Paineastian ruuvien lukumäärä

lujari

Tässäpä taas visainen tehtävä.
Pallon muotoinen paineastia on valmistettu liittämällä yhteen kaksi puolipalloa. Astian sisähalkaisija on 6m. Liitoksessa käytetään ruuveja M24, joiden kierteen sisähalkaisija on 20,320mm. Astian käyttöpaine on 0,14 MPa ylipainetta ja ruuvien esikiristysvoima 10KN. Laske, montako ruuvia tarvitaan, kun ruuvin sallittu normaalijännitys on 100 MPA.

Oikea vastaus 177kpl.

Tehtävän sanamuoto aiheuttaa taas harmaita hiuksia. Onko esikiristysvoima kaikkien ruuvien vai vain yhden ruuvin? Jotenkin kuvittelisin, että 10kn saavutetaan kaikilla ruuveilla. Eihän yhden M24 ruuvin esikiristys voi mitenkään olla tuollaisia lukemia?

16

451

Äänestä

    Vastaukset

    Anonyymi (Kirjaudu / Rekisteröidy)
    5000
    • arvelenpa.vain

      Varmaan googlettamalla pultin kiristysmomentti tms. pääsee jyvälle siitä, millaisia ovat tavanomaiset esikiristysvoimat.

    • Ei_hyvä

      Jos arvoisa lujarin opiskelija ensin opiskelisi SI-yksiköt, yksikköjen kerrannaiset ja niiden merkinnän. Nyt yksi viidestä oli sattunut oikein.

      • lujari

        Ei nyt takerruta pikkuseikkoihin. Perusidea varmastikin käy ilmi.

      • Ei_hyvä
        lujari kirjoitti:

        Ei nyt takerruta pikkuseikkoihin. Perusidea varmastikin käy ilmi.

        Minä vain valmennan sinua harjoitustyöraporttien ja opinnäytetyön tekemiseen. Siellä tällainenkin pitää osata.

    • lujari

      Menisikö tämä näin oikein. (10*1000)/(pii*0,01016^2)-(((0,14*10^6*4*pii*3^2)/2)/x)/(pii*0,01016^2)=100*10^6 josta lopputulos 352, 96781525. Koska ruuvit menevät paineastian läpi, jaetaan tämä lopputulema kahdella. Saadaan 176,483907625. Koska puolikkaita ruuveja ei ole, on lopputulema oltava kokonaisluku. Näin ollen tarvittava ruuvimäärä on 177kpl. Kommentoikaapa, menikö oikein. Tässä oletuksena on ollut, että 10 KN on yhden ruuvin esikiristys.

      • bulttipois

        Olet näköjään käyttänyt tuossa puolipallon pinta-alaa. Käsittääkseni siinä pitää käyttää suurinta poikkipinta-alaa, eli : pii*3^2
        Sillä tulee heti tuo pulttimäärä 177 kpl.
        Kun on annettu tuo pultin sallittu vetojännitys, niin se tarkoittaa, että sen pultin molemmissa päissä voi olla sen sallima kuorma, eli 178 pulttia hoitelee myös sen toisen puolen .

      • bulttipois
        bulttipois kirjoitti:

        Olet näköjään käyttänyt tuossa puolipallon pinta-alaa. Käsittääkseni siinä pitää käyttää suurinta poikkipinta-alaa, eli : pii*3^2
        Sillä tulee heti tuo pulttimäärä 177 kpl.
        Kun on annettu tuo pultin sallittu vetojännitys, niin se tarkoittaa, että sen pultin molemmissa päissä voi olla sen sallima kuorma, eli 178 pulttia hoitelee myös sen toisen puolen .

        Lipsahtanut näköjään 178 tohon. No, täytyyhän siinä liitoksessa varmuuslukukin olla, nyt se on sitten 1,005

      • lujari

        Tehtävähän monimutkaistuisi, jos kerroittaisiin pultin/ruuvin teräslaatu ja kerrottaisiin, että kuormitus on mallia "tavanomainen". Silloin pitäisi keksiä ruuvin/pultin sallittu jännityskin itse...

