Перейти к содержанию
AnPl

Расчет усилия струбцины

Рекомендуемые сообщения

Подскажите где посмотреть методику расчета?

В основном интересует вопрос учета трения в резьбе, конструкция подпятников,...

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Найдите  справочник  Анурьева, там , по моему во втором томе, хорошо расписано про расчёт, и даже с примером. Да, это второй том и добавляю страницу

Расчёт домкрата.jpg 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

мда, доверия не внушает "Длине рукояти 1000м"

ну да ладно
что такое угол трения? 
где посмотреть коэффициенты трения?  примем f=0.12 (написали бы из таблицы XXX возьмем)
глупый вопрос, а что угол родъема для прямоугольной резьбы отличается от метрической?
какая то тайная формула A1=Q*Pi*d2*tan(beta+ro). откуда beta+ro? Зачем смешали работу на подъем груза  и силу трения.

а эта еще более тайная A=2/3*(Q*f1*pi*(d3^3-d4^3)/(d3^2-d4^2)).  Тут потери судя по примеру еще больше чем в гайке.

 

Снимок.PNG 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
24 минуты назад, AnPl сказал:

мда, доверия не внушает "Длине рукояти 1000м"

это опечатка, о чем далее есть заметка.

 

Снимок.JPG 

Если совсем лениво на калькуляторе считать вот расчет в Екселе http://al-vo.ru/mekhanika/raschet-peredachi-vint-gayka.html

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
21 час назад, AnPl сказал:

где посмотреть коэффициенты трения?  примем f=0.12 (написали бы из таблицы XXX возьмем)

Посмотрите коэф. трения для разных материалов.  Особо не парьтесь  (вам же  не до сотых нужно, да и предугадать условия невозможно) берите 0,2 для латуни , бронзы, чугуна без смазки и 0,1 со смазкой.  Сталь по стали вообще может заклинить, чтобы этого не было одну из пар надо подкалить или выбрать пару с резко отличающейся механикой по твёрдости.

Изменено пользователем deed
уточнение

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
В 23.12.2020 в 12:42, AnPl сказал:

да, доверия не внушает "Длине рукояти 1000м"

ну да ладно
что такое угол трения? 
где посмотреть коэффициенты трения?  примем f=0.12 (написали бы из таблицы XXX возьмем)
глупый вопрос, а что угол родъема для прямоугольной резьбы отличается от метрической?

Прм малых углах подъёма можешь это дело вообще не учитывать и пользовать простейшую зависимость момента в резьбовом соединении и продольной силы в шпильке. Для подавляющего большинства случаев большего и не надо

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
В 23.12.2020 в 11:42, AnPl сказал:

глупый вопрос, а что угол родъема для прямоугольной резьбы отличается от метрической?
какая то тайная формула A1=Q*Pi*d2*tan(beta+ro). откуда beta+ro?

Дело прошлое, но коли вспомнили...

Угол подъёма не отличается, а вот усилие на преодоление трения в резьбе разные из-за разного профиля резьбы. В прямоугольной резьбе реакция направлена в обратную сторону приложенной нагрузке, а в метрической из-за наклона профиля получается клин, что приводит к дополнительному усилию на преодоление трения.

beta+ro - сумма углов трения и наклона винтовой линии.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
20 часов назад, МИТАЛНИК сказал:

Угол подъёма не отличается, а вот усилие на преодоление трения в резьбе разные из-за разного профиля резьбы. В прямоугольной резьбе реакция направлена в обратную сторону приложенной нагрузке, а в метрической из-за наклона профиля получается клин, что приводит к дополнительному усилию на преодоление трения.

Такого быть не должно. Сила трения в основном препятствует ВРАЩЕНИЮ при затяжке гайки или болта, поэтому от профиля резьбы она не должна зависеть драматичным образом. Она зависит от коэффициента трения и текущего продольного усилия в шпильке; а момент, который создает эта сила трения, зависит ещё и от диаметра резьбы. 

Также нужно понимать, что при вращении должно происходить перемещение не только в резьбе, но также и по контактной поверхности головки болта с телом, которое он соединяет, или гайки с шайбой. Трение в этих местах влияет на усилие затяжки точно также как и трение по резьбе

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
2 часа назад, Добрый Тролль сказал:

Такого быть не должно. Сила трения в основном препятствует ВРАЩЕНИЮ при затяжке гайки или болта, поэтому от профиля резьбы она не должна зависеть драматичным образом.

