- Determinarea teoretică și experimentală a dependenței forței de forfecare Fr de cuplul de înșurubare a.
- Graficarea grafurilor dependenței Fr = f (T w) conform datelor teoretice și experimentale.
2. Dispoziții teoretice
În funcție de scopul și condițiile de asamblare, racordurile filetate nu sunt tensionate. nu este strâns în timpul montării și tensionat. forța axială încărcată de la strângere la aplicarea unei sarcini externe.
Bolțul strâns, în plus față de tensiune, suferă torsiune. Rezistența șurubului este determinată de tensiuni echivalente conform uneia dintre teoriile de rezistență
unde # 963; - efortul de tracțiune din forța de strângere F3;
# 964; - tensiune de torsiune din momentul forțelor de frecare din fir.
d1 este diametrul interior al firului.
WP este momentul polar al rezistenței secțiunii.
Pentru fire standard, luați
și anume Influența tensiunilor tangențiale cauzate de momentul este luată în considerare printr-o creștere a încărcării axiale cu 30%.
În această lucrare vom studia legătura șurub, încărcat cu forța, componentele de forfecare în joncțiunea. Bolțul este instalat în gaura cu un decalaj (Fig.1) și portaltoi rgaetsya strângere inițială, ca urmare, care apar elementele între forța de frecare care împiedică părțile de forfecare (dezvăluire comună).
Cuplul de înșurubare a piuliței, care trebuie atașat la cheie (vezi figura 1):
unde Tp este momentul forțelor de frecare din fir;
Tm este momentul forțelor de frecare la capătul de susținere al piuliței.
În formă extinsă
unde fm este coeficientul de frecare la capătul piuliței. Pentru condițiile experimentale (suprafețe relativ netede ale capătului piuliței și a părții în prezența unor urme de lubrifiere), putem lua fm = 0,2;
# 946; - unghiul de creștere a liniei elicoidale pe diametrul mediu, determinat de ecuație
Aici p și d2 sunt, respectiv, înălțimea și diametrul mediu al firului, pentru experimentul luat din tabel. 1.
Tabelul 1. Parametrii geometrici ai filetului (GOST 24705-81)
Diametrul mediu al platformei inelului suport
Aici D1 este diametrul exterior al capătului suport al piuliței, care este egal cu dimensiunea gâtului cheii;
d0 este diametrul orificiului bolțului (a se vedea figura 1.1). D1 și d0 ar trebui obținute prin măsurători directe.
Coeficientul redus de frecare în fir
unde fp este coeficientul real de frecare în fir. Pentru condițiile experimentale, luați fp = 0,15. Unghiul profilului filetului metric # 945; = 60 °. Unghi de frecare redus
Cea mai mică forță de strângere este determinată de ecuație
f0 este coeficientul de frecare dintre părțile care trebuie îmbinate; se poate considera ca 0, 15 ... 0,2 pentru rugozitatea Ra = 2,5 cu urme de lubrifiere;
i este numărul de îmbinări (suprafețe de frecare).
Comparând ecuațiile (1) și (2), obținem
Unde este o constantă pentru condițiile experimentale date. Astfel, Fr = f (Tas) este o relație liniară.
Amplitudinea cuplului de înșurubare Tzav este influențată în mod semnificativ de coeficienții de frecare din filet și de la capătul piuliței. Acești coeficienți depind de materialul suprafețelor frecare și rugozitatea acestora, de prezența grăsimilor și a impurităților etc. Prin urmare, valoarea teoretică a lui T nu corespunde întotdeauna valorii sale reale, determinată experimental.
În practică, cunoașterea valorii Tz este adesea necesară, de exemplu, pentru proiectarea și reglarea cheilor de cuplu.
Pentru a preveni deformările reziduale care ar putea apărea în bolțul de șurub, forța de strângere trebuie să fie limitată. Această forță este determinată pe baza condiției pentru rezistența tijei bolțului de a fi întinsă simultan și răsucite conform ecuației
Pentru un șurub din oțel St 3, presupunem că = 220 MPa, factorul de siguranță n = 2 și 1.3 este un coeficient care ia în considerare răsucirea corpului șurubului.
Apoi, tensiunea admisă
Pentru șurubul M16 d3 = 14,160 mm (vezi tabelul 1):
Această valoare [Fzat] corespunde cuplului maxim de admisie, determinat de ecuația (1).
