Podstawy Konstrukcji Maszyn – Laboratorium

-BADANIE MECHANIZMU ŚRUBOWEGO

- BADANIE NOŚNOŚCI ZŁĄCZA ŚRUBOWEGO NAPIĘTEGO WSTĘPNIE

IMIR rok II GR. 5

Alicja Lemiech

Anna Leżuch

Ewa Listkiewicz

Konrad Kwieciński

3.Dane techniczne:

- przełożenie dźwigni zespołu obciążającego: / 10 2 1 l l 

- ciężar dźwigni i szalki obciąża śrubę siłą poosiową Q=500 N

- śruba posiada gwint prostokątny, 3-krotny o następujących wymiarach:

• średnica zewnętrzna śruby d = 40 mm

• średnica rdzenia dr = 28 mm

• skok gwintu h = 36 mm

• średnica otworu nakrętki Do = 29 mm

• średnica tarcia powierzchni czołowej śruby dm =6 mm

- średnica krążka linowego Dk = 100 mm

- średnica linki Dl = 2 mm

4.Opracowanie wyników:

Tabela z wynikami pomiarów:

Lp.	Q [N]	Δc [µm]	Δb [µm]	Fc [N]	Fb [N]
1	1000	422	309	200	12
2	2000	545	374	400	110
3	3000	656	363	575	100
4	4000	768	391	762	158

Obliczenia:

a) eksperymentalne wartości momentów zewnętrznych przyłożonych do

śruby w trakcie ćwiczenia dla spowodowania ruchu śruby:

• w dół-Mc

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

Mc1=0,5*200*(100+2)=10,2Nm

Mc2=0,5*400*(100+2)= 20,4Nm

Mc3=0,5*575*(100+2)=29,3Nm

Mc4=0,5*762*(100+2)=38,9Nm

• w górę-Mb

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

Mb1=0,5*12*(100+2)=0,612Nm

Mb2=0,5*110*(100+2)=5,61Nm

Mb3=0,5*100*(100+2)= 5,1Nm

Mb4=0,5*158*(100+2)=8,058Nm

b) teoretyczne wartości momentu skręcającego jaki trzeba przyłożyć do końcówki badanej śruby aby spowodować jej ruch:

• w dół-Mc

M_c’=0,5·Q·[d_s·tg(γ+ρ’)+µ·d_m]

M_c1’=0,5·1000[34·tg(18,63+5,71)+0,1·6]=7,99 Nm

M_c2’=0,5·2000[34·tg(18,63+5,71)+0,1·6]=15,98 Nm

M_c3’=0,5·3000[34·tg(18,63+5,71)+0,1·6]=23,97 Nm

M_c4’=0,5·4000[34·tg(18,63+5,71)+0,1·6]=31,955 Nm

• w górę-Mb

M_b’=0,5·Q·[d_s·tg(γ-ρ’)-µ·d_m]

M_b1’=0,5·1000[34·tg(18,63-5,71)-0,1·6]=3,599 Nm

M_b2’=0,5·2000[34·tg(18,63-5,71)-0,1·6]=7,199 Nm

M_b3’=0,5·3000[34·tg(18,63-5,71)-0,1·6]=10,799 Nm

M_b4’=0,5·4000[34·tg(18,63-5,71)-0,1·6]=14,399Nm

Przyjmując:

µ = tgρ = 0,1 ρ ′ = arctgµ µ’=$\frac{u}{\text{cosαr}}$=0,1

d_s=$\frac{40 + 28}{2}$=34 γ=arctg$\frac{h}{\pi \text{ds}}$=18,63 α_r=o^o

Tabela z wynikami:

Lp.	Q [N]	Mc [Nm]	Mb [Nm]	Mc’ [Nm]	Mb’ [Nm]
1	1000	10,2	0,612	7,99	3,599
2	2000	20,4	5,61	15,98	7,98
3	3000	29,3	5,1	23,97	10,799
4	4000	38,9	8,058	31,955	14,399

5. Wykresy porównawcze M=f(Q)

a) w dół

b) w górę

6. Pomiarowa sprawność mechanizmu śrubowego przy ruchu śruby:

1. w dół

η_c=$\frac{\mathbf{\text{Lu}}}{\mathbf{\text{Lw}}}$=$\frac{\mathbf{Q;h}}{\mathbf{2\pi Mc}}$=$\frac{\mathbf{Q h}}{\mathbf{2\pi 0,5 Fc}\mathbf{(Dk + Dl)}}$=$\frac{\mathbf{h}}{\mathbf{\pi (Dk + Dl)}}$·$\frac{\mathbf{Q}}{\mathbf{\text{Fc}}}$

η_c3=0,62

1. w górę

η_b=$\frac{\mathbf{\pi (Dk + Dl)}}{\mathbf{h}}$·$\frac{\mathbf{\text{Fb}}}{\mathbf{Q}}$

η_b3=0,297

7. Obliczeniowa sprawność mechanizmu dla ruchu śruby:

a) w dół

η_c’=$\frac{\mathbf{\text{Lu}}}{\mathbf{\text{Lw}}}$=$\frac{\mathbf{Q;h}}{\mathbf{2\pi Mc}}\mathbf{=}\frac{\mathbf{Q\pi ds;tg\gamma}}{\mathbf{2\pi 0}\mathbf{,5}\mathbf{Q\lbrack ds;tg}\left( \mathbf{\gamma +}\mathbf{\rho}^{\mathbf{'}} \right)\mathbf{+ dm u\rbrack}}$=$\frac{\mathbf{ds tg\gamma}}{\mathbf{\text{ds}}\mathbf{tg}\left( \mathbf{\gamma +}\mathbf{\rho}^{\mathbf{'}} \right)\mathbf{+ ds u}}$

η_c3’=$\frac{\mathbf{34}\mathbf{tg(18,63)}}{\mathbf{34}\mathbf{\text{tg}}\left( \mathbf{18,63 + 5,71} \right)\mathbf{+ 6*0,1}}$=0,717

1. w górę

η_b’=$\frac{ds;tg\left( \gamma - \rho^{'} \right) - dm u}{ds tg\gamma}$

η_b3’=$\frac{34tg\left( 18,63 - 5,71 \right) - 6*0,1}{34tg(18,63)}$=0,733

8. Wnioski:

-W złączach odpowiedzialnych śruby należy napinać za pomocą napinacza

hydraulicznego, aby uzyskać naciąg śruby z większą dokładnością niż kluczem

dynamometrycznym.

- większe nośności w złączach uzyskaliśmy przy powierzchniach ze smarem

(zmniejszony wpływ tarcia w powierzchniach zatłuszczonych)

-W zwykłych połączeniach napinanie kluczem dynamometrycznym jest wystarczające

jesteśmy w stanie dokładnie określić współczynnika tarcia pomiędzy zwojami

gwintu (wpływa na to otoczenie np. zatłuszczenie powierzchni lub pojawienie się

korozji). Dlatego też przyłożenie odpowiedniego momentu kluczem nie przekłada

się na naciąg w śrubie. Aby uniknąć tego problemu należy stosować napinacz hydrauliczny