Определение коэффициента трения в резьбовом соединении

Цель работы: экспериментально определить коэффициент трения в резьбовом соединении и сравнить с данными технической литературы.

Оборудование и инструменты: стенд ДМ27М с набором деталей резьбового соединения, штангенциркуль, шаблон резьбовой.

Теоретические предпосылки.

При затяжке резьбового соединения момент на ключе идёт на преодоление момента в резьбе и момента на торце :

Подставив уравнения (2) и (3) в уравнение (1), получим

где F – осевая сила, возникающая в стержне болта при затяжке гайки, H; – средний диаметр резьбы, мм.

или по готовым таблицам по ГОСТ 24705-81;

– угол подъёма резьбы, град.; ;

– угол профиля резьбы, град.; для метрической резьбы ;

– средний диаметр опорного торца гайки, мм.

где – наружный диаметр опорного торца гайки (поз.7 на рис.);

– диаметр отверстия в стопорной шайбе (поз.6 на рис.)

Порядок выполнения работы.

1. Заменяют размеры деталей резьбового соединения, мм: наружный диаметр болта , шаг резьбы , наружный диаметр опорного торца гайки , внутренний диаметр отверстия шайбы .

2. Определяют допускаемые напряжения в болте , МПа

где – предел текучести материала болта, МПа; для стали 3 и стали 10 МПа; – безразмерный коэффициент запаса прочности, для болтов при постоянной нагрузке и контролируемой затяжке рекомендуют [1, с.53].

В данной работе для увеличения долговечности резьбы принимают больший коэффициент запаса прочности, равный 5.

Определяют допустимую для данного болта осевую силу , Н

где – расчётный диаметр резьбы, мм;

3. Определяют деформацию динамометрической скобы 1, выраженную в делениях , индикатора скобы 2, под действием допустимой осевой силы , подсчитанной по формуле (6)

где – коэффициент пропорциональности; Н/дел.

4. Собирают резьбовое соединение на стенде ДМ27М в такой последовательности: на болт 3 надевают сферическую шайбу 5 и вставляют болт в отверстие динамометрической скобы 1. На конец болта надевают стопорную шайбу 6 так, чтобы выступы шайбы вошли в углубления динамометрической скобы, и завинчивают гайку 7 до упора в стопорную шайбу.

5. Проверяют настройку индикатора 2 динамометрической скобы и индикатора 9 динамометрического ключа. Надевают динамометрический ключ 8 на гайку 7 и плавно завинчивают гайку. При этом в стержне болта появляется осевая сила, которая деформирует динамометрическую скобу 1. Когда стрелка индикатора скобы отклонится на заданное число делений , рассчитанное по уравнению (8), записывают число делений , на которое отклонилась стрелка индикатора динамометрического ключа. После этого отвинчивают гайку и повторяют опыт несколько раз. Показания индикатора динамометрического ключа заносят в таблицу.

измерение	1-е	2-е	3-е	среднее
Число делений индикатора ключа,	40	45	42	=42, 3

Подсчитанное среднее значение показаний индикатора 9 на ключе. Определяют момент на ключе , Н∙ м

где – коэффициент пропорциональности: Н·м/дел.

6. После экспериментального определения момента на ключе в уравнении (4) известны все величины, кроме коэффициентов трения в резьбе и на торце. Коэффициент трения зависит от материалов трущихся пар, смазки, шероховатости поверхностей и т.д. Эти факторы практически одинаковы в резьбе и на торце гайки, поэтому принимают коэффициент трения в резьбе, равным коэффициенту трения на торце гайки. С учётом этого допущения

Лабораторная работа № 9

Исследование прессового соединения с гарантированным натягом

Цель работы: Определить экспериментально силу запрессовки для группы соединений валиков и втулок, рассчитать минимальный и максимальный натяги и подобрать стандартную посадку, общую для группы соединений.

Оборудование и инструменты: Набор валиков и втулок, штангенциркуль для измерений деталей, стенд ДМ37 для запрессовки и выпрессовки соединений, набор эталонов поверхностей для определения высоты микронеровностей.

Порядок выполнения работы.

1. Измеряют диаметры валика и втулки, длину рабочей поверхности втулки в соответствии с рис.

Соединение с гарантированным натягом

2. Определяют величину микронеровностей по эталонам поверхностей (валик), (втулка).

3. По указанию преподавателя задают глубину запрессовки (см. рис.) и заполняют таблицу.

мм	мм	мм	мкм	мкм	мм	мкм	мкм	мкм
			0, 8	0, 8		59, 6	0, 05	-0, 006

4. На столе машины растяжения-сжатия ДМ30М закреплена болтами специальная подставка ДМ37, в которую устанавливают втулку, в отверстие втулки запрессовывают вал.

Запрессовку вала во втулку производят пуансоном, который закреплён на динамометрическом кольце машины. Деформацию кольца динамометра измеряют индикатором. Она пропорциональна силе запрессовки или выпрессовки. Динамометр предварительно протарирован. Вращением верхней рукоятки пресса машины пуансон опускают до соприкосновения с валом и затем (постепенно) запрессовывают его во втулку. При достижении заданной величины записывают число делений индикатора ( ) без останова пресса.

Коэффициенты трения покоя и движения различаются существенно, поэтому перемещения пуансона должно осуществляться плавно, без рывков на всём участке запрессовки и выпрессовки.

После запрессовки вал и втулку переворачивают и выпрессовывают. Полученные результаты записывают в таблицу.

Глубина запрессовки, мм	Число делений индикатора	Сила запрессовки, Н

5. Рассчитывают силу запрессовки , Н

где – коэффициент пропорциональности, Н/дел.

6. Рассчитывают давление , МПа, на поверхности сопряжения деталей.

Па

где – коэффициент трения для прессовых соединений без нагрева ;

– номинальный диаметр соединения, мм;

– длина запрессовки, мм

7. Рассчитывают действительный натяг , мкм

мкм

где и – коэффициенты

где – коэффициент Пуассона, для стали

– модуль упругости, для стали МПа

8. Определяют расчётный натяг соединения , мкм, до запрессовки с учётом того, что в процессе запрессовки происходит частичная деформация и срезание микронеровностей на поверхности сопряжения деталей

мкм

9. Определяют стандартную посадку по расчётным натягам, вычисленным по данным эксперимента. Экспериментальные допуски деталей должны быть меньше или равны стандартным и располагаться относительно нулевой линии (номинального размера) внутри стандартных полей допусков.

Согласно рисунку допуски и посадки деталей соответствуют стандартам, если

где и – максимальные и минимальные натяги стандартных посадок соответственно

ø 30

Лабораторная работа № 10

Предыдущая 1 2 3 4 5 678 Следующая