Výpočet šroubového spoje s předepnutím. Zatížení axiální nebo tečnou silou. Výpočet se provádí v metrických nebo anglických jednotkách: Nastavení normy ANSI udává, že se výpočet provede v anglických jednotkách (zahrnou se do něj také příslušné rozměry šroubů).
Vstupní parametry
| Ψ |
Součinitel těsnosti – u šroubového spoje s předpětím není vhodná mezera mezi materiály (například kvůli špatné kvalitě povrchu) a tento koeficient bezpečnosti se používá k tomu, aby mezera nevznikla. Součinitel těsnosti k = 1 + Ψ (dodatečný součinitel těsnostiΨ = 0,5 – 1,5). Doporučená minimální hodnota je 1,2. |
|
F a |
maximální pracovní axiální síla |
|
n |
|
|
F t |
maximální provozní tečná síla |
|
f |
součinitel tření spoje (mezi propojenými materiály) |
|
z |
počet šroubů |
|
d |
průměr závitu |
|
p |
Rozteč závitu |
|
d s |
střední průměr šroubu |
|
d min |
minimální průměr šroubu |
|
S y |
Mez kluzu v tahu |
|
k s |
koeficient bezpečnosti (Hodnota se volí dle požadované míry bezpečnosti spoje.) |
|
p A |
povolený tlak v závitu (matice) |
|
E 1 |
modul pružnosti šroubu |
|
f 1 |
součinitel tření spoje mezi matkou a šroubem |
|
f 2 |
součinitel tření spoje v kontaktním povrchu matky a šroubu |
|
L |
šířka spojovaného materiálu |
|
E 2 |
modul pružnosti spojovaného materiálu |
Vypočtené parametry
Program vypočítá geometrické rozměry šroubu na základě určeného jmenovitého průměru šroubu podle následujících výpočtů:
Minimální průměr závitu matice
D 1 = d - 1,082531 p
Roztečný průměr závitu
d 2 = d - 0,649519 p
Výpočet šroubového spoje:
Pracovní síla ve spoji - je dána axiální silou, musí zajistit přenos tečné síly třením spojovaných materiálů. Rovněž je ovlivněna požadavkem na těsnost vyjádřenou součinitelem těsnosti spoje.
Předepínací síla – vychází z pracovní síly ve spoji, bere v úvahu pružnou poddajnost šroubů a přírub prostřednictvím konstant průtažnosti c n .
kde:
|
c 1 = c 10 + (1 - n) c 20 |
|
|
c 2 = n c 20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
pro ocel a = 10 |
|
|
pro litinu a = 8 |
|
|
pro hliník a jeho slitiny a = 6 |
Požadovaný utahovací moment - určen předepínací silou a ovlivněn koeficientem tření v závitech mezi maticí a šroubem a koeficientem tření v dosedací ploše matice nebo šroubu.
Vypočítané napětí ve šroubu v tahu
Vypočítané napětí ve šroubu v krutu
Redukované napětí ve šroubu
Napětí způsobené maximální silou zatěžující šroub
Vypočítaný tlak v závitu
Kontrola výpočtu - napětí ve šroubu při utahování spoje a za provozu (s ohledem na určenou bezpečnost spoje) a kontrola dovoleného tlaku v závitech.
σ red ≤ S y / k s a σ max ≤ S y / k s a p c ≤ p A