7.4. Порядок выполнения работы

Из комплекта сменных деталей выбирают две пластины заданной шероховатости, болт с шайбой и гайкой, предназначенные для испытания. Выполняют обмеры и необходимые параметры соединения заносят в таблицу отчета по лабораторной работе.

А) Расчет силы трения при сдвиге

Для построения расчетного графика необходимо:

1. Замерить штангенциркулем наружный диаметр болта и шаг резьбы и округлить до номинальных по ГОСТу.

Внутренний диаметр , средний диаметр резьбы и угол подъема резьбы можно взять из табл. 7.1.

Таблица 7.1.

Резьба метрическая

Наружный диаметр резьбы, d, мм		10	12
С крупным шагом	Шаг резьбы, Р, мм	1,5	1,75
	Ср. диаметр, , мм	9,026	10,863
	Вн. диаметр, , мм	8,376	10,106
	Угол подъема	3002	2055
	Площадь, см2	0,533	0,762

С мелким шагом	P=0,5 мм
		Ср. диаметр, , мм	9,625	11,675
		Вн. диаметр, , мм	9,495	11,459
		Угол подъема	0057	0047
		Площадь, см2	0,629	1,017
С мелким шагом	P=0,75 мм
		Ср. диаметр, , мм	9,513	11,513
		Вн. диаметр, , мм	9,188	11,188
		Угол подъема	1026	1011
		Площадь, см2	0,647	0,964
С мелким шагом	P=1,0 мм
		Ср. диаметр, , мм	9,350	11,350
		Вн. диаметр, , мм	8,818	10,918
		Угол подъема	1057	1036
		Площадь, см2	0,604	0,911

2. Определить предельную силу затяжки болта по формуле

(7.6)

Площадь болта по внутреннему диаметру см² берут из табл. 7.1.

Допускаемое напряжение определяют по формуле

, (7.7)

где - коэффициент запаса прочности;

- коэффициент, учитывающий сложное напряженное состояние;

- предел текучести материала; для

ст3 Н/мм²

ст4 Н/мм²

3. Задавшись рядом значений (меньше допустимых ), определить расчетную силу по формуле (7.2).

4. Для принятых значений определить момент завинчивания по формуле (7.3).

Значения коэффициентов трения можно взять из табл. 7.2

Таблица 7.2

Коэффициенты трения

Показатели	Коэффициенты трения (сталь по стали)
Шероховатость контактирующих поверхностей	4	6	4	6
Без смазки Слабые следы смазки Смазанные поверхности	0,4 0,25 0,15	0,35 0,20 0,10	0,35 0,20 0,13	0,30 0,18 0,07

Приведенный угол трения

, (7.8)

где - приведенный коэффициент трения

(7.9)

Значение действительного коэффициента трения в резьбе дано в табл. 7.2

5. По данным расчета построить зависимость расчетной силы сдвига от момента завинчивания .

Б) Проверка силы трения опытным путем

1. Собирают испытуемый узел. Боковые пластины 13 совмещают с отверстием колодки 14 и вставляют болт 12, надевают шайбу и завертывают гайку 19 от руки. По рискам следует контролировать зазор между болтом и пластинами (колодкой).

2. Затягивают гайку болта динамометрическим ключом (рис. 7.3) до момента , соответствующего первому принятому значению . Момент фиксируется по шкале индикатора ключа в кгс/см. Колодка с зевом должна располагаться, как показано на рис. 7.3. Ключ следует вращать за рукоятку плавно и непрерывно до нужного показания стрелки.

Рекомендуется осуществлять затяжку болта до моментов равных , , , и .

3. Вращением маховика 11 нагружают болтовое соединение до начала сдвига колодки относительно пластин. Начало сдвига определяется по скачку стрелки индикатора динамометрического кольца. Наибольшее показание силы сдвига соответствует трению покоя. Это значение заносят в журнал.

4. Аналогичные операции повторяют для других значений . После проведения одного опыта болт затягивают следующим без снятия предыдущей затяжки. При этом нужно следить, чтобы не выбирался зазор между болтом и пластинами (колодкой), в противном случае болт будет работать на изгиб. Вся серия опытов повторяется трижды.

5. Опытные точки зависимости наносят на график и сопоставляют расчетные данные с опытными.

Выводы

Дать анализ опытных данных и пояснить причины возможного несогласования опытных и расчетных кривых.

Форма отчета

Лабораторная работа №7.

Исследование болтового соединения, работающего на сдвиг

1. Схема соединения для испытания

2. Расчет силы трения при сдвиге

Наружный диаметр болта Шаг резьбы Внутренний диаметр резьбы Средний диаметр резьбы Угол подъема резьбы Угол профиля резьбы Площадь сечения болта в резьбе Предел текучести Коэффициент запаса прочности Допускаемое напряжение Допускаемая сила затяжки

, мм , мм , мм , мм , мм 2 , Н/мм2 , Н/мм2 , Н

Измерить Измерить Табл. 11.1 Табл. 11.1 Табл. 11.1 Рассчитать Задаться Задаться (1,5-2,5) Рассчитать Рассчитать

Принятое значение силы затяжки Коэффициенты трения Для стыка Для резьбы Для торца гайки Приведенный угол трения в резьбе Диаметр опорной поверхности гайки Наружный Внутренний Крутящий момент при затяжке Расчетная сила трения при сдвиге

мм мм Н·мм Н

3. Проверка силы сдвига опытным путем

   Значения моментов затяжки	Показания индикатора		Величина сдвигающих усилий
   	На ключе	На прессе

4. Построение графика

5. Выводы

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Работу выполнил_________________________

Работу принял____________________________