Файл: ЛАБОРАТОРНЫЕ работы по ДМ.doc

Для резьбы с углом профиля  приведенный коэффициент трения f_p и коэффициент трения в резьбе f_p связаны зависимостью

.

Для метрических крепежных резьб с треугольным профилем α

f_пр = 1,15. (6)

При определении коэффициентов трения f_пр и f_т по известной величине крутящих моментов в резьбе М_р и на торце гайки М_т из формулы (2) следует:

, (7)

из формулы (3)

f_т = . (8)

Далее по формулам (4) и (6) определяется коэффициент трения f_p в резьбе.

Допустимое усилие затяжки болта вычисляется по формуле

P_зат = (9)

где d₁ – внутренний диаметр резьбы; – допустимое напряжение на растяжение для материала болта.

Среднее значение давления Р_р, возникающего от осевой силы Р_зат на витках резьбы при допущении о равномерном распределении его по виткам определяют из соотношения:

(10)

где z – число витков резьбы на высоте гайки; H – высота гайки.

Давление на торце гайки Р_т, возникающее от осевой силы Р_зат, определяют по формуле:

(11)

Оборудование

Установка для определения коэффициентов трения в резьбе и на торце (рис. 10.2) состоит из основания 1, к которому приварена вертикальная пластина 1. На основание устанавливается плоская О-образная пружина 2 с отверстием. Через отверстие в вертикальной пластине и пружине 2 вставляется болт 5, головка которого вставляется в стопорную головку 3, а на резьбовую часть болта наворачивается гайка 6 до упора в переходную шайбу 8. Подшипник 7 позволяет исключить потери на трение на торце гайки. Для определения коэффициента трения f_т между торцами гайки и вертикальной пластины на болт одевается вкладыш 10 взамен упорного подшипника. Для определения величины деформации пружины на ней устанавливается индикатор 4 часового типа.

Рис. 10.2. Установка для определения коэффициента трения в резьбе

Рис. 10.3. Динамометрический ключ

На рис. 10.3 показан динамометрический ключ, в котором момент затяжки пропорционален перемещению стрелки на стержне 1 с рукояткой 2 относительно пластины 3 (со шкалой), жестко связанной с головкой ключа. С его помощью определяется усилие затяжки Р_зат. Плавно прилагая нагрузку на рукоятку 2, следует считывать показания стрелки 1 на шкале 3.

Порядок выполнения работы

1. Испытанию подвергают два одинаковых стандартных болта с гайками и шайбами с разным размером и шагом резьбы.

2. Путем обмера определяют наружный диаметр резьбы d, шаг резьбы S, высоту гайки H, наружный диаметр опорной поверхности гайки (размер под ключ) D и диаметр отверстия под болт (в шайбе) d_отв.

3. Внутренний диаметр резьбы d₁ и средний диаметр резьбы d₂ – по таблицам ГОСТа на резьбу.

4. Допускаемую силу затяжки болта принять Р_зат = 100 Н.

5. Допускаемую силу затяжки P_зат кольцевой пружины установки и допускаемый момент для динамометрического ключа М_зав определяют по тарировочным графикам.

6. Перед испытанием следует установить положение стрелки индикатора на 0.

7. Каждый болт испытывают два раза. Первое испытание проводится с установкой под гайку упорного шарикоподшипника для исключения торцевого трения скольжения. Повторно болт испытывают без шарикоподшипника. После установки болта гайку болта навинчивают от руки до устранения осевого люфта, что контролируется по стрелке индикатора на установке.

8. При испытании болта максимальная сила затяжки Р_max не должна превышать допускаемой силы затяжки болта P_зат (п.4) и допускаемой силы затяжки кольцевой пружины установки P^_зат (п.5):

Р_max  P_зат или P^_зат.

9. В процессе испытания для каждого случая по п.7 (с установкой под гайку упорного шарикоподшипника, без шарикоподшипника) выбирают четыре значения силы затяжки: P_зат;  0,25 Р_max;  0,5 Р_max;  0,75 Р_max и  Р_max динамометрическим ключом затягивает болт последовательно до этих значений сил, записывая каждый раз показания шкалы динамометрического ключа.

10. Результаты испытаний как с шарикоподшипником, так и без него, заносят в таблицу 10.3 или 10.4 в зависимости от вида испытаний.

11. В испытании с установкой под гайку упорного шарикоподшипника момент трения в подшипнике очень мал и можно принять М ^_зав = М_р.

Тогда по формуле (9) для каждого значения силы затяжки P_зат и соответствующего значения М^_зав = М_р определяют приведенный угол трения в резьбе f_р.

12. По формуле (2) определяют приведенный коэффициент трения f_пр.

13. В испытании без упорного шарикоподшипника (с вкладышем) момент трения на торце гайки М_т определяют вычитанием из полученных значений момента завинчивания значений М_зав, момента на резьбе М_р = М ^_зав, полученных в испытании с установкой под гайку упорного шарикоподшипника:

М_т = М_зав – М ^_зав.

14. По формуле (3) определяют для четырех значений сил затяжки болта коэффициент трения на торце гайки f_т.

Таблица 10.1

I. Характеристика испытуемого болта и условий смазки.

Таблица 10.2

II. Испытание затяжки болта без трения на торце гайки (с шарикоподшипником).

Таблица 10.3

III. Испытание затяжки болта с трением на торце гайки (с вкладышем).

Таблица 10.4

Вывод к лабораторной работе.