3. Оборудование

Для проведения эксперимента применяется установка ДМ - 27, изображенная на Рис. 12.

Динамометрическая пружина 2 стягивается испытываемым болтом 6. Деформация пружины пропорциональна усилию затяжки и измеряется с помощью индикатора 3 и пересчитывается на усилие затяжки по тарировочному графику (Приложение 3).

Чтобы разделить Т_зав. на его составные части Т_р и Т_Т, установку собирают по двум схемам А и Б (Рис. 12). Схема Б позволяет определить полный момент завинчивания Т_зав., а схема А, в которой деталь 11 заменена упорным подшипником 8, почти полностью исключающим момент сопротивления на торце, дает возможность определить момент в резьбе Т_р. Величина моментов определяется с помощью торсионного моментного ключа (Рис. 11) и тарировочного графика (Приложение 4).

1. Корпус	7. Колодка
2. Динамометрическая пружина	8. Упорный шарикоподшипник
3. Индикатор	9. Фланец
4. Планка для крепления индикатора	10. Гайка
5. Шайба сферическая	11. Втулка (шайба)
6. Испытуемый болт

3. Порядок выполнения работы.

1) Испытанию подвергают стандартный болт с гайкой (растяжения, либо сжатия – по указанию преподавателя). Болт испытывают без смазки или с одной из видов смазок (по указанию преподавателя):

1. машинное масло,

2. литол-24.

2) Путем измерений определяют наружный диаметр резьбы d, шаг резьбы, число витков резьбы Z в соединении, наружный диаметр опорной поверхности гайки D₁ = 0,98S и диаметр отверстия под болт - d_отв.

П римечание. В зависимости от конструкции гайки число Z не всегда равно H/P. Например, в гайке (рис.13) Z=k/P. Опорная поверхность определяется диаметрами D_н, D_в, которые можно получить непосредственными измерениями.

3) По таблицам ГОСТа находят недостающие параметры резьбы болта и заносят в бланк отчета.

4) Определяют допускаемую силу затяжки [F]_зат. из условия прочности на растяжение (1.6):

Допускаемое напряжение при этом определяется по формуле

[σ_p] = 0,8∙σ_Т/n

где: σ_Т = 260 МПа - предел текучести для стали 5, из которой изготовлены болты.

n - коэффициент безопасности при статической нагрузке (в данной работе принять равным 4).

При испытании максимальная сила затяжки не должна превышать допускаемой силы затяжки болта и допускаемой силы затяжки динамометрической пружины

[F]_пруж. = 2·10⁴ кН.

5). Проводится первое испытание болта с опорой гайки через фланец на упорный подшипник (Рис. 12, А), что исключает трение скольжения на торце гайки.

Перед, испытанием болт устанавливается в приспособление, и гайка навинчивается от руки до устранения осевого люфта.

В процессе испытания фиксируют четыре значения силы затяжки:

F₃₁ ≈ 0,25[F]_зат.

F₃₂ ≈ 0,5[F]_зат.

F₃₃ ≈ 0,75[F]_зат.

F₃₄ ≈ [F]_зат.

При затягивании величину усилия затяжки контролируют по индикатору динамометрической пружины.

Для каждого значения усилия затяжки F_з замеряется значение момента завинчивания по индикатору моментного ключа с последующим переводом показаний индикатора в силовые единицы по тарировочному графику (Приложение 4). Результаты опыта заносятся в бланк отчета.

6). Производится второе испытание с опорой гайки на втулку (Рис. 12, Б), что исключает влияние упорного подшипника.

Повторяется затяжка с фиксацией четырех значений силы F_з и замером момента завинчивания на моментом ключе Т_зав.

Результаты второго опыта заносятся в бланк отчета.

ПРИМЕЧАНИЕ: При работе с моментным ключом, последний необходимо вращать плавно, без перекосов и остановок. Момент на ключе должен быть не более допускаемого [T]_зав = 10⁸ Нмм

7). В первом опыте (при установке под гайку упорного подшипника качения) момент сопротивления в подшипнике очень мал и можно принять

T_зав = Т_р .

В этом случае по формуле (1.8) можно определить приведенный угол трения в резьбе φ’

8). По формуле (1.9) определяется приведенный коэффициент трения f’ и по формуле (1.11) - действительный коэффициент трения в резьбе f_p.

9) При втором испытании (с опорой на втулку) на моментном ключе получают полный момент завинчивания Т_зав. и определяют момент сопротивления на торце гайки как Т_Т = Т_зав. - Т_р

где момент сопротивления в резьбе Т_р берётся из предыдущего опыта.

10). По формуле (1.7) определяется коэффициент трения на торце гайки f для четырех этапов испытания.

11). По формуле (1.12) определяется среднее значение давления на витках резьбы q_р для четырех значений усилия затяжки.

12). По формуле (1.13) определяется давление на торце гайки q_Т для соответствующих усилий затяжки.