w. 1. Wyznaczanie wartoci redniego statycznego wspóczynnika tarcia i sprawnoci mechanizmu rubowego.

HTML
DOWNLOAD

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "w. 1. Wyznaczanie wartoci redniego statycznego wspóczynnika tarcia i sprawnoci mechanizmu rubowego."

Jacek Kowalski
8 lat temu
Przeglądów:

1 w. 1. Wyznaczane wartoc rednego statycznego wspóczynnka tarca sprawnoc mechanzmu rubowego. 1. Podstawowe wadomoc pojca. Poczene rubowe jest to po!czene wykonane za porednctwem elementów!czcych, tj. rub (po!czene poredne). Bezporedne po!czene gwntowe otrzymujemy wkrcajc element z gwntem zewntrznym w element z gwntem wewntrznym. Po!czena gwntowe mog by spoczynkowe ruchowe. Po!czena gwntowe s po!czenam kszta!towym (po!czene jest uzyskwane przez wzajemne kszta!towe dopasowane!czonych elementów). S!y tarca odgrywaj zwykle rol uboczn, zabezpeczajc z!cze przed rozlunenem s. Jeel ju mowa o tarcu, to wypada zaznaczy,e w po!czenach gwntowych spoczynkowych (np. wszelkego rodzaju!cznk gwntowe, ruby mocujce poszczególne elementy zespo!u tp.) zaley nam na tym, by by!o ono na powerzchn gwntu jak najwksze. Wtedy po!czene ne ulegne samoczynnemu odkrcenu, tzn. sprawno jego bdze ma!a. Z kole w po!czenach ruchowych, do których zalczamy mechanzmy rubowe (np. ruba pocgowa w tokarce, samochodowe podnonk rubowe, prasy rubowe) zaley nam na molwe wysokej sprawnoc. Jak pokazano na wykrese 1.1 sprawno po!czena zaley od kta pochylena gwntu oraz pozornego wspó!- czynnka tarca na powerzchnach roboczych gwntu. Rys. 1.1 Zaleno sprawnoc po!czena gwntowego od kta pochylena gwntu Lnrubow w przypadku ogólnym nazywa s tor punktu poruszajcego s ruchem z!oonym, w sk!ad którego wchodz ruch obrotowy wokó! dowolnej os oraz ruch postpowy wzd!u tej os. Zanteresowanych rozwaanam teoretycznym odsy!am do lteratury [2]. Dla potrzeb naszego wczena wystarczy obrazowe przedstawene ln rubowej jako wynkajcej z nawnca trójkta o werzcho!kach M M 1 M 2 na walec o redncy D (rys 1.2). Jeel d!ugo przyprostoktnej MM 1 bdze równa obwodow podstawy walca (D), to po wykona-

2 nu jednego pe!nego obrotu trójkta wokó! os walca zarys zwoju opsywany na walcu przez przecwprostoktn trójkta przesune s wzd!u os o odleg!o h. Otrzymamy w ten sposób jeden zwój ln rubowej. Przesunce zarysu zwoju wzd!u os po jego pe!nym obroce bdzemy nazywa skokem ln rubowej h. Rys. 1.2 Powstawane ln rubowej Jeel nawnemy na walec po ln rubowej cg!y wystp o okrelonym przekroju poprzecznym, to otrzymamy gwnt. Na rys. 1.3 przedstawono gwnt uzyskany przez nawnce wystpu o przekroju trójktnym. Rys. 1.3 Powstawane gwntu: a) gwnt zewntrzny jednokrotny, b) wewntrzny jednokrotny, c) zewntrzny dwukrotny Zarysem gwntu nazywa s kszta!t wystpu (lub rowka w gwntach wewntrznych) tworzcego powerzchn gwntow, lecego w p!aszczyne przechodzcej przez o gwntu. W gwntach zewntrznych zarys jest tworzony przez grzbety gwntu, a w gwntach wewntrznych przez bruzdy gwntu. Skok gwntu h mona na podstawe powyszych wadomoc jednoznaczne zdefnowa jako odleg!o mdzy dentyczne po!oonym punktam zarysu tego samego zwoju gwntu, merzon równolegle do jego os (rys. 1.3). Oczywce skok gwntu jest dentyczny ze skokem ln rubowej, która go tworzy. Krotno gwntu jest to lo pocztków ln rubowej gwntu w dowolnym przekroju prostopad!ym do os ruby lub nakrtk. Gwnt pojedynczy (jednokrotny) zwyk!y najcz-

