Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa w Chełmie

Instytut Nauk Technicznych

LABORATORIUM WYTRZYMAŁOŚCI MATERIAŁÓW

Data wykonania ćwiczenia:	Nr ćwiczenia: 2	Ocena ze sprawozdania:
Wykonał:		Grupa:
Temat: Sprawność śruby		Prowadzący: ………………………………….

1. Podstawy teoretyczne:

Gwint to śrubowe nacięcie na powierzchni walcowej, zewnętrznej lub wewnętrznej. Komplementarne gwinty wewnętrzny i zewnętrzny mają tak dobrany kształt, że dokładnie pasują do siebie. Ruch obrotowy elementu z gwintem zewnętrznym powoduje przesuwanie się tego elementu względem elementu z gwintem wewnętrznym.

Gwint może być interpretowany jako równia pochyła nawinięta na powierzchnię walcową. W związku z tym mechanika gwintu jest identyczna jak równi pochyłej, dlatego też śrubę zalicza się wraz z równią pochyłą do maszyn prostych.

Średnica gwintu d: jest to średnica okręgu opisanego na zewnętrznych wierzchołkach gwintu w prostopadłym przekroju poprzecznym śruby. Średnica ta odpowiada średnicy wewnętrznej D nakrętki.

Skok gwintu P: odległość pomiędzy wierzchołkami gwintu w przekroju wzdłużnym śruby lub nakrętki.

Zaokrąglenie szczytu i dna bruzdy gwintu R: w gwintach trójkątnych unika się pozostawiania ostrych krawędzi szczytu gwintu jak i bruzdy gwintu, gdyż powoduje to spiętrzenie naprężeń w obszarze takiego karbu. Promień R typowo wynosi około jedną dziesiątą część skoku gwintu (R ok. 0.1 * P)

Gwint drobnozwojowy (zwykły) - występują w elementach niezbyt dokładnych produkowanych seryjnie lub masowo. Gwinty drobne maja mniejsza podziałkę niż gwinty zwykle o tej samej średnicy. Ze wglądu na mniejsza głębokość gwintu są one stosowane w celu zwiększenia średnicy rdzenia śruby; są nacinane na tulejach, rurach itd. Charakteryzują sie wysoka samohamownością, zabezpieczająca połączenie przed luzowaniem.

Gwint grubozwojowy (gruby) - stosowany w zarysach trapezowych (przy d ≥ 22mm). Głównie w przypadkach, gdy o obciążalności połączenia decydują naciski jednostkowe na powierzchniach roboczych gwintu, np. w połączeniach spoczynkowych odkręcanych.

Gwint prawy to gwint śruby, którą wkręcamy kręcąc w prawo czyli zgodnie z ruchem wskazówek zegara. Jest to podstawowy kierunek gwintu stosowany w większości zastosowań.

Gwint lewy - gwint śruby, którą wkręca się kręcąc w lewo, czyli przeciwnie do ruchu wskazówek zegara

Gwint metryczny jest podstawowym gwintem. Gwint metryczny jest znormalizowany. Jest on wykorzystywany w połączeniach spoczynkowych. Do jego zalet należy: duża wytrzymałość ze względu na duży kąt gwintu. Natomiast wadami gwintu są: niedokładne osiowanie oraz niska sprawność.

Gwinty metryczne mogą być:

• trapezowe

• stożkowe

• okrąglaste

• trójkątne

Gwint niesymetryczny jest to gwint trapezowy. Gwint niesymetryczny charakteryzuje się dużą wytrzymałością, gwinty te mogą pracować tylko w jednym kierunku.

Gwint trapezowy jest stosowany w połączeniach rurowych. Charakteryzują się on wysoką wytrzymałością oraz dużą sprawnością. W oznaczeniach podaje się skok gwintu - ze względu na stosowanie różnych skoków dla tych samych średnic.

Gwint prostokątny nieznormalizowany jest stosowany w wyjątkowych przypadkach w produkcji jednostkowej, ponieważ jego zadania są spełniane przez gwint trapezowy. Gwint prostokątny może przenieść mniejsze obciążenie oraz ma nieco bardziej skomplikowaną budowę niż gwint trapezowy.

Gwint okrągły posiada zaokrąglony zarys przez co charakteryzuje się dużą wytrzymałością zmęczeniową. Jest on stosowany w połączeniach często rozłącznych, m. in. w złączach wagonowych, hakach dźwigów czy w przewodach pożarniczych.

