PODSTAWY KONSTRUKCJI MASZYN -laboratorium SPRAWOZDANIE |
|||
TEMAT: Badanie nośności złącza śrubowego napiętego wstępnie w zależności od rodzaju metody napinania |
|||
Wykonali: Paweł Syrek Łukasz Para Krystian Szopa Jerzy Wołoszyn |
|
|
grupa: MK2 IMiR |
Cel ćwiczenia
-porównanie dokładności i powtarzalności napinania śrub kluczem dynamometrycznym i napinaczem hydraulicznym.
-określenie wpływu zatłuszczenia (zabrudzenia) powierzchni gwintu i powierzchni oporowych śrub na nośność złącza.
Przebieg ćwiczenia.
Badanie nośności złącza o suchych powierzchniach oporowych śrub i gwintu.
-śruby oczyszczone benzyną założono do złącza z wykorzystaniem podkładek centrujących
-wyzerowano czujnik dynamometru
-dokręcono wstępnie nakrętki obu śrub
-kluczem dynamometrycznym dokręcono kolejno obie śruby
-wprowadzono siłę obciążającą badane złącze
-zapisano największą siłę przenoszoną przez złącze
-rozłączyliśmy badane złącze, a następnie przeprowadziliśmy te same czynności tylko z wykorzystaniem napinacza hydraulicznego
Badanie nośności złącza o zatłuszczonych powierzchniach oporowych śrub i gwintu.
-ćwiczenie przeprowadziliśmy tak samo ja w punkcie 2.1 tylko dla zatłuszczonych powierzchni oporowych śrub i gwintu.
Wyniki pomiarów.
a). Dla suchych powierzchni oporowych śrub i gwintu
Metoda napinania |
Moment/ Ciśnienie napinania |
Wskazanie czujnika dynamometru |
Wartość sił obciążających dźwignię |
Nośności złącza |
Teoretyczna siła napięcia |
Siła napięcia wyzn. z nośności złącza |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Klucz dynamometrycz. |
150 Nm |
|
74 |
2,584 |
12,92 |
46,265 |
129,2 |
|
|
|
91 |
3,178 |
15,89 |
|
158,9 |
|
|
|
85 |
2,968 |
14,84 |
|
148,4 |
|
|
|
95 |
3,317 |
16,585 |
|
165,85 |
|
|
|
84 |
2,933 |
14,665 |
|
146,65 |
|
|
|
90 |
3,143 |
15,715 |
|
157,15 |
|
|
|
85 |
2,968 |
14,84 |
|
148,4 |
|
|
|
81 |
2,829 |
14,145 |
|
141,45 |
|
|
|
72 |
2,514 |
12,57 |
|
125,7 |
|
|
|
77 |
2,689 |
13,445 |
|
134,45 |
|
|
|
68 |
2,375 |
11,875 |
|
118,75 |
|
|
|
72 |
2,514 |
12,57 |
|
125,7 |
|
|
|
76 |
2,654 |
13,27 |
|
132,7 |
|
|
|
68 |
2,375 |
11,875 |
|
118,75 |
|
|
|
72 |
2,514 |
12,57 |
|
125,7 |
|
|
|
71 |
2,479 |
12,395 |
|
123,95 |
Napinacz hydrauliczny |
28MPa |
|
51 |
1,781 |
8,905 |
46,48 |
89,05 |
|
|
|
56 |
1,956 |
9,78 |
|
97,8 |
|
|
|
55 |
1,921 |
9,605 |
|
96,05 |
|
|
|
50 |
1,746 |
8,73 |
|
87,3 |
|
|
|
38 |
1,327 |
6,635 |
|
66,35 |
|
|
|
73 |
2,549 |
12,745 |
|
127,45 |
|
|
|
77 |
2,689 |
13,445 |
|
134,45 |
|
|
|
74 |
2,584 |
12,92 |
|
129,2 |
|
|
|
75 |
2,619 |
13,095 |
|
130,95 |
|
|
|
64 |
2,235 |
11,175 |
