Главная Обратная связь Поможем написать вашу работу!

Дисциплины:

Архитектура (936)
Биология (6393)
География (744)
История (25)
Компьютеры (1497)
Кулинария (2184)
Культура (3938)
Литература (5778)
Математика (5918)
Медицина (9278)
Механика (2776)
Образование (13883)
Политика (26404)
Правоведение (321)
Психология (56518)
Религия (1833)
Социология (23400)
Спорт (2350)
Строительство (17942)
Технология (5741)
Транспорт (14634)
Физика (1043)
Философия (440)
Финансы (17336)
Химия (4931)
Экология (6055)
Экономика (9200)
Электроника (7621)






Основные правила по охране труда при выполнении лабораторных работ



 

1. К работе допускаются студенты, изучившие инструкцию по охране труда при выполнении работ в лаборатории, прошедшие инструктаж и расписавшиеся в журнале инструктажа по охране труда.

2. Перед началом работы необходимо ознакомиться с основными правилами по охране труда, изложенными в описании каждой лабораторной работы.

3. Выполнение лабораторных работ осуществляется под руководством и наблюдением преподавателя.

 

Лабораторная работа № 1

 

ИСПЫТАНИЕ БОЛТОВОГО СОЕДИНЕНИЯ, РАБОТАЮЩЕГО НА СДВИГ

 

Цель работы

1. Теоретическое и экспериментальное определение зависимости сдвигающей силы Fr от момента завинчивания Тзав.

2. Построение графиков зависимости Fr = f(Тзав) по теоретическим и экспериментальным данным.

 

Основные правила по технике безопасности

1. Затягивать гайку болта исследуемого соединения следует плавно, без рывков.

2. при затяжке болта удерживать приспособление с испытуемым соединением от скольжения по столу.

3. Риска на ползуне не должна выходить за пределы нижней риски на пластине.

Общие сведения

В настоящей работе изучается болтовое соединение, нагруженное силой, сдвигающей детали в стыке. Болт установлен в отверстие с зазором Δ (рис. 1.1) и подвергается предварительной затяжке, в результате которой между деталями возникают силы трения, препятствующие сдвигу деталей (раскрытию стыка).

 

D

Рис. 1.1. Схема нагружения соединения

Момент завинчивания гайки, который нужно приложить к ключу (см. рис. 1.1):

 

 

где Трмомент сил трения в резьбе;

Tт– момент сил трения на опорном торце гайки.

В развернутом виде

 

(1.1)

 

где fткоэффициент трения на торце гайки. Для условий опыта (сравнительно гладкие поверхности торца гайки и детали при наличии следов смазки) можно принять fт = 0,2;

β – угол подъема винтовой линии на среднем диаметре, определяемый по уравнению

 

, .



 

Здесь р и d2соответственно шаг и средний диаметр резьбы, для опыта принимаемые из табл. 1.1.

 

Таблица 1.1

 

Геометрические параметры резьбы (ГОСТ 24705-81)

 

Диаметр резьбы d, мм Шаг p, мм Средний диаметр d2, мм Внутренний диаметр d1, мм Внутренний диаметр болта по дну впадины d3, мм
1,75 10,863 10,106 9,853
1,5 11,026 10,376 10,160
1,0 11,350 10,917 10,773
2,0 12,701 11,835 11,546
1,5 13,026 12,376 12,160
1,0 13,350 12,917 12,773
2,0 14,701 13,835 13,546
1,5 15,026 14,376 14,160
1,0 15,350 14,917 14,773

Окончание табл. 1.1

 

2,5 16,376 15,294 14,933
1,0 17,350 16,917 16,773
2,5 18,376 17,294 16,933
1,0 19,350 18,917 18,773

 

Средний диаметр опорной кольцевой площадки

 

.

 

Здесь D1 – наружный диаметр опорного торца гайки, равный размерузева ключа;

d0 – диаметр отверстия под болт (см. рис. 1.1). D1и d0следует получить непосредственным измерением.

Приведенный коэффициент трения в резьбе

 

 

где fрдействительный коэффициент трения в резьбе. Для условий опыта принять fр = 0,15. Угол профиля метрической резьбы α = 60° . Приведенный угол трения φ1= arctgf1.



Наименьшая сила затяжки определяется по уравнению

 

(1.2)

 

где Fr– сдвигающая сила (см. рис. 1.1);

f0 – коэффициент трения между соединяемыми деталями; его можно принять 0,15…0,2 при шероховатости поверхностей Ra = 2,5 со следами смазки;

i– число стыков (поверхностей трения).

Сопоставляя уравнения (1.1) и (1.2), получим

 

, (1.3)

 

или иначе

 

 

где − постоянная величина для заданных условий опыта. Таким образом, Fr = f(Tзав) является линейной зависимостью.

На величину момента завинчивания Tзавсущественное влияние оказывают коэффициенты трения в резьбе и на торце гайки. Эти коэффициенты зависят от материала трущихся поверхностей и их шерохова­тости, наличия смазки и загрязнений и т.д. Поэтому теоретичес­кое значение Tзавне всегда отвечает его действительной величи­не, определяемой экспериментальным путем.

