Chylę czoła. Nie ma nic lepszego niż wiedza teoretyczna wyłożona przez praktyka. Brnąc dalej, czy istnieje jakaś opisana zależność ilości potrzebnych zwojów gwintu w miękkim materiale, na którą musi być wkręcona śruba aby tego gwintu nie zerwać lub przeciągnąć przy obciążeniu bliskim granicy plastyczności śruby? Na przykład śruba 10.9 w aluminium, lub 12.9 w stali konstrukcyjnej.
Warunek do spełnienia: śruba ma pękać (przez rozciąganie) zanim nastąpi zcięcie gwintu śruby albo/i materiału podłoża. Wg normy ISO najpierw liczy się, jak głęboko należało by wkręcić śrubę w materiał o identyczych właściwościach mechanicznych, aby na pewno jako pierwsze były przekroczone naprężenia normalne w rdzeniu śruby, a nie styczne w gwincie. Dlatego wymagana jest 2x większe pole przekroju gwintu pracującego na ścinanie, niż obliczeniowe pole przekroju śruby pracujące na rozciąganie
Kolejny krok to obliczenie ilorazu Rp0.2 albo Re_L śruby do Rp0.2 albo Re_L materiału podłoża, i pomnożenie wcześniej wyliczonej głębokości wkręcenia przez ten iloczyn Wzory ładnie napisane na stronie engineersedge, thread_minimum_length_engagement.htm Przykład , śruba M10x1.5 klasy12.9 w stal S355 L_e=2*58mm^2/0,5/3,14/(10mm-0,64952*1,5mm)=8,2 mm Co odpowiada rzeczywistości, standardowa wysokość nakrętki to 0,8 D Następnie stosunek Rp0.2 1080MPa/355MPa~~3 Finalnie, wg ISO, gwint ma być na głębokość 3*8,2mm ~~25mm
Aby nie przedłużać: w rzeczywistości nakrętka ma w życiu łatwiej, dla podanej śruby M10x1.5 i wysokości 1D= 10mm, pole pracujące na ścinanie śruby to ~~160mm^2, a nakrętki 210mm^2. Czyli nakrętka ma łatwiej 210/160=1,3 raza. Zatem już dla głębokości gwintu 19mm, gwint śruby i podłoża mają taką samą wytrzymałość na ścinanie. Pełne wytłumaczenie na pewno w którymś z nadchodzących filmów
Pozwolę sobie na jeszcze jeden komentarz - pytanie. Czy istnieje jakiś w miarę prosty sposób przeliczenia momentu obrotowego śruby o danym skoku na siłę jej docisku? Oczywiście jest bardzo dużo zmiennych jak tarcie gwintu inne dla śruby i inne dla materiału w którym jej gwint pracuje, do tego ze smarowaniem lub bez. Rozmiar gwintu No i tarcie łba śruby, które z grubsza możnaby pominąć stosując łożysko wzdłużne. Nawet szacunkowa, teoretyczna wartość byłaby cenną informacją używając np ściągacza.
Przekazałem Pana pytanie bardzo zdolnemu studentowi, aby odpowiedział Panu tutaj. Temat śrub powraca i będzie niebawem nowy film o tym na kanale (moment na kluczu a siła osiowa oraz różne aspekty tego) nakręcony właśnie wspólnie z Panem Piotrem, czyli wyżej wspomnianym studentem. Jeszcze chwila cierpliwości - w tym tygodniu powinien być wrzucony : )
Warsztatowo używa się relacji T=K*F*D, T= moment dokręcenia w Nm, K= współczynnik, tzw. “nut factor”, F= siła osiowa w kN, D= średnica nominalna śruby w mm I bez obliczeń zakłada się K~~0,3 dla suchej śruby z powłoką fosforanową ( czarny kolor) 0,2 dla ocynku, 0,18 dla smarowanych olejem, smarem stałym, dla środków typu anti-seize jeszcze mniej. Jest to mniej więcej zgodne dla naszych testów. Współczynnik K można dokładnie wyliczyć znając skok śruby, geometrię gwintu i łba , wsp. Tarcia łeb i gwint. Dla ściągacza do łożysk na sucho założyłbym K=0,25 ,bo tylko gwint ma znaczące tarcie, śruba sciągacza zapiera się przez łożysko, a nawet zwykłe ściągacze, zakończone stożkiem, mają w tym punkcie podparcia dużo mniejsze tarcie niż miałaby analogiczna śruba pod łbem. Po posmarowaniu gwintu olejem silnikowym, smarem litowym K=0,14 do 0,18 Przykład: w ściągaczu śruba m16, smarowana olejem, moment 10Nm wywoła siłę osiową ~~ 3,5kN do 4,5 kN , a na sucho ~~2 kN
@@Konrad_Kwiatkowski Pozwolę sobie upierdliwić się o zapowiedziany film;) Temat nadal nie daje mi spokoju, zatem jeśli film utknął, to czy można prosić o naprowadzenie gdzie i czego szukać by trafić? Internet pewnie skrywa gdzieś te informacje.
