3. Устройство и принцип работы экспериментальной установки

Установка состоит из литого основания 1, в верхней плоскости которого крепится редуктор 2 и трубчатая колонка 3, на которой смонтированы рабочая рамка и измерительные устройства. Редуктор состоит из червяка, на конце которого закреплен маховичок 4, червячного колеса и ходового винта, расположенных внутри колонки 3. При вращении маховика ходовой винт перемещает вдоль оси колонки гайку и соединенную с ней втулку 5 (рис. 2).

Рис. 2. Устройство экспериментальной установки для определения характеристик винтовых пружин

На втулку насажен кронштейн 6, который можно перемещать вручную вдоль втулки и фиксировать в нужном положении ручкой 7. Перемещение и установка кронштейна осуществляется при переходе от работы с пружинами растяжения к пружинам сжатия и наоборот.

На кронштейне закреплен нижний крючок 8 для пружин растяжения и верхняя ступенчатая опора 9 для пружин сжатия. Рабочая рамка состоит из верхней и нижней траверс 10 и 11, соединенных между собой двумя плоскими металлическими полосами 12.

В верхней части рамки закреплена перекладина 13, в нижней части которой имеются два шарика, упирающиеся в плоскую измерительную пружину 14. Верхняя траверса прикреплена к металлической пластинке, закрепленной на колонке, и имеет верхний крючок 15 для пружин растяжения. Нижняя траверса имеет два отверстия, в которые входят с зазором два направляющих штифта, установленных на верхней части корпуса редуктора. На нижней траверсе закреплена нижняя ступенчатая опора 16 для пружин сжатия.

В верхней части колонки 3 закреплен кронштейн 17 с индикатором часового типа 18, головка которого также упирается в измерительную пружину 14.

При перемещении кронштейна пружины, установленные на опорах или крючках, испытывают усилия сжатия или растяжения. Эти усилия передаются рабочей рамке, которая надавливает на измерительную пружину и деформирует ее. Пружина предварительно тарируется и определяется цена одного деления, соответствующая определенному усилию. По отклонению стрелки индикатора определяют усилия, действующие на пружину. На колонке закреплена масштабная линейка 19, а на кронштейне – нониус 20, позволяющие определить деформацию пружины с точностью до 0,1 мм.

Максимальные усилия нагружения пружин до 100 Н.

4. Порядок выполнения работы

1. Проведение тарировки установки

1. Снять с нижней траверсы ступенчатую опору и установить стрелку индикатора на нуль.

2. Положить на траверсу 11 груз весом 10 Н и сверху положить ступенчатую опору.

3. Снять показания индикатора.

4. Последовательно устанавливая грузы весом 30, 40 и 50 Н и добавляя ступенчатую опору, снять показания индикатора. Результаты занести в табл. 1.

Таблица 1

Определение цены деления индикатора

Нагрузка F, H	10	20	30	40	50
Показания индикатора ui, мм
Цена деления индикатора аi, Н/мм

5. Вычислить цену деления индикатора при каждом нагружении траверсы по формуле

(6)

где - приращение нагрузки, Н; - приращение показаний индикатора, мм.

6. Вычислить среднее значение цены деления шкалы индикатора:

(7)