Akademia Górniczo – Hutnicza
im. Stanisława Staszica

Katedra Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn

Podstawy Konstrukcji Maszyn

Laboratorium 3:
„Badanie wytrzymałości połączeń rozłącznych – połączenie kołkowe”

Dominika Kęsik

Anna Majewska

Gr 29

1. Cel ćwiczenia
   
   Celem ćwiczenia było badanie nośności połączenia kołkowego.

2. Schemat stanowiska
   
   Na stanowisku pomiarowym znajduje się maszyna wytrzymałościowa wraz z oprzyrządowaniem i rejestratorem samopiszącym.
   
   
   Rys. Przedstawiający schemat zrywarki

1. Podstawa ruchoma

2. Podstawa nieruchoma

3. Układ rejestrujący

1. Przebieg ćwiczenia
   
   Ćwiczenie polegało na zbadaniu nośności połączenia kołkowego. Przed rozpoczęciem badania zmierzyliśmy średnice kołków: kołek aluminiowy Φ 5,5 mm,
   kołek miedziany Φ 6 mm i kołek stalowy Φ 6mm. Wykonane połączenie zostało ustawione centrycznie na podstawie maszyny wytrzymałościowej, a następnie zbliżono podstawę (2) do zetknięcia się ze sworzniem. Kolejnym krokiem było rozpoczęcie obciążania wykonanego połączenia do momentu ścięcia kołka i odczytanie wartości siły, przy której to ścięcie nastąpiło.

Rys. Schemat połączenia kołkowego

1. Sworzeń

2. Tuleja

3. Kołek

Nr próbki	Mierzona siła P [N]
	Stal C55
1	22600
2	27300
3	26700
4	28300
5	26600
6	27000
7	27400
8	26300
9	26000
10	28200
11	27700
12	28450
13	27100
14	28200
15	26200
16	26600
17	26000
18	24500
19	24900
20	25900
21	26000
22	25900
23	23900
24	25100
Wartość średnia siły P	26368,8

1. Wyniki pomiarów
   
   

2. Opracowanie wyników badań
   

Średnia wartość siły ścinającej kołek:

• Dla kołka stalowego: 26368,8 N

• Dla kołka miedzianego: 12597,92 N

• Dla kołka aluminiowego: 5118,75 N

Odchylenie standardowe siły ścinającej kołek:

• Dla kołka stalowego: 1349,98

• Dla kołka miedzianego: 300,90

• Dla kołka aluminiowego: 395,58

Wartość średnia wytrzymałości doraźnej materiału kołka na ścinane:

• Dla kołka stalowego: 467849218,1

• Dla kołka miedzianego: 222780078,9

  • Dla kołka aluminiowego: 107725535,9

Odchylenie standardowe wytrzymałości doraźnej materiału kołka na ścinanie:

• Dla kołka stalowego: 23872974,5

• Dla kołka miedzianego: 5321025,59

• Dla kołka aluminiowego: 8325024,5

Współczynnik zmienności empirycznej wytrzymałości doraźnej materiału kołka na ścinanie:

• Dla kołka stalowego: 0,051

• Dla kołka miedzianego: 0,023

• Dla kołka aluminiowego: 0,077

Minimalna i maksymalna wytrzymałość materiału kołka na ścinanie:

• Dla kołka stalowego: 396230294,7

• Dla kołka miedzianego: 206817002,2

• Dla kołka aluminiowego: 82750462,37

• Dla kołka stalowego: 539468141,6

• Dla kołka miedzianego: 238743155,7

• Dla kołka aluminiowego: 132700609,4

1. Wnioski
   

Przyglądając się wynikom badań można jednoznacznie stwierdzić, że najmocniejszym połączeniem okazało się połączenie z kołkiem stalowym, które średnio wynosiło 26368,8 N drugim z kolei okazało się połączenie z kołkiem miedzianym 5118,75 N, najsłabsze połączenie to połączenie z kołkiem aluminiowym. Możemy zatem powiedzieć, że na elementy zabezpieczające najbardziej nadaje się połączenie z kołkiem aluminiowym, gdyż przy mniejszych obciążeniach ulega zniszczeniu. W czasie momentu ścięcia kołka stalowego usłyszeliśmy charakterystyczny dźwięk, który był związany z dużą twardością materiału.