20:30 min - Witam. Myślę że gdyby pręt gwintowany był niskiej klasy (mniej niż 4.8) to nakrętka już by się nie kręciła. Miękki materiał nie byłby tak sprężysty. Maszyna fajna ZD-100, stara pewnie z lat 1960-1975 ale praktycznie niezniszczalna o ile operator jest ogarnięty ;-). Niech zgadnę - program do wykresów bierze sygnał z jakiegoś czujnika ciśnienia w hydraulice? Widzę że u Pana część zrywająca jest wpuszczona w posadzkę bo wysokość robocza (tam gdzie szczęki i trawersy) są na komfortowej wysokości. Miło się oglądało. Pozdrawiam.
Dziękuję za komentarz. Przy okazji sprawdzę i napiszę, czy w pręcie gwintowanym klasy 4.8 po zerwaniu z nakrętką w części pomiarowej, ale poza szyjką (przewężeniem przy zerwaniu), nakrętka nadal się będzie obracać. Stara DDR-owska maszyna jest rzeczywiście niezniszczalna i co trzy lata robimy jej wzorcowanie w ramach uznania PRS (Polski Rejestr Statków) na badania, które mamy ciągiem od 1984 roku. Jest taka samo dokładna jak nowy hydrauliczny osiowoskrętny Instron 8850 za 1 mln EUR, którego też mamy na stanie od 2010 roku, ale Instron jest do 25 ton - za mały na takie duże śruby. Widzę, ze Pan się zna na takich sprzętach: są dwa czujniki ciśnienia w hydraulice oraz czujnik przemieszczeń trawersy. Maszyna jest wpuszczona w posadzkę. Pozdrawiam serdecznie Konrad Kwiatkowski
Witam. Napisałem w komentarzu "mniej niż 4,8" a nie 4.8, ale jak Pan będzie miał okazję to proszę zobaczyć na 4.8. ZD-100 którą kupiliśmy w Poznaniu tak była zamontowana (wpuszczona w posadzkę). To dobry sposób na ułatwienie sobie pracy. Może niestety stwarzać problemy przy ewentualnym serwisowaniu ;-). Troszkę się znam... ;-) Poza ZD-100 posiadam na wyposażeniu 2 maszyny ZD-40 w tym 1 do badań zmęczeniowych z pulsatorem (do 25 herców), pionowego elektryka do 30 ton , oraz poziomą 300 ton o długości próbki do 7m - przy czym dodatkowy skok siłowników to 1500mm). W zależności od zastosowania maszyny są wyposażone w czujniki ciśnienia lub/i tensometryczne czujniki siły. Co do wzorcowań to u nas zajmuje się tym głównie GUM. Pozdrawiam i życzę samych udanych testów.
Witam serdecznie. Mam taką prośbę. Buduję dom przysłupowy i cała konstrukcja domu będzie opierać się na kotach regulowanych. Kotwy to śruba M20 DIN 976 kl. 8.8. Natomiast nakrętka to M20 DIN 943 kl. 10. Jakie maksymalne obciążenie wytrzyma nakrętka (gwint) nacisk będzie od góry. Jest mi to potrzebne do obliczenia ilości kotew które muszę zastosować. Z góry dziękuję i pozdrawiam
Nakrętki są mniej wytężone niż śruby. Nie ma potrzeby stosowania nakrętek wyższej klasy, ale to nie błąd. Postąpić tak jak pokazane w filmie - policzyć jaka siła osiowa odpowiada granicy plastyczności i roboczo założyć 65%-70% tej siły. Jak mamy tę śrubę M20 w ręku, to możemy suwmiarką po prostu zmierzyć we wrębach gwintu jaka jest średnica rdzenia tej śruby i policzyć pole powierzchni rdzenia śruby - popełniany błąd (niepewność) wyniku jest pomijalna - wynik będzie trochę zaniżony, ale to ok. Jak nie mamy śruby w ręku to "książkowo" należy ustalić jaka jest powierzchnia robocza śruby i jest to liczone z wymiaru (d2+d3)/2 gdzie d2 to średnica podziałowa gwintu a d3 to średnica wewnętrzna gwintu zewnętrznego (średnica rdzenia) - [wg PN-ISO 724:1995 Gwinty metryczne ISO ogólnego przeznaczenia - Wymiary nominalne]. Te średnice gwintu D2 i D3 łatwo znaleźć w Internecie wpisując zapytanie "wymiary gwintów metrycznych", bo dużo firm handlujących śrubami ma to na swoich stronach np. taki kalkulator [blog-cnc.pl/kalkulator-gwintow/]. Dla M20 o skoku normalnym czyli 2.5 mm, wymiary te d2 =18.4 mm a d3=16.9mm (zaokrągliłem do trzech miejsc znaczących, bo to nie apteka}. Średnia z tych wymiarów to (18.4+16.9)/2= 17.7mm i pole powierzchni przekroju dla tej średnicy to 3.14*17.7^2/4=246 mm2. Teraz to już prościzna: śruba kasy 8.8 ma granicę plastyczności równą iloczynowi tych liczb (cyfr) rozdzielonych kropką pomnożoną przez 10, czyli 8x8x10=640 MPa (N/mm2). Zatem 246 mm2 * 640 N/mm2 = 157 000 N = 157 kN ~ 15.7 tony (bo 10 kN ~ 1 tona). Oznacza to, że przy obciążeniu bliskim 16 ton śruba M20x2,5 klasy 8.8 z nakrętką klasy 10 osiąga granicę, przy której zacznie się odkształcać plastycznie. Dla materiałów sprężysto-plastycznych współczynnik bezpieczeństwa można przyjąć na poziomie równym 1.4, czyli 1/1.4=70%. Zatem 70% z 15.7 tony to 11 ton. Tyle można obciążyć osiowo roboczo połączenie gwintowe M20x2.5 klasy 8.8. Wiadomo, że ściskana kotwa jest raczej smukła (wysoka) i raczej przed osiągnięciem granicy plastyczności przy ściskaniu osiowemu ulegnie wcześniej wyboczeniu (wygięciu) i zniszczeniu. Obliczenia na wyboczenie zależą głównie od wysokości śruby i sposobu zamocowania końców, wg zależności im dłuższa śruba tym mniejsza siła spowoduje jej wyboczenie. Aby nie wchodzić już w takie szczegółowe obliczenia można po prostu "na czuja" zwiększyć wsp. bezpieczeństwa na np. z 1.4 na ... 3 i przyjąć 1/3 * 15.7 ton ~ 5 ton, jak nie zwiększy to jakoś dramatycznie ilość kotew i kosztów. Ale jak podchodzimy do zagadnienia bardzo poważnie, to należy jednak policzyć z warunku na wyboczenie jakiego rzędu jest ta siła. Warto też, niezależnie od obliczeń, poczytać, co deklaruje producent tej kotwy w karcie produktu. Pozdrawiam. dr inż. Konrad Kwiatkowski, ZUT
@@kamil6559 Zapomniałem dodać, że można wysłać kotwę do mnie na ZUT w Szczecinie i za 250 zł ścisnę kotwę w taki sposób, w jaki będzie pracowała i wyznaczę siłę, przy której wchodzi ona w plastyczność - będzie podpisany raport z wynikami i załącznikami w postaci uznania PRS i aktualnego wzorcowania maszyny.
Cześć Krystian, Klasy śruby nie są bezpośrednio związane z twardością, tylko z wytrzymałością na rozciąganie. Oczywiście możesz mieszać śruby i nakrętki różnych klas, ale jak wiadomo: łańcuch jest tak silny jak najsłabsze ogniwo, więc jeśli weźmie się nakrętkę o niższej klasie, to zniszczenie nastąpi po przekroczeniu naprężeń dopuszczalnych dla nakrętki - śruba o wyższej klasie od nakrętki nie dozna uszkodzeń. Zgodnie z aktualną normą PN-EN ISO 898-2 wyróżniamy 6 głównych (jest ich 8) klas wytrzymałościowych w nakrętkach: 5, 6, 8, 9, 10, 12. Symbole te oznaczają jedną setą nominalnej wartości wytrzymałości na rozciąganie w MPa i tym samym klasa nakrętki powinna to być pierwszą cyfrą klasy śruby, z którą ona współpracuje np. śruba klasy 10.9 powinna mieć nakrętkę klasy 10 (tabela 2 tej normy ISO 898-2). Pozdrawiam Konrad Kwiatkowski
hmmmmm..... Myślę że twardość jest związana z Rm w MPa, ale nie jest związana ze sprężystością i plastycznością. Chcę powiedzieć w skrócie że badając tylko twardość materiału możemy wyznaczyć w przybliżeniu wartość N/mm2 czyli klasę materiału. Proszę zobaczyć że istnieje coś takiego jak konwersja twardości która w formie tabeli ukazuje stosunek twardości do Rm w MPa. Nie możemy wyznaczyć natomiast innych cech fizycznych materiału (plastyczność i sprężystość) bo ta zależy od gatunków stali i technologii jej obróbki..... Jeśli piszę bzdury to przepraszam i proszę to zignorować.