    • Teoria_ja_käytäntö

      Miksi ruuvin esikiristys ei voisi olla tuollainen? Eihän tuo 10 kN vastaa kuin noin 30 MPa jännitystä ruuvissa. Melkoinen esikiristys tarvitaan, että ruuvien välillä olevan laipan tiiveys voidaan varmistaa. Usein ruuvien määrän määrittääkin tiivistysvoima eikä pelkkä paineen aiheuttaman voiman voittaminen.

    • Syväpallo
      • Faktoittaja

        Tuota palloa ei varmaankaan tehdä puoliskoista, koska sauma aiheuttaa niin pahan epäjatkuvuuden jännityskenttään, ettei pallo kestä.

        Muistelen, että aiemmatkin pallot myötivät plastisesti syvyydessä käydessään, eli tulivat pienempinä ylös kuin menivät alas.

      • pulttibois
        Faktoittaja kirjoitti:

        Tuota palloa ei varmaankaan tehdä puoliskoista, koska sauma aiheuttaa niin pahan epäjatkuvuuden jännityskenttään, ettei pallo kestä.

        Muistelen, että aiemmatkin pallot myötivät plastisesti syvyydessä käydessään, eli tulivat pienempinä ylös kuin menivät alas.

        Näkyyhän se pulttiliitos jo kuvistakin.

        "Valumenetelmä kehiteltiin työn ohessa Hatanpäällä Lokomon valimossa. Yksi salaisuus oli muotin pyörittäminen, jolloin pallon puoliskoista tuli erityisen laadukkaita ja kestäviä."

    • 500KPLvähintään

      Tarvittava voima on paine kertaa poikkipinta-ala, kun tiiviyden vaatimusta ei huomioida, muuten vieläkin enmmän. 0,14 MPa * Pii * (3 m)^2 = 3 958 407 N
      Tarvittavan voiman kun jakaa yhden pultin esikiristysvoimalla 10 kN, saadaan tulokseksi 396 kpl, mikä olisi pienin mahdollinen pulttien määrä, kun tiiviysvaatimusta ei ole. Todellisuudessa tarvitaan vieläkin enemmän jotta tiivityy, eikä pulttien voimakaan aivan tasan tiivistyspinnalle jakaannu, joten jotain 500 kpl niitä vähintäänkin tarvittaisiin.
      177 kpl ei missään tapauksessa ole oikea vastaus tuollaisilla lähtöarvoilla!
      Sillä määrällä jokainen pultti kantaa keskimäärin 3 958 407 N / 177 kpl vetoa, eli 22,364 kN.
      Pultti ottaa tuon voiman vasta kun on venynyt esikiristyksen jälkeen vielä paineen vaikutuksesta lisää, eli puoliskojen väliin jää venymän verran rakoa, Puoliskojen välisestä rausta vuotaa kaasua pois 100 % varmuudella, kunnes paine laskee sen verran että rako menee umpeen.

      • JospaSeOnkin

        Ilmeisesti kysyjälle on tullut virhe tai huono käännös esikiristyksestä , joka tarkoittaa kai voimaa joka on jäätävä kuormituksessa vielä tiivistepaineeksi, jolloin tuohon lukuun päädytään ilman varmuuskerrointa.

      • sivuistaseuraillut

        Lujuusopin opinnoissa edetään niin päin, että ensin opetellaan laskeen esim. juuri tällaisten laippaliitosten ruuvien lukumäärää sallitun vetojännityksen perusteella. Joskus hyvin paljon myöhemmin opetellaan laskeen ruuvien venymiä ja muita yhteensopivuusehtoja kimmomodulin perusteella.
        Sitten erittäin paljon myöhemmin opetellaan laskeen paineastioita.
        Ei se mene niinpäin, että aloitetaan paineastioista, laippaliitoksen ruuvien venymisistä, tiivistepaineista ja esikiristysvoiman tarkoituksesta.
        Tämä nyt oli tietysti tuon ensimmäisen kategorian tehtäviä, eli pelkkä ruuvien lukumäärän laskeminen sallitun vetojännityksen perusteella.

