Протокол лабораторної роботи № 6

ДОСЛІДЖЕННЯ ЯВИЩА РЕЗОНАНСУ ВАЛА

6.1. МЕТА РОБОТИ: дослідити вплив жорсткості вала та маси сконцентрованого на ньому вантажу на величину його критичної кутової швидкості.

6.2. Встановити розрахункові та експериментальні величини згідно п. 1-6.

Дані записати в таблицю 6.1.

Таблиця 6.1.

Вага діска з вантажем	Відстань між опорами	Розрахунко- вий прогин	Критична швидкість обертання	Прогин під дією ваги	Статичний прогин	Критична швидкість обертання
Q, H	L, м	fCT	ωkp	nkp	S, M	fCT	ωkp	nkp
19.6	0.55
0.525
0.5
23.05	0.55
0.525
0.5
26.48	0.55
0.525
0.5

*е - експериментальне значення

6.3. Визначити п. 7…9 лабораторної роботи

Дані записати в таблицю 6.2

Таблиця 6.2.

№ досліду	Навантаження	Відстань між опорами	Критична частота обертання валу
При збільшеній швидкості	При зменшеній швидкості	середнє
При вході в резо- нанс	При виході з резона- нсу	При вході в резонанс	При виході з резонансу
	19,6	0,55
	0,525
	0,5
	23,05	0,55
	0,525
	0,5
	26,48	0,55
	0,525
	0,5

6.4. побудувати графік залежностей критичної частоти обертання вала (розрахунковий і виміряний експериментально) від жорсткості вала (відстань між опорами 1) при вазі диска G=26.48 H і від ваги диска G при відстані між опорами L=0.55 м.

G=26,48

 

n_кр,об/хв

L, м

L=0.55м

 

n_кр,об/хв

18 22 26 26 G,H

6.5. Порівняти величини критичної частоти обертання вала, визначених дослідним шляхом.

Зробити висновки щодо впливу жорсткості вала та ваги диска, закріпленого на ньому, на критичну швидкість обертання.

 

Виконав студент 3 курсу ___________групи

______________________________________

Прийняв(ла)______________________________

Дата __________________________________

Лабораторна робота №7

Визначення коефіцієнтів тертя в різьбі і на торці гайки.

1.МЕТА РОБОТИ

Потрібно визначити коефіцієнт тертя в різьбі f і на торці гайки f_T, які змінюються в широких межах в залежності від наступних основних факторів:

1. Від поєднання матеріалів деталей різьбового поєднання, виду їх термічної обробки і захисних покриттів.

2. Від ступеня точності виготовлення і шорсткості поверхні різьби.

3. Від наявності сорту мастила.

Коефіцієнт тертя в різьбі визначається на спеціальній установці за допомоги вимірювання моменту закручування гайки і осьової сили затягування досліджуваного болта. Момент закручування гайки визначається динамометричним ключем, а сила затягування – плоскою динамометричною пружиною.

2.ОБЛАДНАННЯ ТА ПРИСТРОЇ

2.1. Установка ДМ-27 для проведення дослідів;

2.2. Набір болтів, гайок і шайб;

2.3. Динамометричний ключ із змінною головкою;

2.4. Штангенциркуль 0 – 125 мм;

2.5. Різьбомір;

2.6. Індикатор 0,01 мм / для динамометричного ключа і динамометричної пружини установки/.

3.Опис установки для визначення коефіцієнта тертя в різьбі і на торці гайки.

Установка /Мал.1/ складається із таких елементів: зварного корпусу 1; силовимірюючого пристрою 2 /динамометрична пружина та індикатор/; комплекту досліджуваних болтів і змінних деталей для дослідження болтів різних за діаметром.

До корпуса установки двома гвинтами 10 кріпиться динамометрична пружина 2. В центрі динамометричної пружини є круглий отвір, через який проходить досліджуваний болт 4,що спирається на сферичну шайбу 3. Болт затягується гайкою 5, торець якої спирається на втулку 6, остання в свою

чергу спирається на упорний підшипник 7. Установка такого підшипника виключає тертя на торці гайки і дозволяє визначити коефіцієнт тертя тільки в різьбі, так як момент тертя в підшипнику дуже малий і можна прийняти, що Т_зав = Т_р.

Затягування гайки, а, отже, досліджуваного болта здійснюється динамометричним ключем /мал.2/, забезпеченим набором змінних головок для різноманітних розмірів гайок. Для виключення можливості повороту болта в момент затягування головка його утримується змінним сухариком 8. Для визначення коефіцієнта тертя на торці гайки в корпус установки замість втулки 6 встановлюється обмежувач 9. В цьому випадку упорний підшипник не працює.

4.ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ

4.1.Дослідам піддають два однакових стандартних болта з гайками. У одному з них різьба знежирюється бензином чи другим матеріалом і досліджується без змащування, а у другого різьба перед затиском змащується. /Досліди можна проводити і на одному болту без та із змащуванням/.