@@ukaszpajor8933 Wycofuję się z tego co napisałem (usunąłem ten fragment z wpisu do Krystiana), że wytrzymałość na rozciąganie nie jest związana twardością. gdyż rzeczywiście wykazywany jest ten związek dla metali i ich stopów. Dzisiaj ze studentem też rozmawialiśmy na ten temat i nawet sięgnęliśmy do literatury i np Ashby w swoich książkach np tutaj: materialstandard.com/wp-content/uploads/2019/06/AshbyEngineering-Materials-1.pdf na stronach 126 i 127 podaje relacje pomiędzy wytrzymałością na rozciąganie (Rm) zwaną tam "sigma tensile strength" a twardością "Sigma TS =0.33 H" a także pomiędzy granicą plastyczności (nie wiadomo, czy umowną Rp0.2 czy wyraźną Re) zwaną tam "yield strength i oznaczoną "Sigma y" a twardością H, która to zależność ma dokładnie taką samą formułę tzn "H=3 *sigma y", czyli granica plastyczności to 0.33 H. Są też publikacji na ten temat np; E.J. Pavlina and C.J. Van Tyn, "Correlation of Yield Strength and Tensile Strength with Hardness for Steels", Journal of Materials Engineering and Performance, 2008, V 17(6) Pozdrawiam
Odpowiem bardzo obszernie, może się przyda. W aktualnej normie PN-EN ISO 898-1:2013-06 p.t.: "Własności mechaniczne części złącznych wykonanych ze stali węglowej oraz stopowej -- Część 1: Śruby i śruby dwustronne o określonych klasach własności -- Gwint zwykły i drobnozwojny" określono własności mechaniczne i fizyczne śrub danych klas, wkrętów i kołków gwintowanych wykonanych ze stali węglowej i stali stopowej badanych w temperaturze otoczenia. W normie tej nie określono wymagań dotyczących własności takich jak: spawalność, odporność na korozje, ODPORNOŚĆ NA NAPRĘŻENIA ŚCINAJĄCE, eksploatacja w warunkach moment skręcający/siła zacisku (metoda badania, patrz ISO 16047) i wytrzymałości zmęczeniowej. Niemniej jednak, jeśli wyrób w postaci śruby jest scharakteryzowany pod względem wytrzymałości na rozciąganie i granicy plastyczności oraz pod względem plastyczności związanej z wydłużeniem do zerwania, a dodatkowo jeszcze pod względem twardości i udarności, więc jeśli nie zachodzą jakieś szczególne wymagania bezpieczeństwa, nie ma potrzeby określania wytrzymałości na ścinanie i do określenia wytrzymałości na ścinanie wystarczą wzory analityczne. W normie dotyczącej projektowania konstrukcji stalowych a konkretnie węzłów (PN-EN 1993-1-8] podane są wzory do obliczenia wytrzymałości na ścinanie na podstawie wytrzymałości na rozciąganie, czynnego pole przekroju rdzenia śruby, współczynnika zmniejszającego zależnego od klasy śruby (dla klasy 10.9 wynosi on 0,5) i współczynnika materiałowego (przeważnie wynosi 1,25). Dla śrub badanych na filmie M30x3,5 klasy 10.9, gdzie czynne pole przekroju to 561 mm2, a nominalna wytrzymałość na rozciąganie wynosi 1000 MPa, naprężenie ścinające obliczeniowo będzie równe 0,5/1,25= 0,4 minimalnej wytrzymałości na rozciąganie, czyli 0,4*1000MPa=400 MPa. Maksymalną siłę ścinającą, która powinna przenosić śruba podczas pracy wynosi 400 N/mm2 * 561mm2= 224 kN, czyli nieco ponad 22 tony. Tak ogólnie, wszystko upraszczając, wg tablic wytrzymałościowych to wytrzymałość na ścinanie równa jest: - dla materiałów plastycznych 0,6 wytrzymałości na rozciąganie (za plastyczne uznawane są śruby klasy np. 4.6, 5.6, 8.8), - dla materiałów nie plastycznych 0,5 wytrzymałości na rozciąganie (za nie plastyczne uznawane są śruby klasy 4.8, 5.8, 6.9 i 10.9). Czyli dla klasy śruby 10.9, gdzie wytrzymałość na rozciąganie to 1000 MPa, to w teście na ścinanie taka śruba powinna wytrzymać 500 MPa, a uwzględniając wsp. bezp. 1,25, pracować roboczo może na ścinanie z naprężeniem wynoszącym 500/1.25=400 MPa. Nie ma za co ; )
![Биология поведения человека: Лекция #3. Эволюция поведения, II [Роберт Сапольски, 2010. Стэнфорд]](http://i.ytimg.com/vi/ILrqMTd6uc4/mqdefault.jpg)
Chylę czoła. Nie ma nic lepszego niż wiedza teoretyczna wyłożona przez praktyka.
Brnąc dalej, czy istnieje jakaś opisana zależność ilości potrzebnych zwojów gwintu w miękkim materiale, na którą musi być wkręcona śruba aby tego gwintu nie zerwać lub przeciągnąć przy obciążeniu bliskim granicy plastyczności śruby? Na przykład śruba 10.9 w aluminium, lub 12.9 w stali konstrukcyjnej.
