Temat II: Badanie sprawności mechanizmu śrubowego

1.Wyniki ćwiczenia

Lp.	Q [N]	Δc [μm]	Δb [μm]	Fc [N]	Fb [N]
1	1000	420	310	150	13
2	2000	540	335	385	55
3	3000	660	364	580	100
4	4000	760	390	740	150

Obliczenia:

1. Wyznaczenie eksperymentalne wartości momentów zewnętrznych

przyłożonych do śruby w trakcie ćwiczenia dla spowodowania ruchu śruby w dół Mc, dla spowodowania ruchu śruby w górę Mb.

Mc=0,5*Fc*(Dk+Dl) [Nmm]

Mb=0,5*Fb*(Dk+Dl) [Nmm]

Przykładowe obliczenia dla punktu 1:

Mc=0,5*150*(100+2)=7650 [Nmm]

Mb=0,5*13*(100+2)=663 [Nmm]

2. Obliczanie teoretycznych wartości momentu skręcającego jaki trzeba przyłożyć do końcówki badanej śruby, aby spowodować jej ruch w dół Mc' lub w górę Mb'.

Mc'=0,5*Q*[ds*tg( γ+ ρ')+µ*dm] [Nmm]

Mb'=0,5*Q*[ds*tg( γ- ρ')-µ*dm] [Nmm]

Przykładowe obliczeń dla punktu 1:

Mc'= 0,5*1000*[34*tg(18,63+5,71)+0,1*6]=7990,09 [Nmm]

Mb'=0,5*1000*[34*tg(18,63-5,71)-0,1*6]=3599,77 [Nmm]

Tabela 2. Eksperymentalne i teoretyczne wartości momentów.

Lp.	Q [N]	Mc [Nmm]	Mb [Nmm]	M'c [Nmm]	M'b [Nmm]
1	1000	7650	663	7990,09	3599,77
2	2000	19635	2805	15980,17	7199,53
3	3000	29580	5100	23970,26	10799,30
4	4000	37740	7650	31960,35	14399,06

3. Wykresy porównawcze M=f(Q) zależności momentu skręcającego od obciążenia osiowego Q, na podstawie wyników uzyskanych z pomiaru oraz wykres momentów obliczony na podstawie wzorów teoretycznych.

4. Wyznaczenie pomiarowej sprawności mechanizmu śrubowego przy ruchu śruby dla jednego z jej obciążeń Q, na podstawie pomiaru siły Fc:

W dół:

ηc3=0,58

W górę:

ηb3=0,29

5. Wyznaczenie obliczeniowej sprawności mechanizmu dla tego samego obciążenia Q przy ruchu śruby:

W dół:

η'c3=0,717

W górę:

η'b3=0,733

V. Wnioski:

Wartości obliczeniowe momentów czynnych i biernych są niższe od wartości teoretycznych. Jest to spowodowane zużyciem poszczególnych elementów mechanizmu, oraz oporami tarcia na powierzchniach gwintu. Podczas ruchu śruby w górę sprawność rośnie wraz ze wzrostem

obciążenia osiowego, co może być spowodowane dodatkowymi czynnikami działającymi na mechanizm. Wartości momentów obliczonych na podstawie wzorów teoretycznych różnią się od wartości momentów obliczonych na podstawie zmierzonych danych. Różnica ta jest raz większa, raz mniejsza, a spowodowana jest głównie przez fakt, że wzory nie odwzorowują w pełni rzeczywistości, a zatem wzory teoretyczne mogą podawać wyniki jedynie z pewnym przybliżeniem.

Wykres porównawczy dla ruchu śruby w dół

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

40000

0

1000

2000

3000

4000

5000

Obciążenie osiowe śruby Q [N]

Moment czynny zmierzony i

moment obliczony [Nmm]

Moment czynny

zmierzony

Moment obliczony'

---