Лабораторна робота дм – 11 Дослідження одноболтового з’єднання, яке працює на зсув
Мета роботи. Експериментальне і теоретичне визначення величини мінімальної сили, яка викликає відносний зсув з’єднаних деталей в залежності від сили затяжки болта і шорсткості спряжених поверхонь болтового з’єднання.
Короткі теоретичні відомості
В машинобудівній практиці дуже часто зустрічаються болтові з’єднання, які знаходяться під дією поперечних сил.
Ці
з’єднання здійснюються за допомогою
болтів, поставлених в отвори без зазора
(рис.11-1), або з зазором (рис.11-2). В останньому
випадку, щоб забезпечити нерухомість
з’єднуваних деталей, болти попередньо
затягують, в результаті чого в болтах
виникають осьові зусилля
.
Ці зусилля стискують з’єднувані деталі
між собою і створюють між ними сили
тертя
,
які забезпечують відносну нерухомість
деталей в з’єднанні.
Рис. 11-1.
Рис. 11-2.
Величина
зусилля затяжки
болта болтового з’єднання, яке знаходиться
під дією зсуваючої сили
визначається за умовою нерухомості
деталей в з’єднанні
,
звідки
,
(11-1)
де
- сила тертя між деталями, які з’єднуються;
-
коефіцієнт запасу на зсув деталей;
;
-
коефіцієнт тертя: для стальних і чавунних
деталей
;
- кількість площин тертя деталей
з’єднання;
- кількість болтів.
Максимальна
сила затяжки досліджуваних болтів
.
Момент
загвинчування
,
(11-2)
де
- момент сил тертя в різьбі:
;
-
сила тертя в різьбі при згвинчуванні
гайки дорівнює коловій силі
,
тобто
;
- момент сил тертя на торці гайки:
;
- сила тертя на торці гайки;
- середній діаметр різьби;
- кут підйому гвинтової лінії:
;
(11-3)
- крок різьби;
- приведений кут тертя:
;
(11-4)
- дійсний коефіцієнт тертя в різьбі;
;
- приведений коефіцієнт тертя;
- кут профілю різьби, для метричної
різьби:
;
-
коефіцієнт тертя на торці гайки;
;
-
середній діаметр опорної частини гайки
(головки болта):
;
-
розмір гайки під „ключ” (розхил ключа);
-
діаметр отвору під болт.
З
(11-1) і (11-2) при кількості болтів Z=1
отримаємо
формулу для визначення теоретичного
значення граничної зсуваючої сили
(теоретичної):
.
(11-5)
Будова і принцип роботи пристрою
Робота виконується за допомогою пристрою ДМ-23 (рис.11-4), який встановлюється на стіл машини ДМ-30 (рис.11-3).
Пристрій (рис.11-4) складається із основи 1, двох щок 3, набору змінних пластин 4. Повзун 5 і пластина 4 з’єднуються стяжним болтом 6, який центрується в отворі деталей змінними втулками 7. Між повзуном і болтом передбачений радіальний зазор, який забезпечує пересування повзуна відносно пластин. Щоки 3 з’єднані з основою 1 віссю 2, яка зафіксована від випадання шайбою 11.
Об’єктом дослідження в даному пристрої прийнято з’єднання, яке складається із повзуна 5, стиснутого з обох боків змінними пластинами 4, виконаних із різних матеріалів з різною ступінню шорсткості контактуючих поверхонь.
Рис. 11-3.
Рис. 11-4.
Тиск на повзун 5 під час проведення роботи здійснюють упором 10 через пуансон 9, який з’єднаний з динамометричним кільцем 8. В початковому положенні повзун 5 встановлюють так, щоб його риска співпадала з верхньою рискою пластини 4. Зусилля, прикладене до з’єднання контролюють по індикатору і тарувальному графіку (рис.11-5) кільцевого динамометра, встановленого на установці ДМ-30, а зусилля затяжки болта по індикатору і тарувальному графіку динамометричного ключа (рис.11-6).
Випробувальна машина (рис.11-3) складається із пустотілої основи 1 і двох стояків 7 з поперечиною 12. Пристрій ДМ-23 М кріпиться до столу, який з’єднаний з гвинтом точного переміщення 5. Пересування столу вгору або вниз виконується за допомогою черв’ячно-гвинтового редуктора 4, який приводиться в дію від руки через маховичок 3 і зубчасту пару 2. Підготовка досліджуваного вузла до роботи здійснюється за допомогою установочного гвинта 11 і маховичка 13.