Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

Лабораторные работы

по разделу

“Детали машин”

Лабораторная работа № 1

СИЛОВЫЕ ЗАВИСИМОСТИ В ЗАТЯНУТОМ БОЛТОВОМ СОЕДИНЕНИИ

Цель работы. Опытным путем определение зависимости между осевой силой затяжки и моментом завинчивания нагруженного внешней нагрузкой болтового соединения.

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

При завинчивании на гайку действует момент Т_зав, создаваемый ключом. Момент Т_зав идет на преодоление моментов: момент сил в резьбе Т_р: на опорном торце головки винта или гайки Т_т.

Т_зав = Т_р + Т_т , (1)

Момент сил в резьбе. Момент сил в резьбе определяют, рассматривая гайку, как ползун, поднимающийся по виткам резьбы как по наклонной плоскости с углом y, равному углу подъёма винтовой резьбы (рис.1.1). По известной теореме механики, учитывающей силы трения, ползун находится в равновесии, если равнодействующая системы внешних сил отклонена от нормали n-n , на угол трения j (рис.1.1).

Используя известные геометрические зависимости (рис.1.1), получаем:

F_t = F  tg (y + j) , (2)

А момент в резьбе

Т_р = F_t  d₂ / 2 = 0,5 F  d₂  tg (y + j) , (3)

где d₂ – средний диаметр резьбы;

y – угол подъема резьбы;

j – первичный угол в резьбе треугольного профиля, соответствующий приведенному коэффициенту трения,

j = arctg ¦_пр : ¦_пр = ¦ / cos (a / 2) , (4)

¦ – коэффициент трения на поверхности резьбы болта и гайки при:

a=60° : ¦_пр = 1,15 ¦ , (5)

Момент трения на торце гайки.

Т_т = F  ¦  D_ср / 2 , (6)

где ¦ – коэффициент трения на торце гайки.

D_ср = (D₁ + d_отв) / 2 , (7)

где D₁ – наружный диаметр опорной поверхности гайки;

d_отв – внутренний диаметр опорной поверхности гайки;

D_ср – средний диаметр опорной кольцевой поверхности гайки (рис.1.2).

В итоге получаем следующую расчетную зависимость между моментом завинчивания и силой затяжки с учетом сил трения.

Т_зав = 0,5 F  d₂  [ tg (y + j) + ¦  (D_ср / d₂) ] , (8)

Условие самоторможения без учета трения на торце гайки:

tg (j - y) > 0 или y < j.

Способы контроля силы затяжки резьбовых соединений. Контроль величины силы затяжки может осуществляться одним из следующих способов:

1. Ключами или механическими гайковертами предельного момента, при превышении которого происходит разобщение головок ключа (гайковерта) и болта (гайки).

2. Динамометрическим ключом с упругой рукояткой, замеряющий прогиб, который пропорционален моменту завинчивания. Недостаток этого способа связан с нестабильностью коэффициента трения и плотности резьбы.

3. С помощью заранее тарированных упругих шайб одноразового использования, которые при расчетной силе затяжки распрямляются и становятся жесткими.

4. Путем замера угла поворота гайки на рассчитанную заранее величину от положения упора её торца в поверхность соединяемой детали.

5. Измерения удлинения болта: способ наиболее точный, но и наиболее сложный.

В лабораторной работе момент завинчивания замеряется динамометрическим ключом, а осевая сила затяжки – по деформации специальной динамометрической пружины.

ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ

Работа выполняется на специальной установке, которая состоит из двух узлов (рис.1.3):

а) болтовое соединение с динамометрической пружиной и индикатором;

б) динамометрический ключ с индикатором и сменными головками под гайки различного размера.

Величина момента завинчивания гайки Т_зав пропорциональна величине упругой деформации изгиба стержня динамометрического ключа, которая определяется с помощью индикатора 10. Величина осевой силы F пропорциональна величине упругой деформации сжатия динамометрической пружины 6. Числовые значения Т_зав и F вычисляются с помощью индивидуальных тарировочных графиков на ключ и пружину.

Для определения Т_р в резьбе необходимо устранить трение между торцом гайки и опорной поверхностью. Для этого устанавливается сменная втулка 5. В этом случае Т_т = 0 и замеряемый момент равен Т_р.

Для определения момента трения Т_т на торце гайки втулка 5 заменяется накладкой 8 (рис.1.3 (в)), которая фиксируется от поворота штифтом 9. В этом случаи индикатор 10 фиксирует величину: Т_зав = Т_р + Т_т. Отсюда зная величину Т_р, находим момент трения Т_т.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

Ознакомится с устройством и принципом действия установки.

Получить у преподавателя болт для испытаний и указания о материале болта.

Провести обмер болта и гайки. Размеры d₁, d₂, y определить по данным ГОСТ 24705-81.