Так "не должно" или "не должна зависеть драматичным образом"?:classic_biggrin: Зависит чуть больше, чем на 15%. Драматично или нет - дело композитора. У ТС дополнительное трение будет не на головке винта, а на пяте струбцины.:drinks:

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Дата: (изменено)
8 часов назад, МИТАЛНИК сказал:

Зависит чуть больше, чем на 15%

Эта величина обычно гораздо меньше неопределенностей связанных с коэффициентом трения, поэтому для грубых оценок можно забить на это дело

Изменено пользователем Добрый Тролль
уточнение

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
7 часов назад, Добрый Тролль сказал:

Эта величина обычно гораздо меньше неопределенностей связанных с коэффициентом трения

Это величина, учитывающая угол профиля метрической резьбы. Тригонометрия.:aggressive:

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Дата: (изменено)
36 минут назад, МИТАЛНИК сказал:

Это величина, учитывающая угол профиля метрической резьбы. Тригонометрия

Да, я понимаю. С коэффициентом 1/cos(a), где a - угол между поверхностью контакта в витков резьбы и перпендикуляром к оси винта. Для метрической резьбы поправочный коэффициент К=1,154, для трапецеидальной К=1,035. В интернете полно формул по этому поводу (с тангенсами, косинусами... :classic_biggrin:) Просто с коэффициентом трения неопределенность обычно получается около двухкратной. Например, со смазкой Ктр может быть 0,15, а может быть и 0,08, а с графитовой может быть больше 0,3. С площадкой контакта тоже неопределенность - какой там брать диаметр в расчетах, т.к. в той же струбцине распределение давления по площадке контакта может быть самым разным. 

Поэтому я и говорю, что для болтов и гаек для практических оценок хватает простейшей формулы: F=M/(D*Kтр), где F-продольная сила в шпильке, Ктр - коэффициент трения, D-наружный диаметр шпильки. Почему наружный? Потому, что средний диаметр резьбы меньше него, зато гайка с шайбой больше, в сумме ошибка невелика. Углом подъёма резьбы и поправочным коэффициентом, рассмотренным выше, тут пренебрегается. Если их учесть, тогда F будет чуть меньше (или М чуть больше), но на фоне неопределенностей с пятном контакта гаек, шайб, пятаков струбцин и особенно коэффициента трения эти поправки будут небольшими. 

Для струбцины придется больший диаметр взять, т.к. там обычно диаметр пятака гораздо больше диаметра резьбы. Хотя если пятак плоский, то не факт, т.к. там контактное давление будет в центре намного больше, чем по краям. В этом случае я бы его принял как и диаметр резьбы. Если же пятак вогнутый, тогда можно в той простейшей формуле за D взять среднее арифметическое между номинальным диаметром резьбы и наружным диаметром пятака. Я бы сделал так

Изменено пользователем Добрый Тролль

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Добрый Тролль, ну, теорию мне разъяснять не нужно - пользуюсь ей очень давно и много. В серьёзных случаях и при ограниченных габаритах учитываю всё. ТСу забивать этим голову не стоит. У него и пятак очень много не "съест", поскольку вряд ли  он вращается, а  трётся о пятак винт. 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
36 минут назад, МИТАЛНИК сказал:

У него и пятак очень много не "съест", поскольку вряд ли  он вращается, а  трётся о пятак винт. 

Согласен. Если пятак может проворачиваться относительно винта, тогда струбцина будет сжимать получше, потери на трение будут меньше. 