Mam nadzieję, że Pan Piotr również na to pytanie Panu odpisze. Pozdrawiam.
Warunek do spełnienia: śruba ma pękać (przez rozciąganie) zanim nastąpi zcięcie gwintu śruby albo/i materiału podłoża.
Wg normy ISO najpierw liczy się, jak głęboko należało by wkręcić śrubę w materiał o identyczych właściwościach mechanicznych, aby na pewno jako pierwsze były przekroczone naprężenia normalne w rdzeniu śruby, a nie styczne w gwincie. Dlatego wymagana jest 2x większe pole przekroju gwintu pracującego na ścinanie, niż obliczeniowe pole przekroju śruby pracujące na rozciąganie
Kolejny krok to obliczenie ilorazu Rp0.2 albo Re_L śruby do Rp0.2 albo Re_L materiału podłoża, i pomnożenie wcześniej wyliczonej głębokości wkręcenia przez ten iloczyn
Wzory ładnie napisane na stronie engineersedge, thread_minimum_length_engagement.htm
Przykład , śruba M10x1.5 klasy12.9 w stal S355
L_e=2*58mm^2/0,5/3,14/(10mm-0,64952*1,5mm)=8,2 mm
Co odpowiada rzeczywistości, standardowa wysokość nakrętki to 0,8 D
Następnie stosunek Rp0.2 1080MPa/355MPa~~3
Finalnie, wg ISO, gwint ma być na głębokość 3*8,2mm ~~25mm
Aby nie przedłużać: w rzeczywistości nakrętka ma w życiu łatwiej, dla podanej śruby M10x1.5 i wysokości 1D= 10mm, pole pracujące na ścinanie śruby to ~~160mm^2, a nakrętki 210mm^2. Czyli nakrętka ma łatwiej 210/160=1,3 raza. Zatem już dla głębokości gwintu 19mm, gwint śruby i podłoża mają taką samą wytrzymałość na ścinanie.
Pełne wytłumaczenie na pewno w którymś z nadchodzących filmów
Co mogłem to zostawiłem.
- Pozdrawiam ,Paweł.
Witam! Te siły na zrywanie/plastycznosc dotyczą kierunku wzdłuż osi śruby czy w poprzek? Pozdrawiam!
Pozwolę sobie na jeszcze jeden komentarz - pytanie. Czy istnieje jakiś w miarę prosty sposób przeliczenia momentu obrotowego śruby o danym skoku na siłę jej docisku? Oczywiście jest bardzo dużo zmiennych jak tarcie gwintu inne dla śruby i inne dla materiału w którym jej gwint pracuje, do tego ze smarowaniem lub bez. Rozmiar gwintu No i tarcie łba śruby, które z grubsza możnaby pominąć stosując łożysko wzdłużne.
Nawet szacunkowa, teoretyczna wartość byłaby cenną informacją używając np ściągacza.
Przekazałem Pana pytanie bardzo zdolnemu studentowi, aby odpowiedział Panu tutaj. Temat śrub powraca i będzie niebawem nowy film o tym na kanale (moment na kluczu a siła osiowa oraz różne aspekty tego) nakręcony właśnie wspólnie z Panem Piotrem, czyli wyżej wspomnianym studentem. Jeszcze chwila cierpliwości - w tym tygodniu powinien być wrzucony : )
Warsztatowo używa się relacji T=K*F*D, T= moment dokręcenia w Nm, K= współczynnik, tzw. “nut factor”, F= siła osiowa w kN, D= średnica nominalna śruby w mm
I bez obliczeń zakłada się K~~0,3 dla suchej śruby z powłoką fosforanową ( czarny kolor)
0,2 dla ocynku, 0,18 dla smarowanych olejem, smarem stałym, dla środków typu anti-seize jeszcze mniej. Jest to mniej więcej zgodne dla naszych testów.
Współczynnik K można dokładnie wyliczyć znając skok śruby, geometrię gwintu i łba , wsp. Tarcia łeb i gwint. Dla ściągacza do łożysk na sucho założyłbym K=0,25 ,bo tylko gwint ma znaczące tarcie, śruba sciągacza zapiera się przez łożysko, a nawet zwykłe ściągacze, zakończone stożkiem, mają w tym punkcie podparcia dużo mniejsze tarcie niż miałaby analogiczna śruba pod łbem. Po posmarowaniu gwintu olejem silnikowym, smarem litowym K=0,14 do 0,18
Przykład: w ściągaczu śruba m16, smarowana olejem, moment 10Nm wywoła siłę osiową ~~ 3,5kN do 4,5 kN , a na sucho ~~2 kN
@@Konrad_Kwiatkowski Dziękuję bardzo za zainteresowanie. W takim razie pozostaje czekać 😊
@@Konrad_Kwiatkowski Pozwolę sobie upierdliwić się o zapowiedziany film;) Temat nadal nie daje mi spokoju, zatem jeśli film utknął, to czy można prosić o naprowadzenie gdzie i czego szukać by trafić? Internet pewnie skrywa gdzieś te informacje.
