Piątek (N)

11.45-13.15

Politechnika Śląska

Wydział: Mechaniczny-Technologiczny

Kierunek: Mechanika I Budowa Maszyn

Grupa dziekańska: III

Sekcja: A

Semestr: 5

Sprawozdanie

Ćwiczenie 3: Wyznaczanie sztywności statycznej

Paweł Flasz

Przebieg Ćwiczenia

W kłach tokarki mocuje się prostokątną belkę 1, do której dociska się koniec stępionego noża 2, zamocowanego w imaku nożowym suportu. Prostokątny przekrój belki ułatwia dokonywanie pomiarów odkształceń za pomocą czujników. Pokręcając korbką śruby pociągowej suportu poprzecznego 3, można dowolnie regulowac siłę nacisku noża 2 na belkę, a więc siłę P_y obciążającą cały układ. Czujniki 4, 5 ,6 i 7 służą do pomiaru przemieszczeń poszczególnych zespołów tokarki.

W wykonywanej metodzie dynamometrem jest sprężysta belka stalowa 1 o przekroju prostokątnym b x h = 20 x 40 mm. Wykręcanie śruby pociągowej suportu poprzecznego powoduje wywarcie obciążenia poprzez pseudonóż 2 i belkę 3 na badane zespoły obrabiarki. Pomiarów przemieszczeń należy dokonywane przy użyciu czujników zegarowych I klasy dokładności, o wartości działki elementarnej 0,001 mm.

Schemat układu obciążającego w pomiarach sztywności statycznej tokarki (przedmiot w kłach)

Protokół pomiarowy :

		fs [µm]								fw [µm]
L.p.		I		II		III		śr.		I		II		III		śr.
1.		17		12		13		14,00		11		11		12		11,33
2.		30		29		28		29,00		15		14		15		14,67
3.		32		33		42		35,67		19		19		21		19,67
4.		45		46		56		49,00		23		24		24		23,67
5.		50		52		73		58,33		26		27		32		28,33
6.		67		69		79		71,67		33		33		38		34,67
7.		86		77		93		85,33		39		40		45		41,33
8.		89		88		111		96,00		45		44		51		46,67
9.		105		104		123		110,67		51		52		56		53,00
10.		120		119		136		125,00		57		57		60		58,00
11.		110		110		130		116,67		56		56		59		57,00
12.		107		107		126		113,33		52		51		58		53,67
13.		101		103		125		109,67		48		49		53		50,00
14.		86		86		120		97,33		48		47		55		50,00
15.		62		63		105		76,67		47		47		50		48,00
16.		45		46		88		59,67		46		45		47		46,00
17.		35		36		73		48,00		31		30		40		33,67
18.		37		39		61		45,67		28		28		35		30,33
19.		33		34		49		38,67		21		21		30		24,00
20.		31		33		35		33,00		16		15		22		17,67
		fk [µm]								fc [µm]
L.p.		I		II		III		śr.		I		II		III		śr.
1.		8		8		10		8,67		20		20		0		13,33
2.		15		16		14		15,00		30		31		9		23,33
3.		19		20		15		18,00		50		52		12		38,00
4.		31		32		19		27,33		54		53		21		42,67
5.		31		29		20		26,67		66		67		31		54,67
6.		34		34		20		29,33		81		81		42		68,00
7.		40		42		23		35,00		91		92		62		81,67
8.		42		40		24		35,33		110		110		82		100,67
9.		43		41		28		37,33		125		125		109		119,67
10.		43		43		31		39,00		142		143		126		137,00
11.		40		41		36		39,00		140		137		135		137,33
12.		35		36		28		33,00		138		134		126		132,67
13.		28		28		28		28,00		135		130		130		131,67
14.		28		27		18		24,33		110		116		120		115,33
15.		23		22		16		20,33		115		97		105		105,67
16.		21		20		14		18,33		95		81		80		85,33
17.		18		18		9		15,00		80		79		75		78,00
18.		15		15		7		12,33		79		59		68		68,67
19.		8		7		4		6,33		60		54		60		58,00
20.		6		5		2		4,33		50		51		20		40,33

Obliczenia:

L.p.	śr.fs	śr.fk	śr.fw	śr.fc
1.	14,00	8,67	11,33	13,33
2.	29,00	15,00	14,67	23,33
3.	35,67	18,00	19,67	38,00
4.	49,00	27,33	23,67	42,67
5.	58,33	26,67	28,33	54,67
6.	71,67	29,33	34,67	68,00
7.	85,33	35,00	41,33	81,67
8.	96,00	35,33	46,67	100,67
9.	110,67	37,33	53,00	119,67
10.	125,00	39,00	58,00	137,00
11.	116,67	39,00	57,00	137,33
12.	113,33	33,00	53,67	132,67
13.	109,67	28,00	50,00	131,67
14.	97,33	24,33	50,00	115,33
15.	76,67	20,33	48,00	105,67
16.	59,67	18,33	46,00	85,33
17.	48,00	15,00	33,67	78,00
18.	45,67	12,33	30,33	68,67
19.	38,67	6,33	24,00	58,00
20.	33,00	4,33	17,67	40,33
śr.	70,67	23,63	37,08	81,60

fp	Py [mN]	Py [N]
4,00	34406,4	34,4
14,17	121856	121,9
16,83	144793,6	144,8
23,50	202137,6	202,1
30,83	265216	265,2
39,67	341196,8	341,2
47,17	405708,8	405,7
55,00	473088	473,1
65,50	563404,8	563,4
76,50	658022,4	658,0
68,67	590643,2	590,6
70,00	602112	602,1
70,67	607846,4	607,8
60,17	517529,6	517,5
42,50	365568	365,6
27,50	236544	236,5
23,67	203571,2	203,6
24,33	209305,6	209,3
23,50	202137,6	202,1
22,00	189235,2	189,2

Wskaźniki sztywności statycznej tokarki
wskaźnik sztywności wrzeciona:
wskaźnik sztywności konika: wskaźnik sztywności suportu: wskaźnik sztywności tokarki:

jw.[N/µm]	jk[N/µm]	js[N/µm]	jt[N/µm]
4,67	7,34	2,12	1,79

Wnioski:

Z przebiegów wykresów można odczytać błędy pomiarowe wynikające z niedokładności odczytów przemieszczeń z czujników zegarowych.

Duże odchyłki sztywności mogą również wynikać z wieku maszyny na której był wykonywany pomiar.

Najmniejsze odchyłki od sztywności średniej otrzymaliśmy na wykresie sztywności dla suportu.

Największe odchyłki otrzymaliśmy na wykresie sztywności dla konika.

Z obliczeń wynikło, że największy wskaźnik sztywności występuje na koniku.

---