Kraków, 29.01.2014

AKADEMIA GÓRNICZO – HUTNICZA

im. Stanisława Staszica w Krakowie

Ćwiczenie 5:

„Próba statyczna ściskania sprężyny śrubowej”

Imię Nazwisko	Wydział	Rok	Grupa	Zespół
Aleksander Mazurek Sebastian Mastalski	GiG	2	Ćw 4/2	6
Data	Ocena	Podpis

1. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest wyznaczenie zależności skrócenia (λ) od siły ściskającej (P) oraz określenie dla badanej sprężyny:

-Modułu sprężystości postaciowej (G)

-Stałej sprężyny (c)

dla sprężyn pracujących pojedynczo, równolegle oraz szeregowo. Przedmiotem badań są sprężyny śrubowe walcowe wykonane z drutu o przekroju kołowym.

1. Użyte wzory*

Zależność skrócenia sprężyny od siły ściskającej:

λ = c * P [mm]

S – siła ściskająca

c – stała sprężyny

Współczynnik proporcjonalności c:

$$c = \frac{8D^{3}n}{Gd^{4}}\ $$

D – średnica sprężyny

d – średnica drutu sprężyny

n – liczba zwojów sprężyny

Przekształcając powyższe wzory otrzymamy wartość G:

$$G = \frac{8D^{3}n}{cd^{4}}*P$$

Stałą sprężyny wyznaczamy z równania:

$$c = \frac{\lambda}{P}\ $$

Stała sprężyny dla układu:

- równoległego

$$c_{r} = \frac{c_{1}c_{2}}{c_{1} + c_{2}}$$

- szeregowego

c_sz = c₁ + c₂

1. Dane i wyniki

Podstawowe dane	Sprężyna 1	Sprężyna 2
Średnica [mm] D	65	40,2
Średnica drutu [mm] d	8	5,8
Liczba zwojów n	5	9

Przeprowadzona próba	λmax	Pmax
	[mm]	[N]
Ściskanie sprężyny 1	38	920
Ściskanie sprężyny 2	29	610
Ściskanie sprężyn połączonych równolegle	29	980
Ściskanie sprężyn połączonych szeregowo	65	880

G1	[MPa]	64929,84169
G2	[MPa]	86942,1786
c1		0,041304347
c2		0,047540983
cr		0,022101885
csz		0,088845331

1. Wnioski

Na podstawie zgromadzonych danych udało się obliczyć stałą sprężyny dla dwóch sprężyn oraz dla konfiguracji równoległej i szeregowej. Jednym z celów ćwiczenia było ustalenie. Sprężyna 2 wykazała mniejszy współczynnik c od sprężyny 1, więc można stwierdzić że będzie mniej skrócona przy podobnych obciążeniach niż sprężyna 1. Współczynniki obu sprężyn są do siebie zbliżone w przeciwieństwie do ich średnic oraz średnic drutów. Układ równoległy sprężyn wykazał mniejsze skrócenia przy większej sile przyłożonej niż szeregowy układ sprężyn.