Лабораторное оборудование

Экспериментальное исследование деформации цилиндрической винтовой пружины при сжатии выполняют с помощью машины для испытания пружин МИП-100-2. Испытываемую пружину устанавливают между тарелями. Верхняя тарель с помощью компенсационной пружины соединена с подвижной кареткой, перемещающейся по направляющим колоннам. Привод каретки осуществляется от электродвигателя через червячный редуктор, размещенный в цоколе машины, и винтовую передачу. Для работы по настройке и испытанию отдельных пружин предусмотрен ручной привод от маховика. Специальная электроблокировка исключает одновременную работу обоих приводов.

Величину нагрузки определяют по шкале циферблатной указательной головки. Усилие передаётся при помощи рычага с передаточным отношением 1:10. Деформацию измеряют по специальной вертикальной линейке. Прозрачное ограждение защищает оператора в процессе испытания.

Типы и основные параметры машин для статических испытаний винтовых цилиндрических пружин на растяжение-сжатие и рессор на изгиб с предельной нагрузкой 100…500 кН стандартизированы ГОСТ 17086-71.

Порядок выполнения работы

1. Ознакомиться с устройством и принципом действия испытательной машины и методикой проведения эксперимента.

2. Замерить средний диаметр витков D и прутка d (диаметр определяют как среднее арифметическое от нескольких измерений в разных частях пружины, а средний диаметр витка D равен разности между максимальным диаметром пружины и диаметром прутка), а также шаг h пружины с помощью штангенциркуля; определить число рабочих

(полного профиля, т.е. нужно учитывать, что крайние витки, как правило, сошлифованы) витков пружины n. Данные измерений заносят в рабочий журнал.

3. Определить угол подъёма витков по формуле

,

а также индекс пружины с=D/d.

4. Описать в рабочей тетради назначение, форму пружины и сечение витка, принцип действия, зарисовать пружину.

5. Установить пружину между тарелями нагрузочного устройства и ввести её в контакт с верхней тарелью с помощью ручного привода.

6. Установить стрелку на шкале силоизмерителя в нулевое положение, зафиксировать исходную точку отсчёта на шкале деформаций.

7. Выбрать шаг нагружения продольной силой (20…60 Н) и закрыть пружину прозрачным защитным экраном.

8. Выполнить ступенчатое нагружение пружины (8…10 ступеней) вплоть до начала полного обжатия витков пружины. Зафиксировать значения нагрузки и соответствующей осадки пружины.

9. Нанести данные измерений в виде точек на графике с координатами «нагрузка-смещение» и зафиксировать верхнее значение нагрузки, при котором нарушается линейность характеристики пружины (то есть линейный характер зависимости F().

10. Аппроксимировать данные измерений на графике с помощью линейной функции с минимальным разбросом опытных точек относительно последней (это удобно сделать с помощью прозрачной линейки). Определить угловой коэффициент линейной зависимости.

11. Рассчитать величину модуля сдвига G для материала пружины.

12. Определить изменение касательных напряжений соответственно приращению сжимающей силы, найти величину максимальных касательных напряжений в пружине.

13. Указать и проанализировать факторы, влияющие на погрешность определения модуля сдвига.

14. Оформить расчёт, написать выводы по лабораторной работе.