|
111,75 |
|
|
|
48 |
1,676 |
8,38 |
|
83,8 |
|
|
|
50 |
1,746 |
8,73 |
|
87,3 |
|
|
|
62 |
2,165 |
10,825 |
|
108,25 |
|
|
|
74 |
2,584 |
12,92 |
|
129,2 |
|
|
|
73 |
2,549 |
12,745 |
|
127,45 |
|
|
|
69 |
2,41 |
12,05 |
|
120,5 |
b). Dla zatłuszczonych powierzchni oporowych śrub i gwintu
Metoda napinania |
Moment/ Ciśnienie napinania |
Wskazanie czujnika dynamometru |
Wartość sił obciążających dźwignię |
Nośności złącza |
Teoretyczna siła napięcia |
Siła napięcia wyznaczona z nośności złącza |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Klucz dynamometryczny |
150 Nm |
|
158 |
5,518 |
27,59 |
46,265 |
275,9 |
|
|
|
147 |
5,133 |
25,665 |
|
256,65 |
|
|
|
99 |
3,457 |
17,285 |
|
172,85 |
|
|
|
104 |
3,632 |
18,16 |
|
181,6 |
|
|
|
87 |
3,038 |
15,19 |
|
151,9 |
|
|
|
81 |
2,829 |
14,145 |
|
141,45 |
|
|
|
84 |
2,933 |
14,665 |
|
146,65 |
|
|
|
81 |
2,829 |
14,145 |
|
141,45 |
|
|
|
77 |
2,689 |
13,445 |
|
134,45 |
|
|
|
81 |
2,829 |
14,145 |
|
141,45 |
|
|
|
78 |
2,724 |
13,62 |
|
136,2 |
|
|
|
74 |
2,584 |
12,92 |
|
129,2 |
|
|
|
78 |
2,724 |
13,62 |
|
136,2 |
|
|
|
70 |
2,444 |
12,22 |
|
122,2 |
|
|
|
74 |
2,584 |
12,92 |
|
129,2 |
|
|
|
75 |
2,619 |
13,095 |
|
130,95 |
Napinacz hydrauliczny |
28MPa |
|
82 |
2,864 |
14,32 |
46,48 |
143,2 |
|
|
|
98 |
3,422 |
17,11 |
|
171,1 |
|
|
|
88 |
3,073 |
15,365 |
|
153,65 |
|
|
|
98 |
3,422 |
17,11 |
|
171,1 |
|
|
|
89 |
3,108 |
15,54 |
|
155,4 |
|
|
|
85 |
2,968 |
14,84 |
|
148,4 |
|
|
|
82 |
2,864 |
14,32 |
|
143,2 |
|
|
|
81 |
2,829 |
14,145 |
|
141,45 |
|
|
|
73 |
2,549 |
12,745 |
|
127,45 |
|
|
|
71 |
2,479 |
12,395 |
|
123,95 |
|
|
|
78 |
2,724 |
13,62 |
|
136,2 |
|
|
|
75 |
2,619 |
13,095 |
|
130,95 |
|
|
|
78 |
2,724 |
13,62 |
|
136,2 |
|
|
|
72 |
2,514 |
12,57 |
|
125,7 |
|
|
|
72 |
2,514 |
12,57 |
|
125,7 |
|
|
|
67 |
2,34 |
11,7 |
|
117 |
4. Wyznaczenie wartości napięć śrub
a). Dla klucza dynamometrycznego.
gdzie:
-średnica podziałowa śruby M20
-średnia średnica powierzchni oporowej nakrętki
-skok gwintu śruby M20
-kąt wznosu linii śrubowej
b). Dla napinacza hydraulicznego.
gdzie:
czynne pole powierzchni tłoka napinacza
5. Wyznaczenie nośności złącza z otrzymanych wyników
a). Wartości sił oddziaływujących na dźwignie
wyznaczono z wykresu cechowania dynamometru .
b). Wartość nośności złącza
gdzie;
5- przełożenie dźwigni przenoszącej obciążenie.
c). Wartości napięcia w śrubach złącza
na podstawie nośności.
gdzie;
-liczba powierzchni trących,
-współczynnik tarcia pomiędzy posmarowanymi powierzchniami płyt, wyznaczony eksperymentalnie,
-ilość śrub w złączu
Obliczenia statystyczne.
