[mishok1]

Добрый день.
для уменьшения трудоемкости обработки хочется изменить конструктив с цельного на сборный.

Прошу помощи по подбору винтов.
Материал AISI 304

Эскиз во вложении

[Солидворкер]

А в чем, собственно, затруднение?

[mishok1]

В том что совсем забыл как вычислить осевую нагрузку по этой схеме

[Liukk]

Сообщение от mishok1 для уменьшения трудоемкости обработки хочется изменить конструктив с цельного на сборный.

Т.е. нарезать резьбу в глухом отверстии в нержаве и возиться с высокой точностью расположения винтовых соединений это уменьшение трудоёмкости? Кондукторы тоже денег стоят.
В какой программе проектируете?

[Fogel]

думаешь нужен кондуктор? Зажать и обрабатывать совместно до самого завинчивания винтака и всё совпадёт.
Я в таких штуках использовал электрозаклёпку: прорезал в листе щель, приложили и сваркой прошлись - снаружи нет шва, всё чётко, а по центру листа и наплевать что шов...

[mishok1]

Сообщение от Liukk Т.е. нарезать резьбу в глухом отверстии в нержаве и возиться с высокой точностью расположения винтовых соединений это уменьшение трудоёмкости? Кондукторы тоже денег стоят. В какой программе проектируете?

В Компасе.

Не правильно выразился, уменьшение не трудоемкости, а итоговой стоимости, так как при цельном исполнении лист толщиной 34 мм, раскрой - водорезка, материал в стружку - 40%.
В случае со сборным вариантом - быстрый и не дорогой раскрой, приличная экономия по материалу из-за минимальных отходов, кондукторы нет - 4х осевой обрабатывающий центр либо координатка.

----- добавлено через ~3 мин. -----
Ребят, суть вопроса другая, как мне растягивающее усилие воспринимаемое винтом вычислить то?

[Fogel]

да элементарно. Нарисовал деталь, пририсовал к ней силу, прикинул что винт придавливает - одна реакция, вторую реакцию даёт место где пластина в деталь упирается (представь что желеки мягкие и ты начинаешь их раздирать. Где упрётся?) Не по самому краю, а допустим 2/3 от этой длины (на самом деле распределёная, да ещё по сложному закону, но приблизительно сойдёт). Уравнение моментов и все дела.

[mishok1]

Сообщение от Fogel да элементарно. Нарисовал деталь, пририсовал к ней силу, прикинул что винт придавливает - одна реакция, вторую реакцию даёт место где пластина в деталь упирается (представь что желеки мягкие и ты начинаешь их раздирать. Где упрётся?) Не по самому краю, а допустим 2/3 от этой длины (на самом деле распределёная, да ещё по сложному закону, но приблизительно сойдёт). Уравнение моментов и все дела.

)) так в этом то и вопрос, никогда не знал, а тут еще и забыл ))
последний раз с этим сталкивался 20 лет назад на учебе

Если не сложно могли бы формулу написать?

В первом посте расчетная схема приложена

[Liukk]

Сообщение от mishok1 В Компасе.

Ну так посчитайте МКЭ, есть же у компаса это приложение, компас FEM называется.

[mishok1]

Сообщение от Liukk Ну так посчитайте МКЭ, есть же у компаса это приложение, компас FEM называется.

Нету его в базе

[Fogel]

рисовать мне лениво, но если на пальцах прикидывать, то на каждый из винтиков по полторы тонны прийдётся осевой нагрузки (а ведь их ещё с натягом надо затянуть), а материал 120-150 н/мм^2 на смятие. Выдержит? Резьбу на смятие не считал, думаю первой сдохнет.

[mishok1]

Сообщение от Fogel рисовать мне лениво, но если на пальцах прикидывать, то на каждый из винтиков по полторы тонны прийдётся осевой нагрузки (а ведь их ещё с натягом надо затянуть), а материал 120-150 н/мм^2 на смятие. Выдержит? Резьбу на смятие не считал, думаю первой сдохнет.