3 cej stosowany - powstaje przez nawnce po ln rubowej grzbetu pojedynczego. Gwnt podwójny (2 krotny), potrójny (3 krotny) td. powstaje przez nawnce po ln rubowej dwóch, trzech td. grzbetów (rys. 1.3 c). Skok gwntu pojedynczego jest równy podza!ce gwntu (h = h z ); w gwnce welokrotnym na jeden skok przypada klka podza!ek (wtedy h = zh z ). Podzaka gwntu h z jest to odleg!o mdzy dentyczne po!oonym punktam ssednch grzbetów (bruzd) gwntu, merzona równolegle do jego os (rys. 1.3 c). Zalene od zarysu rozrónamy gwnty: - metryczny trójktny walcowy o kce zarysu 6 ; - calowy (Whwortha) - trójktny walcowy o kce zarysu 55 ; - rurowy calowy trójktny walcowy lub stokowy o kce zarysu 55 lub 6 (gwnt Brggsa); - gwnt trapezowy symetryczny o kce zarysu 3, stosowany g!ówne w po!czenach ruchowych o zmennych kerunkach obcena; - gwnt trapezowy nesymetryczny - o kce zarysu 33, stosowany w po!czenach ruchowych obconych jednokerunkowo; - gwnt okrg!y walcowy, stosowany g!ówne w elektrotechnce. Oprócz wyej wymenonych stnej jeszcze nne rodzaje gwntów, jak np. gwnt prostoktny (p!ask, zwykle kwadratowy), gwnt Edsona (E), do rur pancernych (P), rowerowy (Rw), do zaworów dtek (Gz) nne. W zalenoc od kerunku nawjana ln rubowej rozróna s gwnty prawo- lewozwojne. ruby stalowe wykonuje s zwykle ze stal St4 lub St5. W przypadkach szczególnych stosuje s stale wglowe wyszej jakoc, a rzadko stale stopowe. Nakrtk w mechanzmach rubowych wykonuje s najczcej z brzu Rozkad s w poczenu gwntowym Rozpatrzmy przypadek obcena gwntu s! wzd!un Q (rys. 1.4 a). Rys. 1.4 Rozk!ad s! w po!czenu gwntowym Zwój gwntu tworzy równ pochy! o kce pochylena (kt wznosu gwntu). Przyjmjmy, e car!czny (w rzeczywstoc roz!oony na ca!ej obconej part gwntu) jest skupony w jednym punkce porusza s wzd!u równ pochy!ej. Car poruszany jest wzd!u równ pochy!ej przez s! H, lec w p!aszczyne prostopad!ej do os ruby. Przedstawa ona dza!ane momentu skrcajcego M s, którego wektor ley wzd!u os ruby. Tarce równ powoduje odchylene reakcj od normalnej do równ o kt tarca. Rozk!ad s! dza!a-

4 jcych na car pokazano na rys 1.4 b. N oznacza reakcj normaln równ, R reakcj wypadkow z uwzgldnenem s!y tarca, przy czym s! tarca T oblcza s ze wzoru: T = Nµ = N tg ρ' gdze oznacza wspó!czynnk tarca. Z trójktów s! oblcza s s! H, jaka potrzebna jest do poruszena caru ruchem jednostajnym: H = Q tg( γ + ρ') W przypadku opuszczana caru zmena s kerunek dza!ana s!y tarca, a wc zmena s kt, jak tworzy reakcja wypadkowa z ponem (rys 1.4 c). Ogólne mona napsa: H = Q tg( γ ± ρ') przy czym znak + dotyczy ruchu caru w gór, czyl podnoszena, a znak -" dotyczy opuszczana. S! H mona uwaa za przy!oon na obwodze ko!a o redncy równej rednej redncy gwntu d. Moment tej s!y wzgldem ruby wynos: M s 1 =,5Qd tg( γ + ρ' ) 2. Przebeg wczena Przedstawone na rys. 1.5 a,b stanowsko laboratoryjne sk!ada s z nastpujcych elementów: 1 - podstawa, 2 ruba, 3 nakrtka, 4 nakrtka przesuwna wzd!una, 5 element spr ysty, 6 czujnk zegarowy, 7 mechanzm!rubowy, 8 klucz pomarowy, 9 obcnk przesuwny. Rys. 1.5 a) Stanowsko pomarowe Stanowsko to umolwa wyznaczene wartoc wspó!czynnka tarca na gwnce badanej ruby. Obcene mechanzmu statyczn s! wzd!un wywo!uje mechanzm!rubowy 7. Odpowedn s! wzd!un wywera s za pomoc dodatkowej ruby, a jej welko okrela s przez pomar odkszta"cena spr yny 5 za pomoc czujnka 6. Na pozomo ustawonym ramenu klucza 8 znajduje s obcnk, który naley powol przesuwa w kerunku od ruby, a do chwl, kedy klucz zaczne s obraca. W tym po!oenu obcnka naley odczyta d!ugo ramena s!y. Ostatne po!oene obcnka okrela welko momentu potrzebnego do obrócena badanej ruby przy okrelonym obcenu s!a wzd!un Q.