Определить допускаемую осевую силу затяжки болта по формуле

, (9)

где [F] – допускаемая сила затяжки;

d₁ – внутренний диаметр резьбы;

1.3 – коэффициент, учитывающий скручивание болта от дей­ствия момента в резьбе;

[s_р] – допускаемое напряжение растяжения.

, (10)

где s_т – предел текучести стали;

[S] – допускаемый коэффициент запаса прочности.

Величину коэффициент запаса прочности для болтов выбирают по табл.1.1.

Табл.1.1

Заполнить таблицу 1 журнала лабораторных работ. Значение ¦ и j принять по табл.1.2.

Табл.1.2

Результаты занести в таблицу 2 журнала.

Определить экспериментальным путем момент завинчивания Т_зав и момент в резьбе Т_р.

Установить индикатор и поставить стрелку в нулевое положение. (Примечание: ОБРАЩЕНИЕ С ИНДИКАТОРОМ ТРЕБУЕТ ОС­ТОРОЖНОСТИ.)

Установить накладку 8, вставить болт 4 навернуть на резьбовой конец болта гайку 3 до устранения осевого зазора (до момента начала движения стрелки индикатора).

Произвести три замера, при нагружении соединения трем значениям силы затяжки, величины которых задаются преподавателем. Предварительно проверить выполняется ли условие: . Для каждого из трех значений условия затяжки по тарировочному графику определить требуемую деформацию динамической пружины. Динамометрическим ключом создать это усилие. Одновременно записать показания стрелки индикатора 10 на ключе. (Примечание: Динамометрический ключ необходимо вращать без рывков, остановок и перекосов, не превышая допустимой нагрузки.)

По тарировочному графику ключа найти величины моментов затяжки, при которых были достигнуты требуемые деформации пружины для трех значений F.

Заменить накладку 8 сменной втулкой 5 и повторить эксперимент при тех же значений F.

Вычислить момент трения на торце Т_т.

Все результаты занести в таблицу 3 журнала. В конце работы сделать краткие выводы, основанные на полученных результатах. В выводах должны быть проанализированы условия самоторможения болтового соединения, соотношение между моментами в резьбе Т_р и на торце гайки Т_т.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ

1. Какие материалы применяются для изготовления крепёжных деталей?

2. Какие типы резьбы применяются в крепёжных деталях?

3. Напишите зависимости между осевой силой F и окружной силой F_t при завинчивании и отвинчивании?

4. С помощью какого приспособления производится определение момента завинчивания Т_зав?

5. Напишите условие самоторможения.

Лабораторная работа № 2

РАЗБОРКА, ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ, СБОРКА ЗУБЧАТОГО РЕДУКТОРА

Цель работы:

1. Ознакомление с конструкцией редуктора и его узлов, определение области применения. Выявление основных требований по сборке редуктора и способов регулировки зубчатого зацепления.

2. Составление кинематической схемы зубчатого механизма-редуктора.

3. Определение основных параметров зубчатых пар редуктора путем замера и расчета.

4. Изучение конструкций и способов регулировки подшипниковых узлов валов редуктора. Изучение способов смазки зубчатых колес и подшипников.

5. Знакомство с СТ СЭВ 229-75 «передачи зубчатые цилиндрические» и СТ СЭВ 2873-81 «редукторы цилиндрические общего назначения».

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ЗУБЧАТЫХ РЕДУКТОРАХ

Зубчатые редукторы-механизмы для понижения угловых скоростей и увеличения крутящих моментов, выполненные в виде отдельных агрегатов. Они широко применяются в подъёмно-транспортном, металлургическом, химическом машиностроении, судостроении и т.д. Основное распространение имеют двухступенчатые редукторы (65% от общей потребности). Опоры валов редукторов, как правило, выполняются в виде подшипников качения.

Смазка зацепления уменьшает трение и износ, способствует охлаждению, уносит продукты износа из зоны зацепления. При окружных скоростях на зубчатых колесах до применяют картерную смазку (в масляной ванне). Ёмкость ванны назначают из расчета 0,35…0,7 л на 1кВт передаваемой мощности. Уровень масла контролируют с помощью маслоуказателей. При высоких применяют смазку поливанием.

Смазка подшипников качения при осуществляется разбрызгиванием. В, противном, случае применяют консистентную принудительную смазку от общей системы.

Оптимальный зазор в подшипниках достигается осевой регулировкой, например, с помощью регулировочных колец.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

Снять крышку редуктора и ознакомление с его конструкцией. Вычертить кинематическую схему редуктора. Заполнить для неё таблицу 1 журнала с указанием параметров зубчатых пар, определенных замером. Схема редуктора вычерчивается в журнале после заполнения таблицы 1.

Характеристики

Список файлов книги