Силовые зависимости в затянутом болтовом соединении

Страницы работы

5 страниц (Word-файл)

Содержание работы

Министерство образования Российской Федерации

Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова

(технический университет)

Кафедра КГМ и ТМ

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2

Детали машин

 
 


По дисциплине__________________________________________________________

________________________________________________________________________

(наименование учебной дисциплины согласно учебному плану)

Силовые зависимости в затянутом болтовом соединении

 
 


Тема:

ДМОК – 2. ОЛ

Автор: студент гр.   ГМ-01-2                ____________________                    /  Семашко О.Д. /

                                                                               (подпись)                                         (Ф.И.О.)

ОЦЕНКА:     _____________

Дата: ___________________

ПРОВЕРИЛ             доцент               ________________                                    / Кузнецов Е.С. /

                                    (должность)                                     (подпись)                                                       (Ф.И.О.)

Санкт-Петербург

2003

Цель: Определение зависимости между осевой силой затяжки и моментом завинчивания ненагруженного внешней силой болтового соединения при задании материала деталей соединения, в виде их термической обработки, класса прочности болта и шероховатости элементов резьбового соединения.

Исходные данные

Болт М16´1,5  

Сталь 20; ГОСТ 1050-74

Основы теории затяжки болта

При затяжке болта на гайку действует момент затяжки Тзат, создаваемый гаечным ключом, уравновешивающий момент трения в резьбе Тр и на торце гайки Тт осевое усилие затяжки связано с окружным усилием в резьбе зависимостью:

, где

- окружное усилие; - осевое усилие затяжки; *- приведённый угол трения; *-угол подъёма винтовой линии;

Момент сил трения в резьбе

средний диаметр

опорной конструкции.

                 Рис.1

    Болтовое соединение.                            1-болт

        2-гайка

             3-цилиндр
Краткое описание лабораторной установки (ДМ-27М)

1-упорный шарикоподшипник;

 2-испытываемый болт;

 3-сухарь;

 4-сферическая шайба;

 5-индикатор;

 6- пружина;

 7-кулачковая втулка;

 8-гайка;

Определение допустимого усилия затяжки болта

Для предохранения установки и болта от поломки предварительно рассчитывается максимально допустимое усилие затяжки из условия прочности болта на разрыв с кручением:                                          , где

-расчётная площадь поперечного сечения;

 , - допустимый запас прочности.

Характеристика болтового соединения                               Таблица 1

Наименование и обозначение параметра

Значение

Способ определения

1

Наружный диаметр болта, d, мм

16

ПО СТ СЭВ 181-73

2

Шаг резьбы, p, мм

2,0

ПО СТ СЭВ 181-75

3

Внутренний диаметр резьбы, d1, мм

14,701

ПО СТ СЭВ 182-75

4

Средний диаметр резьбы, d2, мм

13,835

ПО СТ СЭВ 182-75

5

Расчётный диаметр, dp, мм

14,12

ПО СТ СЭВ 182-75

6

Угол профиля витка резьбы, γ, град.

60

ПО СТ СЭВ 182-75

7

Площадь расчётного сечения, ,

156

ПО СТ СЭВ 182-75

8

Наружный размер опорной поверхности гайки (размер под ключ), S, мм

24

Замер штангенциркулем

9

Диаметр отверстия под болт, d0, мм

17

d0=d+1

10

Средний диаметр опорной поверхности, Dср, мм

20,5

Dср=0,5(S+d0)

11

Угол подъёма резьбы, ψ, град.

20 29/

ПО СТ СЭВ 181-75

12

Предел текучести материала болта, σт, МПа

300

Задано

13

Допускаемое напряжение на разрыв, [σр], МПа

100

р]= [σт]/[Sт]

14

Допускаемое усилие затяжки, FAmax, Н

12000

1,33 FAmaxрр]

Задаемся числом уровней нагружения болта: i=6

Приращение усилие затяжки для каждого уровня: ΔFAmaxi = FAmax/i, откуда получаем: FA1= ΔFAmaxi=2000;

FA2=2 ΔFAmaxi =4000;

FA3=3 ΔFAmaxi =6000;

FA4=4 ΔFAmaxi =8000;

FA5=5 ΔFAmaxi=10000;

FA6 = ΔFAmaxi =12000.

По тарировочному графику динамометрической пружины определяются показания индикатора соответствующие нагрузкам на каждом уровне и заносятся в таблицу 2.

Обработка и анализ результатов работы

Таблица 2

Cила затяжки, FАi

Момент затяжки, Тз

Момент трения в резьбе, Тр

Момент трения на торце гайки, Тт

H

В показаниях индикатора пружины

В показаниях ключа индикатора

По тарировочному графику

В показаниях ключа индикатора

По тарировочному графику

Из построенной зависимости

А

Б

В

сред.

А

Б

В

  А

Б

В

сред.

А

Б

В

2000

6

22

27

24

24

7

8

7

15

17

19

17

2

3

3

7,5

4000

11

40

43

41

41

10

10,5

10

22

24

23

23

4

5

4

10,5

6000

16

70

75

72

72

15

15

16

35

38

39

37

13

13

14

15

8000

21

90

94

90

91

24

25

24

44

49

42

45

15

15

14

24

10000

27

130

132

135

132

34

34

35

60

64

61

62

18

19

18

34

12000

32

160

165

162

162

44

45

44

70

73

75

73

19

20

20

44,5

Строим в прямоугольной системе координат графики следующих зависимостей: Тзат=f (FA) и Тр=f (FA), отметив все экспериментальные точки (см.приложение), где .

Определим значения коэффициентов трения для материалов резьбовой пары, гайки и втулки по следующим формулам:

fT=2Тт *103/FА Dср    и    tg(y+r’)=2Тр *103/FА d2

fT1=2*3,75*103/2000*20,5=0,183;

fT2=0,128;

fT3=0,122;     

fT4=0,146;

fT5=0,166;

fT6=0,181.

Находим среднее значение

Вывод:  =0,154 сравним полученный коэффициент трения со справочными данными и сделаем вывод об условиях смазки. Смазанная поверхность

 tg1(y+r’)=2*3*103/2000*13,835=0,22

tg2(y+r’)=0,25

tg3(y+r’)=0,26               

tg4(y+r’)=0,25

tg5(y+r’)=0,23

tg6(y+r’)=0,24

Находим среднее

Вывод: В резьбовой паре имеют место слабые следы смазки.

Похожие материалы

Информация о работе