Наверное не на каждый, а на все 5 шт

[Liukk]

Сообщение от mishok1 Нету его в базе

Ну так установите (за отдельную плату естественно)
Получится что- то типа этого. Считал в SW Simulation. В компасе будет нечто похожее.

[Fogel]

Сообщение от mishok1 Наверное не на каждый, а на все 5 шт

Да не, на пять в пять раз больше... Ну, если на пальцах: нагрузка на плече 100мм даёт 4100Н*100мм=410кН*мм Этот момент держат винты (будем считать что только за счёт осевого усилия) и плечо там миллиметров шесть (хорошо семь, но ведь не будет) 410кН*мм/6-7мм будет порядка 60кН на 5 винтов, значит на один 12кН и значит я не сильно ошибся прикидывая на пальцах
Liukk, она там по нижнему ребру упрётся в пластину и будет сминаться, а винты растягивать

[Liukk]

Сообщение от Fogel Liukk, она там по нижнему ребру упрётся в пластину и будет сминаться, а винты растягивать

Я эту схему сваял за 5 минут, поэтому многое упрощено.
Напряжения будут:
изгиб, растяжение, срез и смятие винта и витков резьбы. Вручную всё это считать....

[Liukk]

Сделал уточнённую модель и учёл упор по нижнему ребру. Диаметр стержней взял 8 мм. Всё равно плохо (для винтов) получается.
На винтах предел текучести превышен, и серьёзно. Нержава она конечно имеет очень большую площадку текучести, но самые большие растягивающие напряжения возникают как раз в резьбе, а она концентратор напряжений.... И выдержит ли сборная деталь подобное издевательство - никто не знает.
На втором скрине показаны места, где напряжения превышают 150МПа.
Я бы не рискнул применять подобное сборное изделие.

[ak762]

Сообщение от Liukk Сделал уточнённую модель и учёл упор по нижнему ребру.

а если еще точнее сделать модель как изначально показана с вертикальной пластиной?

[Солидворкер]

Сообщение от mishok1 Добрый день. для уменьшения трудоемкости обработки хочется изменить конструктив с цельного на сборный.

ИМХО, предложенный вариант - тупиковый. Надо рассмотреть другие концепции изменения конструктива. Можно более комплексную картину увидеть, что это за штуковина и для чего она?

[uraltay]

Сообщение от mishok1 В Компасе.

А вложение представлено в DWG. Мой Компас не открыл. Я обычно Компасом перевожу в картинку JPG, чтоб любой мог открыть.

[Liukk]

Сообщение от ak762 а если еще точнее сделать модель как изначально показана с вертикальной пластиной?

Можно. Можно промоделировать всю сборку с винтами, имеющими нарезку, а не условное обозначение резьбы, но не бесплатно.

[ZVV]

Сообщение от uraltay А вложение представлено в DWG. Мой Компас не открыл. Я обычно Компасом перевожу в картинку JPG, чтоб любой мог открыть.

Эскиз ТС:

Вообще, это ненормально, когда один ряд болтов работает на момент. Можно попробовать создать винтами предварительное натяжение, и вести расчет из условия нераскрытия стыка.
И еще на рисунке есть внешние нагрузки, но не показано закрепление сборки.

[Fogel]

вроде там волнистая линия была поперёк вертикального листа. Я так понял он и воспринимает все нагрузки на эту "полочку"

[uraltay]

Сообщение от ZVV Эскиз ТС:

Спасибо, дружище!
Столько "Будь здоров!" на этот чих?!
4,1(137,7-7,6-50/2)=Q15,6/2, отсюда находится растягивающая нагрузка Q. Дополнительно не помешает учесть момент от плиты: масса плиты, умноженная на расстояние от её Ц.М. до вертикальной стенки. Для расчёта полной нагрузки на винты учесть и F=4,1+масса плиты. Чтобы уменьшить Q, нужно винты расположить повыше.

