Порядок выпалнения работы
Измеряют или берут из таблицы необходимые размеры болта и определяют податливость болта по зависимости (6).
Измеряют размеры соединяемых деталей. Подсчитывают площадь условного цилиндра по формуле (8) и определяют податливость деталей по формуле (7)
По зависимости (5) определяют расчетное значение коэффициента основной нагрузки.
Собирают соединение без прокладки в стыке и плавно, по показанию гальванометра, затягивают ключом болт на указанную преподавателем величину. Включение прибора и его настройку производит учебный мастер.
Нагружают соединение рядом растягивающих сил (через 200кгс) до полного раскрытия стыка деталей, по не более чем на 1000 кгс. Полное раскрытие стыка характеризуется, тем что усилие в болте при этом становится равным внешней силе, так как болт в этом случае воспринимает внешнюю силу полностью. Отсчет внешней силы производится по индикатору динамометрического кольца пресса. При каждом нагружении записывают величину осевого усилия в болте по показанию гальванометра.
Разгружают соединение, освобождают болт от затяжки, закладывают в стык соединяемых деталей упругую прокладку (резиновую, картонную) и повторяют опыт в той же последовательности, при той же начальной затяжке и тех же значениях внешней силы.
После окончания опытов разгружают соединение, освобождают болт от затяжки и выключают прибор.
По результатам опытов строят графики изменения усилий в болте в зависимости от внешней силы, приложенной к соединении. Начальный участок графика, соответствующий нормальной работе соединения без раскрытия стыка, близок к прямой. Определяют этот участок по графику и по последней его точке определяют экспериментальное значение коэффициента основной нагрузки по формуле (10) для стыка прокладки и с прокладкой.
Контрольные вопросы
По результатам проведенной работы подсчитать % расхождения расчетного значения коэффициента основной нагрузки с определенным экспериментально для того случая, когда прокладка в стыке отсутствовала. Каковы возможные причины этого расхождения?
Указать, как влияет расположение в стыке упругой прокладки на коэффициент основной нагрузки. В каком случае (с прокладкой или без прокладки) болт воспринимает большую нагрузку?
Если бы внешняя нагрузка изменялась по пульсационному режиму, то в каком случае (с упругой прокладкой или без прокладки в стыке) следовало бы ожидать более быстрого разрушения болта вследствие усталости?
Методические указания к лабораторной работе №4 изучение распределения нагрузки по виткам модели резьбы
Задача распределения нагрузки по виткам резьбы впервые была рассмотрена и решена Н.Е.Жуковским, который показал, что если гайка имеет 10 витков , то на первый виток резьбы, ближайший к соединяемым деталям, приходится 34%все силы, растягивающей винт , а на последний – только 1%.
Причиной неравномерного
распределения нагрузки являются упругие
деформации разных знаков винта и гайки:
винт растягивается, а гайки сжимается.
Это различие в характере деформации
особенно большое в области первого
витка резьбы, считая от опорной поверхности
гайки, где винт и гайка нагружены полной
осевой силой. В области верхних витков
винт растягивается меньшей силой, так
как часть осевой нагрузки передана
нижерасположенными витками резьбы на
гайку. На рис.10 приведено распределение
нагрузки по виткам резьбы М24х3 при высоте
гайки
.
Рис.10. График распределения нагрузки по виткам резьбы М24х3
В ответственных резьбовых соединениях принимают специальные меры для более равномерного распределения нагрузки по виткам. С этой целью предложено много конструкций гаек, главное особенностью которых в большинстве случаев является то, что деформации материала винта и гайки в области нижних витков гайки должны быть одного знака. На рис.11 приведены 2 такие гайки – гайка растяжения и гайка с поднутрением на торце, применение которых повышает выносливость резьбовых соединений на 30%.
Рис.11. Конструкция гаек с более благоприятным распределением нагрузки по виткам
В настоящей работе изучение распределения нагрузки по виткам резьбы производится на модели резьбовой пары винт-гайка. Из листовой резины вырезана деталь, имитирующая винт, и две одинаковые детали, имитирующие гайку. Резьба в модели, а деталь имеет возможность перемещаться.