4. Оформление работы.

1. Полученные в результате испытаний и расчетов значения сдвигающей силы Q и моментов завинчивания заносятся в бланк отчета.

2. По данным эксперимента строятся графики зависимости сдвигающей силы Q от величины момента завинчивания Т_зав.

3. По результатам испытаний необходимо сделать выводы:

• о характере зависимости силы Q и момента Т_зав;

• о нагрузочной способности рассматриваемых в работе видов соединения.

5. Вопросы для самопроверки

1. Объяснить принцип действия приспособления для испытания болтового соединения.

2. Объяснить принцип действия приспособления для испытания клеммового соединения.

3. Виды и назначение клеммовых соединений.

4. Как определить необходимую силу затяжки в болтовом и клеммовом соединениях?

5. Какие напряжения при работе испытывает болт, поставленный в отверстие с зазором?

6. Какие напряжения при работе испытывает болт, поставленный в отверстие без зазора?

7. Как связана величина сдвигающей силы Q с показаниями индикатора?

8. Объяснить принцип действия рычажного моментного ключа.

9. Как зависит величина сдвигающей силы от усилия затяжки и момента завинчивания?

10. Дать сравнительную характеристику рассмотренных в работе резьбовых соединений.

Лабораторная работа № 3 «Испытание соединения с гарантированным натягом».

Цель работы:

1. Для соединения типа вал-втулка, изображенного на Рис. 20, определить натяг и силы, необходимые для запрессовки и выпрессовки.

2. На основании экспериментальных данных расчетным путем определить коэффициенты трения при запрессовке и выпрессовке вала и втулки.

1. Расчетные зависимости.

Соединения с гарантированным натягом деталей типа вал-втулка представляют собой напряженные соединения, которые могут передавать осевую силу, крутящий и изгибающий моменты. Величина нагрузок, воспринимаемых соединением, зависит от величины натяга размеров соединения и коэффициентов трения.

При запрессовке вала во втулку с натягом происходит деформация деталей (вал сжимается, втулка растягивается), сопровождающаяся смятием гребешков микронеровностей. В результате деформации на поверхности стыка возникает давление q, которое может быть определено по зависимости

МПа (3.1)

где: δ - расчетный натяг, мкм,

E₁ и Е₂ - модули упругости соответственно для материала вала и втулки в МПа.

C₁ и С₂ - коэффициенты жесткости для вала и втулки, определяемые по формулам Ляме:

, (3.2)

где: d - номинальный диаметр соединения, мм,

d₁ - диаметр отверстия вала, мм (при отсутствии отверстия d₁=0),

d₂ - наружный диаметр втулки, мм.

Расчетный натяг δ связан с измерительным натягом δ_и следующей зависимостью

δ = δ_и-1,2(R_Z1 + R_Z2) (3.3)

где R_Z1 и R_Z2 - высота гребешков микронеровностей на сопрягаемых поверхностях вала и втулки.

Высота микронеровностей определяется качеством обработки детали и зависит от метода обработки (точение, фрезерование, шлифование и т.п.). Для выяснения параметров шероховатости может использоваться специальный микроскоп, либо измеритель шероховатости (рис.21). А для визуального сравнения применяются образцы шероховатости по ГОСТ 9378-93.

П ортативный измеритель шероховатости поверхности типа TR100 фирмы TIME снабжен современным микропроцессором для сбора и обработки данных с отображением всех результатов измерений. В корпусе прибора объединены: процессор, дисплей и преобразователь.

С помощью переключателя пользователь может выбрать единицы измерения: Rа или Rz. В дополнение к измерению шероховатости плоских, закругленных и наклонных поверхностей, TR100 измеряет в пазах и углублениях размером не менее 80 х 30 мм.

Технические характеристики:

Погрешность измерений: не более 5% от измеренной величины.

Зона измерения: 1.25 мм, 4.0 мм, 5.0 мм.

Диапазон измерения: R_а 0.05-10 мкм; R_z 0.1-50 мкм.

Сила, необходимая для запрессовки вала во втулку:

F_З = qf_Зπdl (3.4)

где: l - длина запрессовки, равная длине втулки.

Сила при выпрессовке:

F_В = qf_Вπdl (3.5)

В этих формулах f_З и f_В - коэффициенты трений, действующие при запрессовке и выпрессовке. Их величины зависят от сочетания материалов втулки и вала, наличия смазки, качества поверхности, точности сборки и прочего.