6. Suche powierzchnie gwintu i oporowe śrub -napinane kluczem dynamometrycznym
a). Nośność złącza wynikająca z wyników badań ustawiona w szeregu niemalejącym
Lp. |
Wskazanie czujnika |
Nośność złącza |
1 |
68 |
11,875 |
2 |
68 |
11,875 |
3 |
71 |
12,395 |
4 |
72 |
12,57 |
5 |
72 |
12,57 |
6 |
72 |
12,57 |
7 |
74 |
12,92 |
8 |
76 |
13,27 |
9 |
77 |
13,445 |
10 |
81 |
14,145 |
11 |
84 |
14,665 |
12 |
85 |
14,84 |
13 |
85 |
14,84 |
14 |
90 |
15,715 |
15 |
91 |
15,89 |
16 |
95 |
16,585 |
b). Wykluczanie błędów grubych
O błąd gruby podejrzane są skrajne wyniki, które należy sprawdzić. Aby odrzucić podejrzany wynik należy spełnić warunek:
-wartość krytyczna przy wykluczaniu pojedynczych wyników, dal wszystkich możliwych do zaakceptowania wyników n-1
c). Średnia nośność z wyników możliwych do zaakceptowania przy podejrzeniu pierwszego
i ostatniego
dla
dla
d). Wartość średnia będąca nieobciążonym estymatorem odchylenia standardowego z populacji.
e) Sprawdzenie zależności do odrzucenia podejrzanych wyników
Dla przyjętego poziomu ufności
wartość krytyczna
Ponieważ
nie ma podstaw do podrzucenia sprawdzanych wyników.
f). Średnia nośność
g). Wartość średnia będąca nieobciążonym estymatorem odchylenia standardowego z populacji
h). Szereg kumulacyjny
Nr pozycji |
Wartość nośności złącza |
|
1 |
11,875 |
0,059 |
2 |
11,875 |
0,118 |
3 |
12,395 |
0,176 |
4 |
12,57 |
0,235 |
5 |
12,57 |
0,294 |
6 |
12,57 |
0,353 |
7 |
12,92 |
0,412 |
8 |
13,27 |
0,471 |
9 |
13,445 |
0,529 |
10 |
14,145 |
0,588 |
11 |
14,665 |
0,647 |
12 |
14,84 |
0,706 |
13 |
14,84 |
0,765 |
14 |
15,715 |
0,824 |
15 |
15,89 |
0,882 |
16 |
16,585 |
0,941 |
i). Weryfikacja hipotezy zerowej założonego kształtu rozkładu
Z wykresu Kołmogrowa odczytano (obliczono):
Dla poziomu istotności
Dal
nie ma podstaw do odrzucenia hipotezy.
Dla
hipotezę można uznać za słuszną bez dalszych badań.
