Испытание бетона трением льда (Методика лабораторных экспериментальных исследований), страница 2

По расчетным данным выберем в справочнике [1]и[2] электродвигатель и гидронасос, соответственно.

Электродвигатель 4А180М6У3 N=16Вт; n=1000 об/мин.

Расчет вала на прочность.

Рассчитаем прочность вала в самом узком сечении.

Рис. 3.1.2 Действие моментов на вал.

Валы на прочность  рассчитываются по формуле [2]:

                  (3.1.8)

где М_из- максимальный изгибающий момент в опасном сечении, кгс·мм; М_кр- максимальный крутящий момент, действующий на вал кгс·мм; [σ] – допускаемое напряжение, кгс/см² ; W- момент сопротивления в опасном сечении, мм³.

М_из≈0;

М_кр=3200 кгс·мм;

[σ]=850 кгс/см²;

Принимаем диаметр вала, в узком сечении равным 40 мм.

Расчет на прочность шлицевого соединения.

Проверим шлицевое соединение на прочность рис. 3.1.3.

Исходные данные D_в=65; d_а=56; l=80; z=16.

Боковые поверхности зубьев шлицевого соединения работают на смятие, а основание их на изгиб и срез.

Для приемлемых соотношений элемента шлицевых соединений решающее значение имеет расчет на смятие.

Рис. 3.1.3 Шлицевое соединение.

                          (3.1.9)

где М_крmax – наибольший допустимый крутящий момент, передаваемый соединением, кгс·мм; Z=(0,7-0,8) – коэффициент, учитывающий неравномерность распределения усилий по рабочим поверхностям зубьев; принимаем ψ=0,75; F – площадь всех боковых поверхностей зубьев с одной стороны на 1 мм длины, мм²;

                         (3.1.10)

здесь z – число  зубьев; D_в – наружный диаметр зубьев вала, мм; d_а – диаметр отверстия  шлицевой втулки, мм; f – размер фаски, мм;  r – радиус закругления, мм.

Выбранный размер шлицевого соединения подходит по проведенным расчетам на прочность.

Рисунок 3.1.4. Экспериментальная установка.

3.2. Приборы и оборудование.

К приборам и оборудованиям можно отнести измерительные приборы:

·  Линейка;

·  Электронные весы с погрешностью  0,2 грамма;

·  Холодильная установка для поддержания необходимой температуры;

·  Градусник;

·  Персональный компьютер

·  Тензометрический датчик давления DDT-V1.

Данные приборы должны быть исправны и проверенны.

3.3 Последовательность эксперимента.

Эксперимент проводится строго в лаборатории в присутствии ответственного лица или при наличии разрешения на проведение эксперимента в данной лаборатории. Основное свое рабочее время оператор будет находиться за ПК, следя за работой установки (контроля проведения опыта). Необходимо объективно оценивать проблемы, которые могут навредить здоровью человека.

Операторы ПК сталкиваются с воздействием таких физически опасных и вредных производственных факторов, как отсутствие или недостаток естественного света, недостаточная освещенность рабочей зоны, электрический ток,  электромагнитные поля, статическое электричество и др. Операторы ПК связаны с воздействием таких психофизиологических факторов, как умственное перенапряжение, перенапряжение зрительных и анализаторов, монотонность труда, эмоциональные перегрузки. Воздействие указанных неблагоприятных факторов приводит к снижению трудоспособности, вызываемое развивающимся утомлением.

Необходимые образцы для испытания изготавливаются размерами 10×10×10 см. Предварительно выбирается количество испытуемых образцов, которые предварительно взвешиваются. Три образца из каждой серии испытывают на прочность на прессе. Данные записываются в таблицу журнала испытаний (табл. 3.1.2.)

Оператор включает установку и тем самым гидромотор  передает момент вращение на вал через редуктор. Редуктор  находится на раме. На валу  закреплен фланец . На фланце  имеется ось . На оси  закреплены верхний и нижний рычаги  и  соответственно. Между рычагами стоит гидроцилиндр двойного действия . На нижнем штоке гидроцилиндра  закреплена оправка  с испытуемым образцом бетона . На верхнем штоке  закреплен ролик. При подаче рабочей жидкости в гидроцилиндр, образец , прижимается ко льду , а ролик  прижимается к кольцу. Кольцо закреплено на раме. При возникновении вращающегося момента, ролик  катится по кольцу, а испытуемый образец  трется о поверхность льда .

При возникновении давления в полостях гидроцилиндра, ролик давит на кольцо. При существенных нагрузках поверхность кольца прогибается. Для уменьшения прогиба приходится усиливать кольцо. После окончания испытания, остатки льда и вода удаляются. Оператор снимает образец после проведенного опыта и измеряет вес испытанного образца, также измеряются размеры деформированной грани. Полученные данные записываются в журнал эксперимента (табл. 3.1.2).

Таблица 3.1.2

Журнал эксперимента.

№ исп-я	Rбетона	Rльда	масса образца до испытания	масса образца после испытания	размер образца до испытания	размер образца после испытания
серия
№ образца

После проведения серии экспериментов полученные результаты обрабатываются.