20:30 min - Witam. Myślę że gdyby pręt gwintowany był niskiej klasy (mniej niż 4.8) to nakrętka już by się nie kręciła. Miękki materiał nie byłby tak sprężysty.
Maszyna fajna ZD-100, stara pewnie z lat 1960-1975 ale praktycznie niezniszczalna o ile operator jest ogarnięty ;-). Niech zgadnę - program do wykresów bierze sygnał z jakiegoś czujnika ciśnienia w hydraulice?
Widzę że u Pana część zrywająca jest wpuszczona w posadzkę bo wysokość robocza (tam gdzie szczęki i trawersy) są na komfortowej wysokości.
Miło się oglądało. Pozdrawiam.
Dziękuję za komentarz. Przy okazji sprawdzę i napiszę, czy w pręcie gwintowanym klasy 4.8 po zerwaniu z nakrętką w części pomiarowej, ale poza szyjką (przewężeniem przy zerwaniu), nakrętka nadal się będzie obracać.
Stara DDR-owska maszyna jest rzeczywiście niezniszczalna i co trzy lata robimy jej wzorcowanie w ramach uznania PRS (Polski Rejestr Statków) na badania, które mamy ciągiem od 1984 roku. Jest taka samo dokładna jak nowy hydrauliczny osiowoskrętny Instron 8850 za 1 mln EUR, którego też mamy na stanie od 2010 roku, ale Instron jest do 25 ton - za mały na takie duże śruby.
Widzę, ze Pan się zna na takich sprzętach: są dwa czujniki ciśnienia w hydraulice oraz czujnik przemieszczeń trawersy. Maszyna jest wpuszczona w posadzkę.
Pozdrawiam serdecznie
Konrad Kwiatkowski
Witam.
Napisałem w komentarzu "mniej niż 4,8" a nie 4.8, ale jak Pan będzie miał okazję to proszę zobaczyć na 4.8.
ZD-100 którą kupiliśmy w Poznaniu tak była zamontowana (wpuszczona w posadzkę). To dobry sposób na ułatwienie sobie pracy. Może niestety stwarzać problemy przy ewentualnym serwisowaniu ;-).
Troszkę się znam... ;-)
Poza ZD-100 posiadam na wyposażeniu 2 maszyny ZD-40 w tym 1 do badań zmęczeniowych z pulsatorem (do 25 herców), pionowego elektryka do 30 ton , oraz poziomą 300 ton o długości próbki do 7m - przy czym dodatkowy skok siłowników to 1500mm). W zależności od zastosowania maszyny są wyposażone w czujniki ciśnienia lub/i tensometryczne czujniki siły.
Co do wzorcowań to u nas zajmuje się tym głównie GUM.
Pozdrawiam i życzę samych udanych testów.
Witam serdecznie. Mam taką prośbę. Buduję dom przysłupowy i cała konstrukcja domu będzie opierać się na kotach regulowanych. Kotwy to śruba M20 DIN 976 kl. 8.8. Natomiast nakrętka to M20 DIN 943 kl. 10.
Jakie maksymalne obciążenie wytrzyma nakrętka (gwint) nacisk będzie od góry. Jest mi to potrzebne do obliczenia ilości kotew które muszę zastosować. Z góry dziękuję
i pozdrawiam
Nakrętki są mniej wytężone niż śruby. Nie ma potrzeby stosowania nakrętek wyższej klasy, ale to nie błąd. Postąpić tak jak pokazane w filmie - policzyć jaka siła osiowa odpowiada granicy plastyczności i roboczo założyć 65%-70% tej siły.
Jak mamy tę śrubę M20 w ręku, to możemy suwmiarką po prostu zmierzyć we wrębach gwintu jaka jest średnica rdzenia tej śruby i policzyć pole powierzchni rdzenia śruby - popełniany błąd (niepewność) wyniku jest pomijalna - wynik będzie trochę zaniżony, ale to ok. Jak nie mamy śruby w ręku to "książkowo" należy ustalić jaka jest powierzchnia robocza śruby i jest to liczone z wymiaru (d2+d3)/2 gdzie d2 to średnica podziałowa gwintu a d3 to średnica wewnętrzna gwintu zewnętrznego (średnica rdzenia) - [wg PN-ISO 724:1995 Gwinty metryczne ISO ogólnego przeznaczenia - Wymiary nominalne]. Te średnice gwintu D2 i D3 łatwo znaleźć w Internecie wpisując zapytanie "wymiary gwintów metrycznych", bo dużo firm handlujących śrubami ma to na swoich stronach np. taki kalkulator [blog-cnc.pl/kalkulator-gwintow/]. Dla M20 o skoku normalnym czyli 2.5 mm, wymiary te d2 =18.4 mm a d3=16.9mm (zaokrągliłem do trzech miejsc znaczących, bo to nie apteka}. Średnia z tych wymiarów to (18.4+16.9)/2= 17.7mm i pole powierzchni przekroju dla tej średnicy to 3.14*17.7^2/4=246 mm2. Teraz to już prościzna: śruba kasy 8.8 ma granicę plastyczności równą iloczynowi tych liczb (cyfr) rozdzielonych kropką pomnożoną przez 10, czyli 8x8x10=640 MPa (N/mm2). Zatem 246 mm2 * 640 N/mm2 = 157 000 N = 157 kN ~ 15.7 tony (bo 10 kN ~ 1 tona). Oznacza to, że przy obciążeniu bliskim 16 ton śruba M20x2,5 klasy 8.8 z nakrętką klasy 10 osiąga granicę, przy której zacznie się odkształcać plastycznie. Dla materiałów sprężysto-plastycznych współczynnik bezpieczeństwa można przyjąć na poziomie równym 1.4, czyli 1/1.4=70%. Zatem 70% z 15.7 tony to 11 ton. Tyle można obciążyć osiowo roboczo połączenie gwintowe M20x2.5 klasy 8.8.