Меня всего лишь один раз попросили выбрать момент затяжки шпилек на фланце.  Я быстренько вывел простую формулу, которую привел выше, про коэффициент 1,15 для метрической резьбы даже и не подумал. Зато довольно быстро понял, что попал в ситуацию: "если шпильки хорошо смазаны, то они будут уходить в пластику (шпилька М27 с шагом 3 при моменте 1000Н*м), а если их смазать плохо, то фланец будет раскрываться". :classic_biggrin:

И загрустил вместе с нашими конструкторами... Количество шпилек на фланце увеличить было нельзя. В результате рекомендовал им средний момент затяжки М=1000 и попросил хорошо смазывать. Думаю - пусть в пластику уходят, хрен с ними. В результате при первом испытании фланец раскрылся (потому, что они помазали только резьбу без шайб). На втором испытании позвали мужика мощного, перевели ключ в нештатный режим работы, когда ему ограничитель на момент скрутили и начали тянуть с моментом больше 1000, но на сколько больше - никто не знает. В результате при испытаниях фланец не раскрылся, зато шпильки пришлось выкинуть при разборке - они были сильно вытянуты. Затем решили сделать новые шпильки: вместо М27 с шагом 3 - М30 с шагом 2. Сказал работягам, что могут тянуть их на сколько хватит сил. А сил у них оказалось мало. Они могут дать момент не более 1200 - дальше и веса у них не хватает, и ключ дорогущий рискует сломаться. В результате фланец снова раскрылся (потому, что для М30 нужно больше момент прикладывать для создания одного и того же натяжения, чем для М27)! :classic_biggrin:

Ждем теперь новый фланец - с меньщим диаметром уплотнительного кольца - чтобы снизить нагрузку на шпильки. Не понимаю, почему конструктора сразу об этом не подумали и вкорячили туда большое кольцо вместо малого, увеличив нагрузку более чем на треть? Только всё усложнили сильно

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Добрый Тролль, не знаю устройство вашего фланца, а мне нравятся уплотнения радиальные или торцовые резиновым кольцом круглого сечения в канавке. Его не нужно поджимать, а давление толкает его в уплотняемую щель. Но это если позволяют условия.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
2 часа назад, Добрый Тролль сказал:

В результате рекомендовал им средний момент затяжки М=1000 и попросил хорошо смазывать

такой момент является "стандартным" для ВП болтов М24 кл. 10.9 в фрикционных соединениях

при этом никто специально резьбу ничем не мажет (обычный вазелин), и, тем более, никто не мажет шайбы

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Ох-ох-ох. Вот именно угол подъема винтовой линии резьбы и важен. Можно взять и наружный диаметр, ошибка будет невелика. Тогда угол {alpha} будет арксинус{s/{pi}D}, где s - шаг резьбы, а осевое усилие P{1-f}D/2L{tg{alpha}}. Если бы усилие не зависело от угла подъема винтовой линии, то оно не зависело бы и от числа заходов резьбы, а это не так. Здесь f - коэффициент трения, L - плечо на ключе или воротке, P - усилие на ключе.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
8 минут назад, Ratay сказал:

арксинус{s/{pi}D}

Арктангенс. D - средний диаметр резьбы.

Добрый Тролль, чтоб зря не ломать шпильки и инструмент, лучше оттарировать резьбу насухо и со смазкой. Хорошо бы не фиксированным грузом, а динамометром, т.к. зависимость может оказаться не очень линейной.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
1 час назад, Ratay сказал:

Если бы усилие не зависело от угла подъема винтовой линии

Оно зависит, но для большинства изделий слабо. Допустим, в моём примере М27, шаг 3мм. Тангенс угла подъёма 0,035, а коэффициент трения 0,1-0,3 в зависимости от того, чем намазана резьба. Когда мы перешли на шпильки М30 с шагом 2мм, то тангенс угла подъёма стал равен 0,021 - совсем мало по сравнению с коэффициентом трения. 

Но в отдельных случаях, когда шаг большой по сравнению с диаметром, это может быть важно, я не спорю

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Конечно, малость я напутал, D и 2L надо поменять местами.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Для публикации сообщений создайте учётную запись или авторизуйтесь

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать учетную запись

Зарегистрируйте новую учётную запись в нашем сообществе. Это очень просто!

Регистрация нового пользователя

Войти

Уже есть аккаунт? Войти в систему.

Войти

  • Последние посетители   0 пользователей онлайн

    Ни одного зарегистрированного пользователя не просматривает данную страницу


×
×
  • Создать...

Важная информация

Мы разместили cookie-файлы на ваше устройство, чтобы помочь сделать этот сайт лучше. Вы можете изменить свои настройки cookie-файлов, или продолжить без изменения настроек.