[kpd_110]

Сообщение от uraltay Спасибо, дружище! Столько "Будь здоров!" на этот чих?! 4,1(137,7-7,6-50/2)=Q15,6/2, отсюда находится растягивающая нагрузка Q. Дополнительно не помешает учесть момент от плиты: масса плиты, умноженная на расстояние от её Ц.М. до вертикальной стенки. Для расчёта полной нагрузки на винты учесть и F=4,1+масса плиты. Чтобы уменьшить Q, нужно винты расположить повыше.

А чем в Вашем расчете уравновешивается вертикальная сила (по схеме - F)? Момент у Вас от нее уравновешен силой затяжки. И 4,1 кН это, наверное, все же распределенная сила по площади 175х50 мм2. Штифты тут бы не помешали бы.

[uraltay]

Сообщение от kpd_110 А чем в Вашем расчете уравновешивается вертикальная сила (по схеме - F)? Момент у Вас от нее уравновешен силой затяжки. И 4,1 кН это, наверное, все же распределенная сила по площади 175х50 мм2

F уравновешивается реакциями на винтах, если они не затянуты. Вероятнее всего, что на двух винтах из-за неточности изготовления. Если винты затянуты, то трением от силы затяжки, а если затянуты слабо, то добавляется реакция на винтах. Момента от силы F нет, т.к. нет плеча, не на что умножать. 4,1 - распределённая по размеру 50 и, надеюсь по размеру 175, или в его центре. В противном случае появится дополнительный, крутящий момент = 4,1 умножить на эксцентриситет.

[kpd_110]

Сообщение от uraltay F уравновешивается реакциями на винтах, если они не затянуты. Вероятнее всего, что на двух винтах из-за неточности изготовления. Если винты затянуты, то трением от силы затяжки, а если затянуты слабо, то добавляется реакция на винтах. Момента от силы F нет, т.к. нет плеча, не на что умножать. 4,1 - распределённая по размеру 50 и, надеюсь по размеру 175, или в его центре. В противном случае появится дополнительный, крутящий момент = 4,1 умножить на эксцентриситет.

Я так понял сила F (которая на схеме) это же перенесенная сила в стык сила от нагрузки 4,1, которая и должна быть уравновешена силами трения? Плюс момент от нее (на схеме не показан) с плечом l=(137,7-7,6-50/2).

[uraltay]

Сообщение от kpd_110 Я так понял сила F (которая на схеме) это же перенесенная сила в стык сила от нагрузки 4,1, которая и должна быть уравновешена силами трения? Плюс момент от нее (на схеме не показан) с плечом l=(137,7-7,6-50/2).

Вертикальная нагрузка на винты:

Сообщение от uraltay F=4,1+масса плиты

Горизонтальная (растягивающая) нагрузка на винты - Q. Как её определить из равенства моментов, я и описал. Если винты хорошо затянуть и добавить нагрузку от момента Q, то они могут разрушиться раньше. Для создания хорошей силы трения болты можно так затянуть, что они оборвутся от усилия затяжки и без Q.
Полная нагрузка состоит из этих двух нагрузок. Я для этого пользуюсь т.н. третьей теорией прочности. Для этого определяем напряжения в винтах от F (т - тау) и Q (с - сигма). По ним определяем приведённое напряжение (спр - сигма приведённая). спр=корень квадратный из с^2+4т^2. Это напряжение не должно превышать допускаемое.
Напишу подробности сказанного ранее: 4,1(137,7-7,6-50/2) + масса плиты, умноженная на расстояние от её Ц.М. до вертикальной стенки=Q15,6/2, отсюда находится растягивающая нагрузка Q.

