Оптимізація форми багатошарових зварних швів у вузлі кріплення ножів до валів двохвального шредера для зменшення концентраторів напружень

Abstract

У роботі досліджено напружено-деформований стан вузла кріплення ножів до валів двовального шредера за умов короткочасних перевантажень і циклічної дії навантаження. Обґрунтовано доцільність застосування нероз’ємного зварного з’єднання як більш жорсткого і конструктивно простішого порівняно з болтовим. Показано, що найбільш небезпечними зонами є ділянки переходу багатошарового зварного шва в тіло ножа, де формуються локальні концентратори напружень. Запропоновано підхід до оптимізації форми багатошарових швів, який передбачає плавне профілювання зовнішнього контуру, зміщення шарів та мінімізацію різких геометричних переходів. Реалізація такого підходу забезпечує зменшення локальних пікових напружень і підвищення втомної довговічності вузла.

The stress-strain state of the joint between cutting knives and shafts of a twin-shaft shredder under peak and cyclic loads is considered. The expediency of using a welded joint instead of a bolted one is substantiated. It is shown that the most dangerous zones are located at the transition of the multilayer weld into the knife body. A rational weld profile is proposed to reduce stress concentration and improve fatigue durability of the joint.