

Ülesanne 1. Keevisliite eelised ja puudused võrreldes teiste liidetega Neet (A), polt (B) ja keevisliited (C) Liite tüübi valik sõltub koormamise tüübist ja ühendatavate detailide materjalist.

Peenemate lehtede korral ühendatakse enamasti keevis- ja neetliidete abil.

Keevisliide vastab liitele esitatavatele purunemise ja nõuetele, kuid tuleb arvestada hapra väsimusepurunemise ohuga ning teostada keevisõmbluse kvaliteedikontrolli.

A. Sivitski, MHE0041 Masinaelemendid I 30.04.2020

TTÜ Mehhatroonikainstituut

2. Keevisliidete tugevusarvutused

Ülesanne 2. Põkkliidete arvutus staatilisel koormusel (pikkele töötav) Arvutada põkkliide terasplaatide (S235J2G3) ühendamiseks.

F = 40 kN; s = 5 mm; [S] = 1,5; [ σ] k = (110 ... 140) MPa [ τ] k = (80 ... 110) MPa käsikeevituse ja [σ] k käsikeevituse ja [τ] k = 150 MPa automaatkeevituse korral; = 110 MPa automaatkeevituse korral.

F F A. Sivitski, MHE0041 Masinaelemendid I 30.04.2020

TTÜ Mehhatroonikainstituut

2. Keevisliidete tugevusarvutused

PIKKE tugevustingimus



k



N A F sL

  

k



keevisõmblusele:



Y

,

k

Keevisõmbluse pikkus L käsikeevituse korral:

L

  

F k



s

 40  10 3 110  5  72 , 3

mm => L = 75 mm => L k = 75 ∙ 1,3 =100 mm (otste halva läbikeevitatavuse tõttu) Põhimetalli lubatav tõmbepinge:

 235 1 , 5  157

MPa, plaat on suurema lubatava tõmbetugevusega keevisõmbluse omast ja seega peab tõmbele vastu.

A. Sivitski, MHE0041 Masinaelemendid I 30.04.2020

TTÜ Mehhatroonikainstituut

2. Keevisliidete tugevusarvutused

Ülesanne 3. Põkkliidete arvutus staatilisel koormusel (lõikele töötav) Arvutada põkkliide terasplaatide (S235J2G3) ühendamiseks. F = 40 kN; lehe paksus s = 5 mm; [S] = 1,5; [ σ] k = (110 ... 140) MPa käsikeevituse ja [σ] k = 150 MPa automaatkeevituse korral; [ τ] k = (80 ... 110) MPa käsikeevituse ja [τ] k = 110 MPa automaatkeevituse korral.

F A. Sivitski, MHE0041 Masinaelemendid I 30.04.2020

TTÜ Mehhatroonikainstituut F

2. Keevisliidete tugevusarvutused

Ülesanne 3. Põkkliidete arvutus staatilisel koormusel (lõikele töötav) LÕIKE tugevustingimus keevisõmblusele:



k



Q A



F sL

 

k

 

Y

,

Keevisõmbluse pikkus L käsikeevituse korral:

L

  

F k



s

 40  10 3 80  5  100

mm = 100 ∙ 1,3 = 130 mm (otste halva läbikeevitatavuse tõttu)

A. Sivitski, MHE0041 Masinaelemendid I 30.04.2020

TTÜ Mehhatroonikainstituut

2. Keevisliidete tugevusarvutused

Ülesanne 4. Katteliite arvutus (nurkõmblus koormuse suhtes põiki) (lõikele töötav) Arvutada katteliide terasplaatide (S235J2G3) ühendamiseks. F = 40 kN; lehe paksus s = 5 mm; [S] = 1,5; [ σ] k = (110 ... 140) MPa käsikeevituse ja [ σ] k [ τ] k = 150 MPa automaatkeevituse korral; [ = 110 MPa automaatkeevituse korral. τ] k = (80 ... 110) MPa käsikeevituse ja z on keevisõmbluse kaatet, üldjuhul z = s = 5 mm.



a



z

2 A. Sivitski, MHE0041 Masinaelemendid I 30.04.2020

TTÜ Mehhatroonikainstituut

2. Keevisliidete tugevusarvutused

LÕIKE tugevustingimus keevisõmblusele, mille ristlõige on võrdhaarne täisnurkne kolmnurk:



k



Q A



F aL

 2

zL

 1 , 414

F zL



 

k

 

Y

,

 

k

Keevisõmbluse pikkus L käsikeevituse korral:

L

 1 , 414

F

 

k



z

 1 , 414  80 40  5  10 3  141 , 4

mm, => L = 142 mm => L k = 1,3 ∙142= 185 mm (otste halva läbikeevitatavuse tõttu) Kontrollida plaat tõmbele. Põhimetalli lubatav tõmbepinge:

 235 1 , 5  157

MPa

 

F A



F sL

 40  10 3 5  185  43 , 3   157

MPa

A. Sivitski, MHE0041 Masinaelemendid I 30.04.2020

TTÜ Mehhatroonikainstituut

2. Keevisliidete tugevusarvutused

Ülesanne 5. Katteliite arvutus (nurkõmblus koormuse suhtes piki) (lõikele töötav) Arvutada katteliide (nurkõmblus) terasplaatide (S235J2G3) ühendamiseks. F = 40 kN; s = 5 mm; [S] = 1,5; [ σ] k = (110 ... 140) MPa käsikeevituse ja [ σ] k [ τ] k = 150 MPa automaatkeevituse korral; [ = 110 MPa automaatkeevituse korral. τ] k = (80 ... 110) MPa käsikeevituse ja z on keevisõmbluse kaatet, üldjuhul z = s = 5 mm.



a



z

2 b A. Sivitski, MHE0041 Masinaelemendid I 30.04.2020

TTÜ Mehhatroonikainstituut

2. Keevisliidete tugevusarvutused

LÕIKE tugevustingimus keevisõmblusele, mille ristlõige on võrdhaarne täisnurkne kolmnurk:



k



Q A

 2

F a

2

L

 2

z

2

L

 1 , 414  2 

F z

2

L

 b 2 tk

Keevisõmbluse pikkus L käsikeevituse korral:

2

L

 1 , 414  

k

  2

z



F

 1 , 414  2  40  10 3 80  5

Põhimetalli lubatav tõmbepinge:

 282

mm => L = ≈ 140 mm L k = 1,3 ∙ 140 = 185 mm (otste halva läbikeevitatavuse tõttu)

     

 235 1 , 5  157

MPa



Leitakse plaatide laius b tugevustingimusest tõmbele:

 2

F A

 2

F sb

  157

MPa;

b

 2 

F s

 2  40 157   10 5 3  101 , 9

mm => b =105 mm

A. Sivitski, MHE0041 Masinaelemendid I 30.04.2020

TTÜ Mehhatroonikainstituut