Wiadomo, że ściskana kotwa jest raczej smukła (wysoka) i raczej przed osiągnięciem granicy plastyczności przy ściskaniu osiowemu ulegnie wcześniej wyboczeniu (wygięciu) i zniszczeniu. Obliczenia na wyboczenie zależą głównie od wysokości śruby i sposobu zamocowania końców, wg zależności im dłuższa śruba tym mniejsza siła spowoduje jej wyboczenie. Aby nie wchodzić już w takie szczegółowe obliczenia można po prostu "na czuja" zwiększyć wsp. bezpieczeństwa na np. z 1.4 na ... 3 i przyjąć 1/3 * 15.7 ton ~ 5 ton, jak nie zwiększy to jakoś dramatycznie ilość kotew i kosztów. Ale jak podchodzimy do zagadnienia bardzo poważnie, to należy jednak policzyć z warunku na wyboczenie jakiego rzędu jest ta siła. Warto też, niezależnie od obliczeń, poczytać, co deklaruje producent tej kotwy w karcie produktu. Pozdrawiam. dr inż. Konrad Kwiatkowski, ZUT
Bardzo dziękuję za wyczerpującą odpowiedź. Jestem Panu niezmiernie wdzięczny. Gratuluję wiedzy i życzę wszystkiego dobrego. Pozdrawiam
@@kamil6559 Zapomniałem dodać, że można wysłać kotwę do mnie na ZUT w Szczecinie i za 250 zł ścisnę kotwę w taki sposób, w jaki będzie pracowała i wyznaczę siłę, przy której wchodzi ona w plastyczność - będzie podpisany raport z wynikami i załącznikami w postaci uznania PRS i aktualnego wzorcowania maszyny.
Ciekawy temat 👍 czy można mieszać śruby i nakrętki różnych twardości?
Cześć Krystian,
Klasy śruby nie są bezpośrednio związane z twardością, tylko z wytrzymałością na rozciąganie. Oczywiście możesz mieszać śruby i nakrętki różnych klas, ale jak wiadomo: łańcuch jest tak silny jak najsłabsze ogniwo, więc jeśli weźmie się nakrętkę o niższej klasie, to zniszczenie nastąpi po przekroczeniu naprężeń dopuszczalnych dla nakrętki - śruba o wyższej klasie od nakrętki nie dozna uszkodzeń. Zgodnie z aktualną normą PN-EN ISO 898-2 wyróżniamy 6 głównych (jest ich 8) klas wytrzymałościowych w nakrętkach: 5, 6, 8, 9, 10, 12. Symbole te oznaczają jedną setą nominalnej wartości wytrzymałości na rozciąganie w MPa i tym samym klasa nakrętki powinna to być pierwszą cyfrą klasy śruby, z którą ona współpracuje np. śruba klasy 10.9 powinna mieć nakrętkę klasy 10 (tabela 2 tej normy ISO 898-2).
Pozdrawiam
Konrad Kwiatkowski
hmmmmm..... Myślę że twardość jest związana z Rm w MPa, ale nie jest związana ze sprężystością i plastycznością.
Chcę powiedzieć w skrócie że badając tylko twardość materiału możemy wyznaczyć w przybliżeniu wartość N/mm2 czyli klasę materiału. Proszę zobaczyć że istnieje coś takiego jak konwersja twardości która w formie tabeli ukazuje stosunek twardości do Rm w MPa.
Nie możemy wyznaczyć natomiast innych cech fizycznych materiału (plastyczność i sprężystość) bo ta zależy od gatunków stali i technologii jej obróbki.....
Jeśli piszę bzdury to przepraszam i proszę to zignorować.