Valoarea experimentală a forței Fr poate fi determinată din ecuație
unde este factorul de calibrare obținut când arcul este deformat pe o mașină de măsurare a forței;
n este numărul de diviziuni ale indicatorului dinamometrului.
3. Reguli de bază privind siguranța
- Strângeți ușor piulița șurubului racordului de testare, fără a vă deruta.
- Atunci când strângeți șurubul, nu lăsați dispozitivul cu conexiunea de testare să alunece pe masă.
- Riscul de pe cursor nu trebuie să depășească riscurile mai scăzute de pe plăcuță.
4. Descrierea instalației
Pentru a studia bolting aplicat testarea mașinii DM 30 m (Fig. 2) și adaptarea DM 23 M boltite, montat pe masa mașinii.
Mașina are un mecanism de poziționare vârf (accelerată) convergență 1 montat pe un inel de rulare 3. 8. focalizare bloc dispozitiv fix DM 23 M. Mecanismul constă într-o roată de mână 6, o pereche de șurub 4. Montați baia în traversei 5 și tija 7. cu care dinamometrul este conectat prin intermediul unui dispozitiv de prindere și a unui șurub.
Apăsarea conexiune filetată este făcută printr-un angrenaj cu melc 10 și încărcătura 11 prin rotirea șurubului 12. Dispozitivul M DM 23 include o roată de mână de bază, două fețe cu o piuliță 13. Șurubul 15 al culisei 14 și opritorul 8.
Fig. 2. Masina de testare DM30M: 1 - vârf; 2 - indicator; 3 - inelul este dinamometric; 4 perechi de șuruburi; 5 - element transversal; 6 - volant de apropiere accelerată; 7 - stem; 8 - oprirea instrumentului;
9 - masă mobilă; 10 - reductor de vierme; 11 - șurubul de încărcătură; 12 - volantul încărcătorului; 13 - obrajii;
14 - pantof (cursor); 15 - o strângere cu o piuliță
În poziția inițială, diapozitivul este setat astfel încât riscul său să coincidă cu riscul superior al plăcii. Coborârea cursorului sub riscul scăzut de pe placă este inacceptabilă, deoarece selectează decalajul # 8710; iar bolțul va lucra la tăiere.
Pentru a strânge piulița, se folosește o cheie de cuplu cu un cuplu Tzav = 100 Nm.
5. Procedura de testare și prelucrarea rezultatelor
1. n instrucțiunea instructorului de a alege un șurub pentru compusul testat.
2. Măsurați diametrul exterior al șurubului. Rezultatul măsurării trebuie să fie convenit cu GOST 24705-81 și înregistrat în tabelul. 4 rapoarte.
3. Măsurați diametrul exterior al capătului de susținere al piuliței D1 și diametrul găurii pentru șurubul d0. Rezultatele măsurătorilor sunt prezentate în Tabelul. 4 rapoarte.
4. Scrieți în tabel. 4 datele inițiale pentru determinarea teoretică a forței de forfecare Fr.
5. n cu formula (3) pentru a calcula valorile forței Fr la Tzav = 20; 30; 40; 50; 60; 70; 80 m m. Rezultatele calculelor sunt înregistrate în tabelul 2 din raport.
6. Din datele obținute, trasați dependența.
7. Asamblați dispozitivul DM 23 M instalând un bolț de dimensiune acceptată anterior.
8. Strângeți piulița șurubului cu o cheie de cuplu. Cuplu de strângere Tzav = 20 Nm. Rotiți mânerul cheii fără probleme și continuu până când cuplul indicat este afișat pe scală.
9. Rotiți volantul în sensul acelor de ceasornic (vezi figura 2) pentru a selecta spațiul de montare.
10. Încărcați conexiunea. În acest scop, un volant 12 (a se vedea. Figura 2) să se rotească până când indicatorul săgeată nu se oprește, apoi se deplasează rapid în direcția opusă.
În acest moment, forța de forfecare Fr și forța de frecare în articulații sunt echilibrate, există o dezvăluire a unui compus în comun și nu percepe sarcina care depășește forța de frecare statică. Indicatori indicatori corespunzători lui Tzav = 20 Nm. introduceți în tabel. 3 rapoarte.