[ratay]

Наконец-то я квидел эскиз, а то у меня он что-то не открывался. Вариант у ТС отвратительный. В институтах за такое профессора выгоняют из кабинетов. Винты работают одновременно на срез, изгиб и растяжение. Причем на изгиб момент выходит бешеный. Усиление внуиренней стороны угла необходимо, но тогда на кой черт винты. Снаружи угла сварной шов впотай (зачистить заподлицо), изнутри накладку, лучше уголоу на сварке. Тогда винты и не работают, а если парочка и нужна, то лишь для фиксации при сварке. Рассчитать можно из равенства моментов инерции сплошного сечения и момента инерции уголка, смещенного от нейтральной линии - нижней плоскости пластины. Сварной шов внизу особого вклада не дает, он будет разгружать остальное при срезе. А это работать не будет, а если будет, значит первоначально у вас был бешеный запас прочности.

[uraltay]

Сообщение от ratay Винты работают одновременно на срез, изгиб и растяжение. Причем на изгиб момент выходит бешеный.

Про изгиб хотелось бы поподробнее. Внутри отверстия?

[ratay]

Будет и изгиб. Не совсем тот, что рассматривается в учебниках, но будет. Вначале нагружения винты так или иначе будут деформироваться, растягиваться, в стыке появится зазор. вот вам и изгиб, пусть и не очень большой, но увеличивающий общую нагрузку. А учитывая, насколько мы ослабили сечение в стыке по сранению с цельной деталью...

[uraltay]

Сообщение от ratay растягиваться, в стыке появится зазор. вот вам и изгиб

Что-то не врубаюсь про зазор с изгибом! Если лезть в теоретические дебри, то конусы под головки винтов, резьбовые отверстия будут не на одной линии, биение конуса относительно резьбы и т.д. приведут к моментам.

[Liukk]

Сообщение от uraltay Про изгиб хотелось бы поподробнее. Внутри отверстия?

Естественно. В вертикальной пластине гладкое отверстие в котором с зазором стоит винт. Зазор будет 0,5 мм как минимум. Это я и отразил в своей модели.
Головку винта посчитал как защемление.

[ratay]

Все верно, еще и заор между винтом и отверстием. Я-то имел в виду то, что как только винт начинает растягиваться, горизонтальная пластина наклоняется, и появляется клиновой зазор иежду горизонтальной и вертикальной деталью. А чтобы это устранить, надо увелчивать усилие затяжки. Куда ни кинь, всюду клин.

[uraltay]

Сообщение от ratay Все верно, еще и заор между винтом и отверстием. Я-то имел в виду то, что как только винт начинает растягиваться, горизонтальная пластина наклоняется, и появляется клиновой зазор иежду горизонтальной и вертикальной деталью. А чтобы это устранить, надо увелчивать усилие затяжки.

В зазоре будет изгибающий момент на длине 3,6 мм, причём показанный винт М8 защемлён с обеих сторон.
Затяжка должна обеспечивать нераскрытие стыка с небольшим запасом.
Это теоретические измышления, а на практике в данной конструкции на это вряд ли кто будет обращать внимание. Но из любопытства можно посчитать.

[ratay]

И из любопытства же посчитать, какая должна быть толщина у цельной детали. Если мы делаем составную, там хватает места для винтов и они будут держать, то какой же запас заложен в исходную, модернизируемую.

[Alexander_Student]

Сообщение от Liukk Можно промоделировать всю сборку с винтами, имеющими нарезку

Это в смысле меленькой сеткой замешить резьбу на винте и в детали?

[Liukk]

Сообщение от Alexander_Student Это в смысле меленькой сеткой замешить резьбу на винте и в детали?

Это означает смоделировать профиль витков резьбы по ГОСТ 9150 в виде спиральной нарезки, а не обозначить их условно.
Вот так к примеру.

Это расчёт прочности в сборке двух деталей с винтовыми поверхностями. Я делал для себя, когда рассчитывал корпус объектива, напечатанного на 3D принтере.