7. Suche powierzchnie gwintu i oporowe śrub -napinacz hydrauliczny.
a). Nośność złącza wynikająca z wyników badań ustawiona w szeregu niemalejącym
Lp. |
Wskazanie czujnika |
Nośność złącza |
1 |
38 |
6,635 |
2 |
48 |
8,38 |
3 |
50 |
8,73 |
4 |
50 |
8,73 |
5 |
51 |
8,905 |
6 |
55 |
9,605 |
7 |
56 |
9,78 |
8 |
62 |
10,825 |
9 |
64 |
11,175 |
10 |
69 |
12,05 |
11 |
73 |
12,745 |
12 |
73 |
12,745 |
13 |
74 |
12,92 |
14 |
74 |
12,92 |
15 |
75 |
13,095 |
16 |
77 |
13,445 |
b). Wykluczanie błędów grubych
O błąd gruby podejrzane są skrajne wyniki, które należy sprawdzić. Aby odrzucić podejrzany wynik należy spełnić warunek:
-wartość krytyczna przy wykluczaniu pojedynczych wyników, dal wszystkich możliwych do zaakceptowania wyników n-1
c). Średnia nośność z wyników możliwych do zaakceptowania przy podejrzeniu pierwszego
i ostatniego
dla
dla
d). Wartość średnia będąca nieobciążonym estymatorem odchylenia standardowego z populacji.
e). Sprawdzenie zależności do odrzucenia podejrzanych wyników
Dla przyjętego poziomu ufności
wartość krytyczna
Ponieważ
nie ma podstaw do podrzucenia sprawdzanych wyników.
f). Średnia nośność
g). Wartość średnia będąca nieobciążonym estymatorem odchylenia standardowego z populacji
h). Szereg kumulacyjny
Nr pozycji |
Wartość nośności złącza |
|
1 |
6,635 |
0,059 |
2 |
8,38 |
0,118 |
3 |
8,73 |
0,176 |
4 |
8,73 |
0,235 |
5 |
8,905 |
0,294 |
6 |
9,605 |
0,353 |
7 |
9,78 |
0,412 |
8 |
10,825 |
0,471 |
9 |
11,175 |
0,529 |
10 |
12,05 |
0,588 |
11 |
12,745 |
0,647 |
12 |
12,745 |
0,706 |
13 |
12,92 |
0,765 |
14 |
12,92 |
0,824 |
15 |
13,095 |
0,882 |
16 |
13,445 |
0,941 |
i). Weryfikacja hipotezy zerowej założonego kształtu rozkładu
Z wykresu Kołmogrowa odczytano (obliczono):
Dla poziomu istotności
Dal
nie ma podstaw do odrzucenia hipotezy.
Dla
hipotezę można uznać za słuszną bez dalszych badań
8. Natłuszczone powierzchnie gwintu i oporowe śrub -napinane kluczem dynamometrycznym
a). Nośność złącza wynikająca z wyników badań ustawiona w szeregu niemalejącym
Lp. |
Wskazanie czujnika |
Nośność złącza |
1 |
70 |
12,22 |
2 |
74 |
12,92 |
3 |
74 |
12,92 |
4 |
75 |
13,095 |
5 |
77 |
13,445 |
6 |
78 |
13,62 |
7 |
78 |
13,62 |
8 |
81 |
14,145 |
9 |
81 |
14,145 |
10 |
81 |
14,145 |
11 |
84 |
14,665 |
12 |
87 |
15,19 |
13 |
99 |
17,285 |
14 |
104 |
18,16 |
15 |
147 |
25,665 |
16 |
158 |
27,59 |
b). Wykluczanie błędów grubych
O błąd gruby podejrzane są skrajne wyniki, które należy sprawdzić. Aby odrzucić podejrzany wynik należy spełnić warunek:
-wartość krytyczna przy wykluczaniu pojedynczych wyników, dal wszystkich możliwych do zaakceptowania wyników n-1
c). Średnia nośność z wyników możliwych do zaakceptowania przy podejrzeniu pierwszego
i ostatniego
dla
dla
d). Wartość średnia będąca nieobciążonym estymatorem odchylenia standardowego z populacji.
e). Sprawdzenie zależności do odrzucenia podejrzanych wyników
Dla przyjętego poziomu ufności
wartość krytyczna
Ponieważ
nie ma podstaw do podrzucenia sprawdzanych wyników.