11. Fără a elimina strângerea anterioară, repetați pașii specificați în paragrafele. 8, 9 și 10, dar cu Tzav = 30; 40; 50; 60; 70; 80 Nm.
Rezultatele experimentului sunt prezentate în Tabelul 3 al raportului.
12. n cu formula (5) se calculează valorile lui Fr.
Rezultatele calculelor sunt prezentate în Tabelul. 3 rapoarte.
13. Din datele obținute, trasați dependența.
6.1 Titlul paginii.
6.3 Diagrama conexiunii
Tabelul 2. Rezultatele calculării forței Fr prin formula (3)
7. Întrebări pentru autocontrol
1. Justificați scopul lucrării de laborator.
4. Cum se instalează șurubul în conexiunea de testare și cum este încărcată conexiunea?
5. Ce accentuări apar în tija de șuruburi? Notați condiția bolțurilor.
6. Cum se determină forța de forfecare calculată?
7. Determinați cuplul permis de înșurubare?
8. Dați o definiție a conceptelor: ² conexiune fără șurub ². ² conexiune cu șuruburi ².
9. Care sunt firele standard utilizate în ingineria internă?
10. Înregistrați starea de auto-blocare în fir.
11. Ce valoare are condiția de auto-inhibare pentru fixarea firelor.
12. Indicați ce tensiuni apar în tija șurubului strâns, așezați în gaură cu un gol.
13. Cum pot strânge șurubul la cuplul corect?
14. Cum se determină valoarea experimentală a forței de forfecare?
15. Cum influențează rugozitatea suprafeței forța de forfecare?
16. Indicați diferențele în calculul unei conexiuni cu șuruburi strânse de la o sursă netensionată.
17. Denumiți parametrii geometrici de bază ai firului metric.
18. Justificați efectul coeficientului de frecare în îmbinarea f0. de către forța de forfecare.
19. Justificați influența coeficientului de frecare pe fața de capăt a piuliței fT asupra cantității forței de forfecare.
20. Definiți efectul coeficientului de frecare din firul fP asupra cantității de forță de forfecare.
21. Ce determină coeficientul de frecare în firul fP.
22. Ce determină coeficientul de frecare la capătul piuliței fT.
23. Explicați modul în care în laboratorul de laborator sa determinat valoarea experimentală a forței de forfecare F '.
24. Folosind graficele, determinați valorile forțelor F 'și F la cuplurile de strângere T3 = 70 Nm; T3 = 90 Nm; T3 = 110 Nm. Comparați datele.
25. De ce sunt utilizate filete cu profil triunghiular pentru dispozitive de fixare (șuruburi, șuruburi)?
26. Cum se încarcă șuruburile cu forța de strângere și cuplul strâns?
27. Cum este condiția pentru ne-deschiderea joncțiunii articulației încărcate cu forțe transversale exprimate (șuruburi livrate cu eliberare)?
28. Care este relația dintre forța axială pe șurub și forța, momentul în care șurubul se răsucește?
29. Care este condiția pentru auto-frânarea perechilor de șuruburi?
30. Cum se poate explica posibila discrepanță între forța calculată și o anumită experiență experimentală?
31. Prin ce mijloace poate forța de forfecare să fie mărită la aceeași strângere a șurubului?
32. Cum influențează coeficienții de frecare f0, fp, fT valoarea forței de forfecare calculate?
33. Care este dependența forței de cheia și momentul de înșurubare?
34. Cum se determină tensiunea admisibilă pentru un șurub?
35. Determinați cuplul de frecare din filet.
36. Ce factori influențează valoarea cuplului de înșurubare?
37. De ce chiar și în cazul ideal, dependența experimentală a forței de forfecare la cuplul de înșurubare ar diferi de cea calculată?
38. Ce soluții constructive și tehnologice pot fi propuse pentru a crește forța de forfecare la aceeași forță de strângere?
Tabelul 5. Dimensiunile filetului metric (în conformitate cu GOST 9150-81) și suprafața de susținere a piuliței, m
Articole similare
-
Lucrați cu punctul de pivotare în 3d max, școala autorului din Joseph Quarter
-
Abstracte lacuri tectonice - bancă de rezumate, eseuri, rapoarte, lucrări de curs și diplome
Trimiteți-le prietenilor: