Akademia Górniczo-Hutnicza
im. Stanisława Staszica w Krakowie

Maszyny i urządzenia transportowe

Badanie własności mechanicznych drutów

Grupa:

Rok akademicki: 2013/14

1. Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia było badanie własności mechanicznych drutów na podstawie prób wytrzymałościowych na rozciąganie, skręcanie oraz przeginanie a następnie porównanie otrzymanych wyników do wartości wymaganych przez normę.

1. Przebieg ćwiczenia:

1. Zrywanie drutów na zrywarce wg normy PN – EN 10002-1+AC 1996

Schemat stanowiska:

Rysunek 1-Badany drut, 2- Zrywarka, 3- Siłomierz

Wartości zmierzone:
Średnica drutu d = 1,7 mm
Siłą zrywająca drut F = 3750 N

Określenie wytrzymałości druta na rozciąganie:

$$R_{m} = \frac{F}{\frac{\pi*d^{2}}{4}} = \frac{3750}{\frac{\pi*{1,7}^{2}}{4}} = \frac{3750}{2,2698} = 1652,13\ \left\lbrack \frac{N}{\text{mm}} = MPa \right\rbrack$$

Określenie klasy wytrzymałościowej druta:

Tabela 3 klas wytrzymałości druta:

Klasa	Wytrzymałość na rozciąganie [MPa]
I	1570
II	1770
III	1960

Przyjęto, iż badany drut należy do II klasy wytrzymałości.

1. Próba jednokierunkowego skręcania wg normy PN ISO 7800:1996

Schemat stanowiska:

Rysunek 1- Badany drut, 2- Szczęka obrotowa, 3- Szczęka nieruchoma, 4- obciążenie, 5- Silnik, 6- Licznik obrotów

Dane:
Średnica drutu d = 1.7 mm
Obciążenie druta $q = 0,02*\frac{F}{g} = 0,02*\frac{3750}{9,81} = 7,5\ kg$
Przyjęto masę obciążenia q=7,2 kg
Długość drutu L=100*d=100*1,7 = 170 mm
Dla średnicy druta równej 1,7mm prędkość obrotowa wynosi 1 obr/s, zastosowano obroty prawe.

Otrzymana liczba obrotów na skręcarce do drutów: 20

Minimalna liczba przegięć dla drutu o zadanej średnicy wg normy PN ISO 7800: 1996 wynosi 29. Drut nie spełnił wymagań stawianych przez normę.

1. Próba przeginania dwukierunkowego wg normy PN ISO 7801:1996

Schemat stanowiska:

Dane:
Średnica drutu d = 1.7 mm
Promień wałka zginającego: r=5 mm
Wysokość górnej szczęki h=20 mm
Średnica tulejki dg=2 mm
Szybkość przeginania: 1 przegięcie na sekundę.

Ilość pełnych przeciągnięć otrzymanych na przecinarce do drutów: 13

Minimalna liczba przegięć dla drutu o zadanej średnicy wg normy PN ISO 7801:1996 wynosi 13. Drut znalazł się na pograniczu wymagań stawianych przez normę.

1. Wnioski końcowe:

Linę należy wycofać z dalszej eksploatacji, gdyż nie spełnia wszystkich wymogów stawianych przez normę. Badania pokazały, że spadek własności wytrzymałościowych na rozciąganie wynosi ponad 100 MPa, co jest znaczącą wartością. Drut nie przeszedł testu na skręcanie oraz uzyskał graniczną wartość w teście na zginanie. Dalsza jego eksploatacja mogłaby stanowić zagrożenie dla życia oraz zdrowia użytkowników. Przy próbie skręcania zauważono, że drut się nagrzał. Po ukończonej próbie stwierdzono, że drut stracił wszelkie własności plastyczne – można było go złamać przy użyciu niewielkiej siły. Próba zginania może być obarczona pewnym błędem ze względu na ręczne przeginanie druta, a w konsekwencji zmienną prędkość jego przeginania, oraz brak naciągu drutu podczas próby.