В практике знание величины Tзавчасто необходимо, например, для проектирования и настройки динамометрических ключей.

Для предотвращения остаточных деформаций, которые могут возникнуть в стержне болта, необходимо ограничить силу затяжки. Эта сила определяется исходя из условия прочности стержня болта на одновременное растяжение и скручивание по уравнению

 

. (1.4)

 

Для болта, изготовленного из стали Ст 3, принимаем σт = 220 МПа,коэффициент безопасности n = 2 и 1,3 – коэффициент, учитывающий скручивание тела болта.

Тогда допускаемое напряжение

 

МПа.

Для болта М16 d3 = 14,160 мм (см. табл. 1.1):

 

Н.

 

Этому значению [Fзат]отвечает максимально допустимый момент завинчивания, определяемый по уравнению (1.1).

Экспериментальное значение силы Fr может быть определено по уравнению



 

, (1.4)

 

где − тарировочный коэффициент, получаемый при деформировании пружины на силоизмерительной машине;

n − число делений индикатора динамометра.

Описание установки

 

Для исследования болтового соединения применяются испытательная машина ДМ 30 М (рис. 1.2) и приспособление ДМ 23 М
с болтовым соединением, установленным на столе машины.

Машина имеет механизм установочного (ускоренного) сближения наконечника 1, закрепленного на динамометрическом кольце 3, с упором 8, закрепленным в колодке приспособления ДМ 23 М. Механизм состоит из маховика 6, винтовой пары 4, смонтиро­ванной в поперечине 5, и штока 7, с которым динамо­метр соединен при помощи захвата и болта.

Нагружение болтового соединения производится посредством червячного редуктора 10 и грузового винта 11 поворотом маховика 12. Приспособление ДМ 23 М состоит из основания, двух щек 13, болта с гайкой 15, ползуна 14 и упора 8.

 

 

Рис. 1.2. Испытательная машина ДМ30М:

1 – наконечник; 2 – индикатор; 3 – кольцо динамометрическое;
4 – винтовая пара; 5 – поперечина; 6 – маховик ускоренного сближения; 7 – шток;
8 – упор приспособления; 9 – стол подвижный; 10 – редуктор червячный;
11 – винт грузовой; 12 – маховик нагружателя; 13 – щеки; 14 – колодка (ползун);
15 – болт стяжной с гайкой

В начальном положении ползун устанавливается так, чтобы его риска совпадала с верхней риской пластины. Опускание ползуна ни­же нижней риски на пластине недопустимо, так как при этом выбира­ется зазор Δ и болт будет работать на срез.

Для завинчивания гайки применяется динамометрический ключ с предельным моментом Тзав= 100 Н∙м.

 

Порядок выполнения работы

1. по указанию преподавателя подобрать болт для испытуемого соединения.

2. Измерить наружный диаметр болта. Результат измерения согла­совать с ГОСТ 24705-81 и записать в табл. 1.4 отчета.

3. Измерить наружный диаметр опорного торца гайки D1и диа­метр отверстия под болт d0. Ре­зультаты измерений занести в табл. 1.4 отчета.

4. Записать в табл. 1.4 отчета исходные данные для теоретического определения силы сдвига Fr .

5. по формуле (1.3) вычислить значения силы Fr при Тзав = 20; 30; 40; 50; 60; 70; 80 H∙м. Результаты расчетов занести в табл. 1.2 отчета.

6. По полученным данным построить график зависимости .

7. Собрать приспособление ДМ 23 М, установив болт ранее принятого размера.

8. Затянуть гайку болта динамометрическим ключом. Момент затяжки Тзав= 20 Н∙м. Рукоятку ключа поворачивать плавно и непрерывно до показания на шкале принятого момента затяжки.

9. вращением маховика 6 (см. рис. 1.2) выбрать установочный зазор.

10. Нагрузить соединение. С этой целью маховик 12 (см. рис. 1.2) вращать до тех пор, пока стрелка индикатора не остановится, а затем быстро переместится в обратном направлении.

В этот момент сила сдвига Fr и силы трения в стыках уравновешиваются, происходит раскрытие стыка и соединение не воспринимает нагрузку, превышающую силу трения покоя. Показания индикатора, соответствующие Tзав = 20 Н·м, занести в табл. 1.3 отчета.

11. Без снятия предыдущей затяжки повторить действия,
указанные в пп. 8, 9 и 10, но при Tзав= 30; 40; 50; 60; 70; 80 Н∙м.

Результаты опыта занести в табл. 1.3 отчета.

12. по формуле (1.5) вычислить значения Fr.

Результаты вычислений занести в табл. 1.3 отчета.

13. По полученным данным построить график зависимости .

Образец оформления отчета

 


Просмотров 358

Эта страница нарушает авторские права




allrefrs.ru - 2021 год. Все права принадлежат их авторам!