Numer ćwiczenia: 5 Maciej Urbanowski
Jakub Wycisk
w. Górniczy k. Budownictwo rok III, gr. 2
Temat: Próba statyczna ściskania sprężyn śrubowych.
I. Celem ćwiczenia było:
Stworzenie charakterystyk λ=f(P) dwu sprężyn pracujących:
pojedynczo
równolegle
szeregowo
Wyznaczenie dla każdej ze sprężyn
modułu sprężystości postaciowej G:
;
D - średnica osiowa sprężyny
n - liczba zwojów sprężyny
d - średnica drutu sprężyny
λ - wartość zależności skrócenia sprężyny λ = c .P
stałej sprężyny c:
;
Obliczenie stałej (c) dla układu sprężyn połączonych:
równolegle
szeregowo
II. Aparatura pomiarowa:
Do stworzenia charakterystyk λ=f(P) wykorzystujemy maszynę, której schemat przedstawiony jest na rysunku 1.
Rysunek 1
Schemat maszyny wytrzymałościowej o napędzie mechanicznym: l - silnik wraz z układem przekładni, 2 - górna płyta oporowa maszyny, 3 - dolna płyta oporowa maszyny, 4 - badana sprężyna, 5 - wahadło siłomierza (6), 6 - siłomierz, 7 - wskazówka siłomierza, 8 - pisak urządzenia samopiszącego (9), l0 - bęben z nawiniętym papierem perforacyjnym, 11 - mechanizm do zerowania wskazówki siłomierza (6), 12 - listwa sterownicza, 13 - wskaźnik przemieszczeń płyty oporowej (2), 14 - ręczny przełącznik kierunku posuwu płyty oporowej (2), 15 - ciężarek wahadła (5), 16 - regulacja prędkości posuwu płyty oporowej (2)
III. Opracowanie wyników
1. Charakterystyki sprężyn:
Sprężyna 1
Liczba zwojów n=10
Średnica drutu d=5,4 mm
Średnica sprężyny D=42 mm
β1=59°
Sprężyna 2
Liczba zwojów n=6
Średnica drutu d=7,8 mm
Średnica sprężyny D=60,6 mm
β2= 64°
Sprężyny 1 i 2 w połączeniu równoległym
βr=73°
Sprężyny 1 i 2 w połączeniu szeregowym
βsz=44°
2. Otrzymane wartości stałych c1, c2, cr, csz metodą graficzną:
c1=ctgβ1= 89,03
c2= ctgβ2=89,1
cr= ctgβr =89,21
csz= ctgβsz=88.7
3. Zestawienie danych i wyników metody analitycznej
Tabela 1
D1 |
[mm] |
42 |
D2 |
[mm] |
60,6 |
d1 |
[mm] |
5,4 |
d2 |
[mm] |
7,8 |
n1 |
Il. Zwojów |
10 |
n2 |
Il. Zwojów |
6 |
Tabela 2
Przeprowadzona próba |
λmax [mm] |
Pmax [N] |
Ściskanie sprężyny 1 |
33 |
660 |
Ściskanie sprężyny 2 |
42 |
1440 |
Ściskanie sprężyn połączonych równolegle |
33 |
1740 |
Ściskanie sprężyn połączonych szeregowo |
74 |
1480 |
Tabela 3
G1 |
[MPa] |
139409,60 |
G2 |
[Mpa] |
98945,01 |
C1 |
[mm/N] |
20,00 |
C2 |
[mm/N] |
34,28 |
Cr |
[mm/N] |
12,63 |
csz |
[mm/N] |
54,28 |
IV. Wnioski:
Z przeprowadzonego doświadczenia wynika, że dla układu sprężyn połączonych szeregowo stała c przyjmuje większe wartości niż w połączeniu równoległym. Dla sprężyn pojedynczych stała c zależy głównie od średnicy zewnętrznej osiowej. Moduł sprężystości postaciowej G jest wprost proporcjonalny do siły ściskającej P i odwrotnie proporcjonalny do skrócenia sprężyny λ .
V. Załączniki
Oryginalne wyniki pomiarów.