Gwint stożkowy powstaje podobnie jak gwint walcowy z tą różnicą, że jest nacinany na powierzchni stożka. Gwinty stożkowe są stosowane do łączenia przewodów rurowych wodnych, paliwowych, smarowych itd. Zapewniają one szczelność połączenia bez stosowania dodatkowych uszczelnień. Gwint stożkowy jest wykonywany na rurze lub na złączce, jest on w geometrii podobny do walcowego, lecz nacięty na powierzchni stożkowej. Gwinty stożkowe używane są w gwintowych połączeniach rurowych (trójniki, kolanka, mufy) i szybkozłączach. Są to najczęściej gwinty calowe. Gwinty stożkowe rurowe mają oznaczenie R, np. R 1/2", przy czym wymiar 1/2" (pół cala) jest średnicą wewnętrzną rury - nie jest to żaden z wymiarów gwintu. Średnica rury często podawana jest także w milimetrach, stąd np. rura o średnicy wewnętrznej 1" (jednocalowa) jest oznaczana także jako 25 (1 cal ~ 25 mm)

Gwint toczny jest specjalnym rodzajem gwintu. W gwintach tocznych są wprowadzone kulki, które znajdują się między śrubą a nakrętką. Średnice i skoki tych gwintów są znormalizowane. Gwinty toczne są wykonane z dużą dokładnością, umożliwiającą uzyskanie bezluzowej pracy i wysokiej sprawności.

Gwint walcowy -(oznaczenie: G)- rodzaj gwintu nacinany na rurach i elementach je łączących. Gwinty te opisano w normie PN-79/M-02030. Średnice podaje się w calach według powyższej normy.

Występują jeszcze gwinty:

 gwint zewnętrzny

 gwint wewnętrzny

 gwint pojedynczy

 gwinty dwukrotne (wielokrotne)

 gwint normalny

 gwint do drewna

Śruba rzymska w sprzęgu śrubowym

Do nacinania gwintów zewnętrznych używa się narzynek, głowic gwinciarskich lub specjalnych frezów. Gwinty zewnętrzne wykonuje się również metodą walcowania. Do wykonywania gwintów wewnętrznych służą gwintowniki. Gwinty można także wykonywać metodami obróbki plastycznej i odlewniczymi. Gwinty zarówno wewnętrzne jak i zewnętrzne o różnych średnicach nacina się również na tokarkach.

W celu jednoznacznego określenia postaci nominalnej gwintu należy podać w płaszczyźnie osiowej pięć jego podstawowych parametrów: średnicę zewnętrzną, średnice podziałową, średnice wewnętrzną, kąt gwintu i podziałkę (skok).

W celu znormalizowania gwintów metrycznych wprowadzono następujące zasady:
· Przyjęto symetryczny zarys nominalny o kącie gwintu a = 60 stopni.
· Znormalizowano wartością podziałek.
· Do oznaczenia gwintów przyjęto średnice zewnętrzną nominalną gwintu zewnętrznego, nazywając ją znamieniową.
· Przyporządkowano średnicą znamieniowym wartości podziałek i na tej podstawie określono wartości nominalne pozostałych średnic.

Nakrętka - łącznik w połączeniu śrubowym. Jest pierścieniem z naciętym na całej długości otworu gwintem. Nakręcana jest na wolny koniec trzonu śruby zgodnie z wymaganiami montażowymi.

Ze względu na kształt, nakrętki dzielą się na:

a) sześciokątne

b) koronowe

c) czworokątne

e) okrągłe otworowe

f) okrągłe rowkowe

g) skrzydełkowe

h) radełkowe

Schemat gwintu metrycznego

2. Schemat stanowiska

Śruba 1 wspólnie z nakrętką 2. Do dolnego końca śruby przyczepiona jest belka 3 za pomocą zawleczki 4. Wzdłuż rowków śruby nawinięte są dwie linki 5 w dolnym jej końcu przymocowane do śruby. Linki, schodzące ze śruby przerzucone są przez krążki 7 i przytwierdzone do belki 3.

Jeśli masa m1 (łączona masa odważników, belki i szalki) jest dostatecznie duża, to wyjęcie zawleczki 4 spowoduje opadnięcie ciężaru, a śruba pod działaniem sił w linkach zacznie się obracać i podnosić do góry. Uderzenie masy m1 po przebyciu drogi H1 i śruby po przebyciu drogi H2 łągodzi amortyzator 8. Pomiar liczby obrotów n ułatwia urządzenie regulacyjne 10 związane z nakrętką śruby.

3. Tabela pomiarów i wyników

Wielkość	g [m*s-1]	m [kg]	me [kg]	n	H1 [m]	H2 [m]	R [m]	r [m]
Wartość					0,89	0,095

Lp.	Masa [N]	T [s]	Tśr [s]	ή
1	120	4,5	4,3
						4,1
		2			100	5,4	5,4
						5,4
		3			80	13,3	13,15
						13
		4			75	13,8	13,85
						13,9

4.Obliczenia

5.Wnioski:………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

---