@@ukaszpajor8933 Wycofuję się z tego co napisałem (usunąłem ten fragment z wpisu do Krystiana), że wytrzymałość na rozciąganie nie jest związana twardością. gdyż rzeczywiście wykazywany jest ten związek dla metali i ich stopów.
Dzisiaj ze studentem też rozmawialiśmy na ten temat i nawet sięgnęliśmy do literatury i np Ashby w swoich książkach np tutaj:
materialstandard.com/wp-content/uploads/2019/06/AshbyEngineering-Materials-1.pdf
na stronach 126 i 127 podaje relacje pomiędzy wytrzymałością na rozciąganie (Rm) zwaną tam "sigma tensile strength" a twardością "Sigma TS =0.33 H" a także pomiędzy granicą plastyczności (nie wiadomo, czy umowną Rp0.2 czy wyraźną Re) zwaną tam "yield strength i oznaczoną "Sigma y" a twardością H, która to zależność ma dokładnie taką samą formułę tzn "H=3 *sigma y", czyli granica plastyczności to 0.33 H.
Są też publikacji na ten temat np;
E.J. Pavlina and C.J. Van Tyn, "Correlation of Yield Strength and Tensile Strength with Hardness for Steels", Journal of Materials Engineering and Performance, 2008, V 17(6)
Pozdrawiam
Mega sprawa. Czy jestes w stanie zerwać śrube M64 10.9 ? Czy jestes w stanie ją złamać?
Załadowany tir zgodnie z dmc to 40t
A co jeśli chodzi o ścięcie?
Odpowiem bardzo obszernie, może się przyda.
W aktualnej normie PN-EN ISO 898-1:2013-06 p.t.: "Własności mechaniczne części złącznych wykonanych ze stali węglowej oraz stopowej -- Część 1: Śruby i śruby dwustronne o określonych klasach własności -- Gwint zwykły i drobnozwojny" określono własności mechaniczne i fizyczne śrub danych klas, wkrętów i kołków gwintowanych wykonanych ze stali węglowej i stali stopowej badanych w temperaturze otoczenia.
W normie tej nie określono wymagań dotyczących własności takich jak: spawalność, odporność na korozje, ODPORNOŚĆ NA NAPRĘŻENIA ŚCINAJĄCE, eksploatacja w warunkach moment skręcający/siła zacisku (metoda badania, patrz ISO 16047) i wytrzymałości zmęczeniowej.
Niemniej jednak, jeśli wyrób w postaci śruby jest scharakteryzowany pod względem wytrzymałości na rozciąganie i granicy plastyczności oraz pod względem plastyczności związanej z wydłużeniem do zerwania, a dodatkowo jeszcze pod względem twardości i udarności, więc jeśli nie zachodzą jakieś szczególne wymagania bezpieczeństwa, nie ma potrzeby określania wytrzymałości na ścinanie i do określenia wytrzymałości na ścinanie wystarczą wzory analityczne.
W normie dotyczącej projektowania konstrukcji stalowych a konkretnie węzłów (PN-EN 1993-1-8] podane są wzory do obliczenia wytrzymałości na ścinanie na podstawie wytrzymałości na rozciąganie, czynnego pole przekroju rdzenia śruby, współczynnika zmniejszającego zależnego od klasy śruby (dla klasy 10.9 wynosi on 0,5) i współczynnika materiałowego (przeważnie wynosi 1,25).
Dla śrub badanych na filmie M30x3,5 klasy 10.9, gdzie czynne pole przekroju to 561 mm2, a nominalna wytrzymałość na rozciąganie wynosi 1000 MPa, naprężenie ścinające obliczeniowo będzie równe 0,5/1,25= 0,4 minimalnej wytrzymałości na rozciąganie, czyli 0,4*1000MPa=400 MPa. Maksymalną siłę ścinającą, która powinna przenosić śruba podczas pracy wynosi 400 N/mm2 * 561mm2= 224 kN, czyli nieco ponad 22 tony.
Tak ogólnie, wszystko upraszczając, wg tablic wytrzymałościowych to wytrzymałość na ścinanie równa jest:
- dla materiałów plastycznych 0,6 wytrzymałości na rozciąganie (za plastyczne uznawane są śruby klasy np. 4.6, 5.6, 8.8),
- dla materiałów nie plastycznych 0,5 wytrzymałości na rozciąganie (za nie plastyczne uznawane są śruby klasy 4.8, 5.8, 6.9 i 10.9).
Czyli dla klasy śruby 10.9, gdzie wytrzymałość na rozciąganie to 1000 MPa, to w teście na ścinanie taka śruba powinna wytrzymać 500 MPa, a uwzględniając wsp. bezp. 1,25, pracować roboczo może na ścinanie z naprężeniem wynoszącym 500/1.25=400 MPa.
Nie ma za co ; )
@@Konrad_Kwiatkowski Dziękuję za wyjaśnienia. Przydały się do pisania pracy :) Pozdrawiam
,👍
Ciekawe