5 Warunek równowag pomdzy momentem M wyweranym na rub, a momentam w nakrtkach ruby M s1 M s2 (w przypadku napnana nakrtek przy przecwzwojnych gwntach ruby) jest nastpujcy: M = M + M = Qd tg( γ + ρ' ) M s1 s1 = M s2 s2 =,5Qd tg( γ + ρ') 8 9 Rys. 1.5 b Klucz pomarowy z obcnkem Kolejno czynnoc przy wykonywanu wczena: - za!oy na stanowsko badanrub, - obcy rub zadan s!, - za!oy na rub klucz pomarowy z przesuntym uprzedno obcnkem w kerunku os obrotu!ruby, - przesuwa" obc#nk na ramenu klucza do chwl pocztku obrotu!ruby, - odczyta" na podza$ce ramena klucza odleg$o!" obc#nka od os obrotu!ruby (l1), - odczytane welko!c zapsa" w wynkach pomarów (tabela), - powy#sze pomary wykona" trzykrotne przy tej samej sle; jako l!r przyj" do oblcze%!redn arytmetyczn odleg$o!c ze wszystkch pomarów. - zdj" klucz, obc#y"!rub& nast&pnym zadan s$ powtórzy" powy#sze czynno!c, - po zako%czenu "wczena dokona" pomaru wymarów gwntu (welko!c potrzebnych do oblcze%). Tabela pomarów Odkszta$cene Długo [mm] ramena [cm] l 1 l 2 l 3

6 Opracowane wynków Oznaczena: M kl moment klucza h skok gwntu d o rednarednca gwntu (tzw. rednarednca robocza, odpowadajcarodkow pracujcej czc zarysów ruby nakrtk) d =,5( d + D1 ), gdze d rednca gwntu ruby, D 1 rednca gwntu nakrtk kt zarysu gwntu G - car k - wspóczynnk spr ystośc (N/mm) x - odksztacene elementu sprężystego 1. Q s!a wzd!una Q = kx [N] 2. M moment przy!oony do klucza M = M + Gl [Nm] kl r 3. kt pochylena ln rubowej h γ = arc tg Πd h = zh z 4. - pozorny wspó!czynnk tarca c a µ ' = tg ρ' = 1+ ac a = tgγ c M = Q d 5. - kt tarca ρ ' = arc tgµ ' 6. wspó!czynnk tarca α µ = µ 'cos 2 7. sprawno gwntu tgγ η = tg( γ + ρ') 8. wykres M,, = f(q)

7 Tabela oblcze Lp. M[Nm] Q c Uwag: Wytyczne do sprawozdana Sprawozdane pownno zawera: - krótk ops wczena szkc stanowska laboratoryjnego, - wynk pomarów wpsane do tabel, - opracowane wynków pomarów ch zestawene podane w tabel, - opracowane grafczne wynków, - nterpretacj wynków wnosk z przeprowadzonego wczena. Lteratura: 1.!ysakowsk E. Podstawy konstrukcj maszyn wczena konstrukcyjne, PWN, Warszawa !ysakowsk E. Czc maszyn, cz.1 Dza" Wydawnctw Weczorowej Szko"y Inynerskej, Warszawa Ma"y Poradnk Mechanka, tom 2, WNT, Warszawa Podstawy Konstrukcj Maszyn, praca zborowa pod red. Z. Osskego, Wydawnctwo Naukowe PWN, Warszawa Godlewsk M., Tym Z. Poradnk dla mechanków, Wydawnctwa Szkolne Pedagogczne, Warszawa 1991.

Podobne dokumenty

Ćw. 1. Wyznaczanie wartości średniego statycznego współczynnika tarcia i sprawności mechanizmu śrubowego.

Ćw. 1. Wyznaczanie wartości średniego statycznego współczynnika tarcia i sprawności mechanizmu śrubowego. Laboratorum z Podstaw Konstrukcj Maszyn - 1 - Ćw. 1. Wyznaczane wartośc średnego statycznego współczynnka tarca sprawnośc mechanzmu śrubowego. 1. Podstawowe wadomośc pojęca. Połączene śrubowe jest to połączene