English

T.B.M Mechanical Design & Drawings

Mechanical Design & Drawings

מכניקה וחוזק

מקדם ביטחון

Safety Factor

היחס בין העומס שהחלק יכול לשאת לבין העומס המתוכנן בפועל. זה מרווח הביטחון בתכנון.

In English

The ratio of capacity to actual design load; the design margin.

הסבר

מקדם 1.5 עד 2 מקובל לעומס ידוע וחומר מוכר. מקדם 3 עד 5 מקובל לעומס הלם, לעומס לא ודאי או לסיכון לאדם. בציוד הרמה יש מקדמים שנקבעים בתקן.

מה זה אומר בפועל

תושבת שנושאת 1000 ניוטון מתוכננת כך שהמאמץ המחושב בה יהיה רבע מחוזק הכניעה של החומר, כלומר מקדם 4. כך יש מרווח לעומס שהוערך לא נכון, לפגם בחומר, לריתוך לא מושלם ולמכה לא צפויה. בשרשרת או בכבל הרמה התקן מגדיר מקדם מחייב על עומס השבירה, ועומס העבודה המותר (WLL) כבר כולל אותו.

למה זה חשוב

  • מכסה אי-ודאות בעומסים, בחומר, בייצור ובחישוב.
  • מגן על אנשים ועל ציוד מכשל פתאומי.
  • מאפשר להתאים את רמת השמרנות לרמת הסיכון.
  • תקני הרמה, לחץ ומבנים מחייבים מקדמים מוגדרים.

בעיות נפוצות ופתרונות

  • מקדם על חוזק סטטי בחלק שעובר מחזורי עומס → כשל בעייפות; בודקים מול גבול העייפות ומתחשבים בריכוזי מאמצים.
  • מקדם גבוה מדי בכל מקום → חלק כבד ויקר; מתאימים את המקדם לוודאות ולסיכון.
  • מקדמים כפולים על העומס, על החומר ובחישוב → תכנון מוגזם; מגדירים במפורש איפה המקדם נכלל.
  • בלבול בין מקדם על כניעה למקדם על שבירה → מציינים מול איזה חוזק המקדם מחושב.

איפה משתמשים

  • תושבות וחלקים נושאים
  • ציוד הרמה ושרשראות
  • כלי לחץ וצנרת
  • ברגים וחיבורים
  • מבני פלדה ובמות
  • ניתוח FEM

נוסחאות ונתונים הנדסיים

σמאמץσReמאמץ בפועלגבול כניעהn = Re / σ
לפי גבול כניעהn = Re / σ
מאמץ מותרσallow = Re / n
מקרא
nמקדם ביטחון–
Reגבול כניעה של החומרMPa
σמאמץ מחושב בפועלMPa
ערכים מקובלים
  • S235Re = 235 MPa
  • S355Re = 355 MPa
  • נירוסטה 304Rp0.2 ≈ 210 MPa
  • אלומיניום 6061-T6Rp0.2 ≈ 240 MPa

דוגמה: חלק מפלדה S235 עם מאמץ מחושב של 100 MPa: n = 235 / 100 = 2.35.

נוסחאות בסיסיות להערכה ראשונית. לתכנון סופי יש לבדוק מול התקן ונתוני היצרן.

סרטון הסבר

Factor of Safety Basics Explained in 2 Minutes · TRADESAFE (YouTube)

צריכים תכנון מכני או שרטוטי ייצור?

מידול תלת-ממדי ב־Inventor, שרטוטי ייצור, הנדסה לאחור ורכש רכיבים.

דברו איתנו