NOSIVI DIJELOVI MEHATRONIČKIH KONSTRUKCIJA

Transcript

1 NOSIVI DIJELOVI MEHATRONIČKIH KONSTRUKCIJA Zavareni spojevi - I. dio 1

2 ZAVARENI SPOJEVI Nerastavljivi spojevi Upotrebljavaju se prije svega za spajanje nosivih mehatroničkih dijelova i konstrukcija 2

3 ŠTO JE ZAVARIVANJE? Zavarivanje je spajanje metalnih, ili nemetalnih dijelova toplinskim postupkom taljenja ili omekšavanja na mjestu spoja, sa ili bez dodavanja materijala. Spoj nastaje taljenjem osnovnih i dodatnih materijala ili pritiskanjem omekšanih osnovnih materijala. Područje u kojem nastaje spoj naziva se ZAVAR. 3

4 ŠTO JE ZAVARIVANJE? Zavari i dijelovi koji se zavaruju predstavljaju ZAVARENI SPOJ. Dijelovi koji se zavaruju su obično iz istih ili srodnih materijala. Zavarivati se mogu materijali koji imaju približno jednaku temperaturu taljenja. Materijali mogu biti i raznorodni. 4

5 Uporaba i primjena zavarenog spoja Primjena zavarenih spojeva kod izrade mehatroničkih dijelova i konstrukcija stalno raste, Postupci zavarivanja postaju sve bolji, Danas je već moguće postići da mehanička svojstva zavarenih spojeva budu jednaka onim osnovnog materijala, a ponekad čak i bolja, Pored čelika, pod posebnim uvjetima mogu se zavarivati bakar i bakarne legure, aluminijeve legure, umjetne mase itd. 5

6 Uporaba i primjena zavarenog spoja Spremnici tekućina, kotlovi i posude pod tlakom, Spajanje elemenata protoka plinova, para i tekućina, Postolja strojeva, nosači i ukrutna rebra, konzole, cijevne konstrukcije, Strojni elementi prirubnice, zupčanici, remenice Nosive konstrukcije u graditeljstvu (krovovi, mostovi i nosači, dizalice). 6

7 Proračun zavara i zavarenih spojeva Proračun čvrstoće zavarenih spojeva izvodi se prema osnovnim izrazima čvrstoće, Pri tome se uspoređuju radna naprezanja s dopuštenim naprezanjima u zavaru, Kriteriji proračuna: Namjena Nosive konstrukcije Dijelovi strojeva opterećeni dinamički Posude pod tlakom Opterećenje Statičko ili dinamičko Odrediti sile i momente koji opterećuju zavar 7

8 Proračun zavara i zavarenih spojeva U proračunu čvrstoće zavarenih spojeva zavari se smatraju samostalnim elementima, Radna naprezanja određuju se u pojedinim kritičnim presjecima zavara i uspoređuju s dopuštenim naprezanjima u zavaru, Kod čeonih zavara to je okomit presjek zavara uzduž njegove osi, Kod kutnih zavara to su priključne ravnine zavara na spajanim dijelovima. 8

9 Proračun zavara i zavarenih spojeva Kod proračuna je najvažnije pravilno određivanje ukupne nazivne nosive površine zavara: A zv = Σa l zv A zv [mm 2 ] površina zavara, a [mm] računska debljina zavara i l zv [mm] nosiva duljina pojedinog zavara u zavarenom spoju koji prenosi vanjska opterećenja. Računska debljina čelnih zavara a jednaka je debljini dijelova koji se zavaruju (manja debljina), Kod kutnog zavara debljina a jednaka je visini ucrtanog istokračnog trokuta. 9

10 Proračun zavara i zavarenih spojeva Računska debljina zavara a [mm] 10

11 Proračun zavara i zavarenih spojeva Nosiva duljina zavara l zv [mm] 11

12 Proračun zavara i zavarenih spojeva Za nosivu duljinu zavara l zv uzima se duljina na kojoj zavar ima punu debljinu: l zv = l 2a Ako se zavaruje s produženom pločicom: l zv = l Kod kružnih zavara smatra se da je debljina zavara po cijelom obodu jednaka 12

13 Vlačno opterećeni zavareni spojevi 13

14 Vlačno opterećeni zavareni spojevi Prethodna slika prikazuje primjer vlačnog opterećenja čelnog i kutnog zavarenog spoja. n = F / A zv zv, dop n [N/mm 2 ] normalno vlačno ili tlačno naprezanje okomito na računsku ravninu zavara F [N] vlačna ili tlačna sila okomita za površinu zavara A zv [mm 2 ] površina zavara a) A zv = a l zv b) A zv = a (d + a) a [mm] računska debljina zavara l zv [mm] nosiva duljina zavara 14

15 Zadatak 1. Izračunajte silu F koju može prenijeti zavareni spoj na slici, ako je dopušteno vlačno naprezanje zv, dop = 70 N/mm 2. 15

16 Zadatak 2. Kolika mora biti duljina zavara l ako je zavar statički opterećen samo na vlak silom F = 27kN, a dopušteno naprezanje na vlak u zavaru 90 N/mm 2? Debljina zavara je 4 mm, a širina lima b = 40 mm. 16

17 Zadatak 3. Zavar je statički opterećen na vlak silom F = 10kN, a dopušteno naprezanje na vlak u zavaru 120 N/mm 2. Debljina zavara je 5 mm, a širina lima l = 60 mm. Provjerite naprezanje na vlak u zavaru ( n ). 17