4.2. Шляхом обміру визначають зовнішній діаметр різьби болта d, крок різьби р, зовнішній діаметр опорної поверхні гайки D ₁, і діаметр отвору під болт d_отв.

4.3. По табл. ГОСТа для даного зовнішнього діаметра d різьби і кроку р знаходять відповідні їм внутрішній d₁ і середній d₂ діаметри, а також визначають розрахунковий діаметр d_р.

4.4. Встановлюють індикатори динамометричної пружини та динамометричного ключа в гніздах так, щоб їх стержні, торкаючись упора, були підняті на 1-2 мм, і закріплюють установочними гвинтами. Після цього шкали індикаторів встановлюють нульовою поділкою проти стрілок.

4.5.Встановлюють випробовуваний болт і затягують гайку вручну чи звичайним гайковим ключем, до моменту початку відхилу від нуля стрілки індикатора установки.

4.6.Визначають допустиму силу затягування болта [P_зат] по формулі /5.11/.

4.7.Використовуючи динамометричний ключ, плавно, без перекосів, зупинок і ривків затягуючи гайку досліджуваного гвинта, фіксуємо показання індикаторів установки і динамометричного ключа для чотирьох сил затягування P_зат=0,25[P_зат]; 0,5[P_зат]; 0,75[P_зат] і [P_зат]. Користуючись тарованими графіками, знаходять відповідне кожному значенню показань індикаторів величини зусилля затягування P_зат і Т_зат. Навантаження і замірювання виконують тричі і визначають їх середнє арифметичне значення.

Кожний болт випробовують двічі. Один раз з установкою під гайку упорного підшипника для виключення торцевого тертя. Другий раз при встановленні обмежувача 9.

5.РОЗРАХУНКОВІ ЗАЛЕЖНОСТІ

При закручуванні гайки різьбового з’єднання зі сторони динамометричного ключа на гайку передається крутний момент Т_зав, той що долає момент тертя в різьбі Т_р і на торці гайки Т_т (мал.3)

Мал.3

Т_зав= Т_р + Т_т (5.1)

Виникаючі в результаті затягування болта осьові зусилля P_зат і моменти Т_р і Т_т зв’язані співвідношеннями:

(5.2)

(5.3)

де - середній діаметр різьби;

– кут підйому різьби, що визначається із рівності

; (5.4)

р – крок різьби;

f – дійсний коефіцієнт тертя;

ρ^’ – кут тертя в різьбі, який відповідає наведеному коефіцієнту тертя в різьбі f₁=tgρ^’; /5.5/

D₁ – зовнішній діаметр опорної поверхні гайки /рівний розміру під ключ/;

d_отв – внутрішній діаметр опорної поверхні /рівний отвору під болт/;

D_cep – середній діаметр опорної поверхні гайки

D_cep = 0,5(D₁ + d_отв); (5.4)

f_Т – коефіцієнт тертя на торці гайки.

Для різьб з кутом профілю α коефіцієнт тертя f₁ і дійсний коефіцієнт тертя f зв’язані залежністю

(5.7)

а також приближене

(5.7a)

де φ – кут тертя.

Для метричних кріпильних різьб с трикутним профілем α =60° і cosα/2=cos30°=0,87

f=0,87f₁ (5.8)

При визначенні коефіцієнтів тертя f і f_Т по величині крутних моментів в різьбі Т_р і на торці гайки Т_т із формули /5.2/ отримуємо

(5.9)

а із формули /5.3/

(5.10)

Використовуючи формули /5.5/ і /5.8/ визначають коефіцієнт тертя f.

Допустиме зусилля затягування болта визначають по формулі

(5.11)

- розрахунковий діаметр різьби;

d_p = d – 0,94p (5.12)

- допустиме напруження на розтяг для матеріалу болта;

1,3 - числовий коефіцієнт, враховуючий напруження кручення, яке виникає в витках з попереднім затягуванням.

6.ПОРЯДОК ОФОРМЛЕННЯ ПРОТОКОЛУ ДОСЛІДІВ

6.1.Заповнюються характеристика досліджуваного болта і умови мащення.

6.2.Заповнюються дані про результати дослідів по замірюванні повного крутного моменту Т_зав, і моменту в різьбі після чого виводяться середньоарифметичні дані.

6.3.Будується графік залежності моментів Т_зав і Т_р від сили затягування P_зат.

6.4.Визначаються залежності відношення еквівалентного напруження до напруження розтягу для різної величини зусилля затягування.

6.5.Визначаються відношення зусилля затягування болта P_зат і зусилля, яке прикладається до ключа.

6.6.Визначається дійсний коефіцієнт тертя f і на торці гайки f_Т.

6.7.Зробити висновки щодо виконаної лабораторної роботи.