      • todellisuusratkaisee
        sivuistaseuraillut kirjoitti:

        Lujuusopin opinnoissa edetään niin päin, että ensin opetellaan laskeen esim. juuri tällaisten laippaliitosten ruuvien lukumäärää sallitun vetojännityksen perusteella. Joskus hyvin paljon myöhemmin opetellaan laskeen ruuvien venymiä ja muita yhteensopivuusehtoja kimmomodulin perusteella.
        Sitten erittäin paljon myöhemmin opetellaan laskeen paineastioita.
        Ei se mene niinpäin, että aloitetaan paineastioista, laippaliitoksen ruuvien venymisistä, tiivistepaineista ja esikiristysvoiman tarkoituksesta.
        Tämä nyt oli tietysti tuon ensimmäisen kategorian tehtäviä, eli pelkkä ruuvien lukumäärän laskeminen sallitun vetojännityksen perusteella.

        Ihan sama miten päin itse kukin opinnoissaan etenee.
        Tämä on kuitenkin fysiikan foorumi, jossa tarkastellaan fysikaalista todellisuutta, eikä mitään opintojen virheellisiä yksinkertaistuksia. Silti niissäkään esikiristys ei tarkoita kuin yhtä asiaa, eli tässä sitä ruuvin vetovoimaa ennen kuin astiassa on painetta.
        Esikiristysvoiman tarkoituksen ymmärtäminen on kuitenkin ensimmäisen lujarin peruskurssin asioita, eikä mitään jatkokurssikamaa.

    Ketjusta on poistettu 0 sääntöjenvastaista viestiä.

    Takaisin ylös

    Luetuimmat keskustelut

    1. Mitä ihmettä

      Kaipaat hänessä
      Ikävä
      103
      1565

    2. Välillä käy mielessä

      olisiko sittenkin ollut parempi, että emme koskaan olisi edes tavanneet. Olisi säästynyt monilta kyyneleiltä.
      Ikävä
      78
      1204

    3. Mitä oikein

      Näet minussa? Kerro.
      Ikävä
      88
      1127

    4. Lopeta tuo mun kiusaaminen

      Ihan oikeasti. Lopeta tuo ja jätä mut rauhaan.
      Ikävä
      139
      1036

    5. Uskoontulo julistetun evankeliumin kautta

      Ja kun oli paljon väitelty, nousi Pietari ja sanoi heille: "Miehet, veljet, te tiedätte, että Jumala jo kauan aikaa sitt
      Raamattu
      580
      985

    6. Mika Muranen juttu tänään

      Jäi puuttumaan tarkennus syystä teolle. Useat naapurit olivat tehneet rikosilmoituksia tästä kaverista. Kaikki oli Muras
      Sananvapaus
      1
      967

    7. Hanna Kinnunen sai mieheltään tiukkaa noottia Tähdet, tähdet -kotikatsomosta: "Hän ei kestä, jos..."

      Hanna Kinnunen on mukana Tähdet, tähdet -kisassa. Ja upeasti Salkkarit-tähti ja radiojuontaja onkin vetänyt. Popedan Lih
      Tv-sarjat
      8
      892

    8. Kotipissa loppuu

      Onneksi loppuu kotipizza, kivempi sotkamossa käydä pitzalla
      Kuhmo
      20
      870

    9. Oho! Farmi-tippuja Wallu Valpio ei säästele sanojaan Farmi-oloista "Se oli niin luotaantyöntävää..."

      Wallu oikein listaa epämiellyttävät asiat… Monessa realityssä ollut Wallu Valpio ei todellakaan säästele sanojaan tippum
      Tv-sarjat
      9
      714

    10. Helvetin hyvä, että "hullut" tappavat toisensa

      On tämä merkillistä, että yritetään pitää hengissä noita paskaperseitä, joilla ei ole muuta tarkoitusta, kuin olla riida
      Kokkola
      8
      670
    Aihe
    TietosuojaselosteKäyttöehdotEvästeasetuksetSäännöt