f). Średnia nośność
g). Wartość średnia będąca nieobciążonym estymatorem odchylenia standardowego z populacji
h). Szereg kumulacyjny
Nr pozycji |
Wartość nośności złącza |
|
1 |
12,22 |
0,059 |
2 |
12,92 |
0,118 |
3 |
12,92 |
0,176 |
4 |
13,095 |
0,235 |
5 |
13,445 |
0,294 |
6 |
13,62 |
0,353 |
7 |
13,62 |
0,412 |
8 |
14,145 |
0,471 |
9 |
14,145 |
0,529 |
10 |
14,145 |
0,588 |
11 |
14,665 |
0,647 |
12 |
15,19 |
0,706 |
13 |
17,285 |
0,765 |
14 |
18,16 |
0,824 |
15 |
25,665 |
0,882 |
16 |
27,59 |
0,941 |
i). Weryfikacja hipotezy zerowej założonego kształtu rozkładu
Z wykresu Kołmogrowa odczytano (obliczono):
Dla poziomu istotności
Dal
nie ma podstaw do odrzucenia hipotezy.
Dla
hipotezę można uznać za słuszną bez dalszych badań.
9. Zatłuszczone powierzchnie gwintu i oporowe śrub -napinacz hydrauliczny.
a). Nośność złącza wynikająca z wyników badań ustawiona w szeregu niemalejącym
Lp. |
Wskazanie czujnika |
Nośność złącza |
1 |
67 |
11,7 |
2 |
71 |
12,395 |
3 |
72 |
12,57 |
4 |
72 |
12,57 |
5 |
73 |
12,745 |
6 |
75 |
13,095 |
7 |
78 |
13,62 |
8 |
78 |
13,62 |
9 |
81 |
14,145 |
10 |
82 |
14,32 |
11 |
82 |
14,32 |
12 |
85 |
14,84 |
13 |
88 |
15,365 |
14 |
89 |
15,54 |
15 |
98 |
17,11 |
16 |
98 |
17,11 |
b). Wykluczanie błędów grubych
O błąd gruby podejrzane są skrajne wyniki, które należy sprawdzić. Aby odrzucić podejrzany wynik należy spełnić warunek:
-wartość krytyczna przy wykluczaniu pojedynczych wyników, dal wszystkich możliwych do zaakceptowania wyników n-1
c). Średnia nośność z wyników możliwych do zaakceptowania przy podejrzeniu pierwszego
i ostatniego
dla
dla
d). Wartość średnia będąca nieobciążonym estymatorem odchylenia standardowego z populacji.
e). Sprawdzenie zależności do odrzucenia podejrzanych wyników
Dla przyjętego poziomu ufności
wartość krytyczna
Ponieważ
nie ma podstaw do podrzucenia sprawdzanych wyników.
f). Średnia nośność
g). Wartość średnia będąca nieobciążonym estymatorem odchylenia standardowego z populacji
h). Szereg kumulacyjny
Nr pozycji |
Wartość nośności złącza |
|
1 |
11,7 |
0,059 |
2 |
12,395 |
0,118 |
3 |
12,57 |
0,176 |
4 |
12,57 |
0,235 |
5 |
12,745 |
0,294 |
6 |
13,095 |
0,353 |
7 |
13,62 |
0,412 |
8 |
13,62 |
0,471 |
9 |
14,145 |
0,529 |
10 |
14,32 |
0,588 |
11 |
14,32 |
0,647 |
12 |
14,84 |
0,706 |
13 |
15,365 |
0,765 |
14 |
15,54 |
0,824 |
15 |
17,11 |
0,882 |
16 |
17,11 |
0,941 |
i). Weryfikacja hipotezy zerowej założonego kształtu rozkładu
Z wykresu Kołmogrowa odczytano (obliczono):
Dla poziomu istotności
Dal
nie ma podstaw do odrzucenia hipotezy.
Dla
hipotezę można uznać za słuszną bez dalszych badań.