ĆWICZENIE LABORATORYJNE NR 3 (opracowaie przygotowae a podstawie skryptu do laboratorium przez: Kiga Chroowska-Przywara, Dariusz Wędrychowicz) prowadzący ćwiczeia: Dariusz Wędrychowicz Temat: Badaie wytrzymałości połączeń rozłączych (połączeia kołkowe i wtłaczae) Laboratorium składa się z dwóch części: ĆWICZENIE 1: Badaie wytrzymałości a ściaie połączeń kołkowych ĆWICZENIE : Badaie połączeń wtłaczaych Miejsce laboratorium: laboratorium 09 a iskim parterze pomiędzy B-B3 Waruki orgaizacyje i BHP: o spóźieie się uiemożliwia wzięcie udziału w zajęciach, o kurtki i podobe okrycia wierzchie ależy zostawić w szati, o a zajęciach ie wolo spożywać płyów, jedzeia, żuć gum itp., o podczas zajęć ie wolo dotykać, uruchamiać urządzeń zajdujących się w pomieszczeiu bez wyraźego poleceia prowadzącego zajęcia, o podczas zajęć ależy wykoywać wszystkie poleceia prowadzącego, w szczególości zajdować się odpowiediej odległości od staowiska za osłoą bezpieczeństwa, 1
WARUNKI ZALICZENIA: 1. Sprawdzia : (obowiązkowy) o przed przystąpieiem do zajęć przeprowadzoy zostaie sprawdzia wiedzy dotyczący zagadień omawiaych a laboratoriach, o zaliczeie kolokwium skutkuje uzyskaiem maksymalie ocey 3,5, o każdy studet zobowiązay jest do przygotowaia się do zajęć zapozając się z istrukcją do ćwiczeń,. Sprawozdaie: (ieobowiązkowe) o poprawe wykoaie sprawozdaia umożliwia uzyskaie ocey 4,5, o maksymala ilość osób wykoująca jedo sprawozdaie to 3, o sposób wykoaia sprawozdaia: stroa tytułowa, schemat staowiska badawczego, wyiki pomiarów, pełe obliczeia, otrzymay wykres, ręczie wykoae rysuki a arkuszu A4 bloku techiczego, wioski (poprawe i iebaale wioski warukują zaliczeie sprawozdaia), o sprawozdaie może być przygotowae w dowolym edytorze tekstowym i wydrukowae z dołączoymi, ręczie wykoaymi rysukami (rysuki maja być wykoae zgodie z zasadami rysuku techiczego), o osoba odrabiająca zajęcia wykouje sprawozdaie idywidualie a podstawie daych z ćwiczeń laboratoryjych, w których uczesticzyła, o sprawozdaie ależy oddać a kosultacjach w termiie ie późiejszym iż tyg. od uzyskaia iezbędych materiałów do jego przygotowaia, po wyzaczoym termiie sprawozdaia ie będą przyjmowae, a ocea z kolokwium będzie uzawaa jako ocea końcowa z laboratorium, 3. Odpowiedź (ieobowiązkowa) o odpowiedź usta z zagadień związaych z tematyką laboratorium umożliwia uzyskaie ocey 5,0, o odpowiadać moża a kosultacjach podczas składaia sprawozdaia, o po wyzaczoym termiie w przypadku iezgłoszeia się studeta a odpowiedź ocea z kolokwium będzie uzawaa jako ocea końcowa z tego laboratorium.
PRZYKŁADOWE PYTANIA KONTROLNE: Rodzaje pasowań w połączeiach kołkowych i wciskowych układ pól toleracji. Jakie są rodzaje połączeń wciskowych, a czym polegają różice między imi. Jakie czyiki mają wpływ a ośość połączeń wciskowych. Jak kształtuje się rozkład aprężeń w połączeiach wciskowych. Przykłady zastosowaia połączeń wciskowych. Przykłady zastosowaia połączeń kołkowych. Rodzaje kołków stosowae w połączeiach. Wady i zalety połączeń wciskowych. Waruki motażu połączeń wciskowych, przygotowaie połączeia wtłaczaego. Zaczeie pasowaia w połączeiach kołkowych. Obliczaie połączeń wciskowych i kołkowych. LITERATURA: Z. Osiński: Podstawy kostrukcji maszy s.148-15 E. Mazaek: Przykłady obliczeń z podstaw kostrukcji maszy, WNT 005 Red. M. Porębska, M. Warszyński: Laboratorium z podstaw kostrukcji maszy, SU1630, SU1414 M. Dietrich: Podstawy kostrukcji maszy, Tom, Wykłady Ćwiczeia projektowe 3
ĆWICZENIE 1 Badaie wytrzymałości a ściaie połączeń kołkowych 1. Badaie wytrzymałości a ściaie połączeń kołkowych. Cel ćwiczeia: Badaie ośości połączeń kołkowych 3. Opis staowiska: 3.1. Staowisko pomiarowe składa się z maszyy wytrzymałościowej (zrywarki), z rejestratora, oprogramowaia komputerowego. Zdjęcie staowiska pomiarowego przedstawioo a rys. 1.1. 1.1. Staowisko pomiarowe 4
3.. Do badań używa się połączeia kołkowego z kołkami walcowymi wykoaymi ze stali S35JR, miedzi i alumiium, przedstawioego a rys. 1.. 1.. a) połączeie kołkowe 1- sworzeń, - tuleja, 3-kołek, b) ustawieie maszyy i próbki 4. Przebieg ćwiczeia Dokoać pomiaru średicy d k, kołka(3) jak a rys. 1.. Przed przystąpieiem do badań wykoać po jedym połączeiu kołkowym jak a rys. 1. a), stosując kołki z materiału St3, miedzi i alumiium. Tak wykoae połączeie ustawić a podstawie maszyy wytrzymałościowej cetryczie. Następie zbliżyć ruchomą podstawę maszyy wytrzymałościowej),, aż do zetkięcia się ze sworziem jak a rys, 1. b. Założyć osłoę bezpieczeństwa. Wówczas rozpocząć obciążaie, aż do ścięcia kołka. Odczytać wartość P siły ściającej a rejestratorze lub a moitorze komputera. Czyości powyższe powtórzyć dla każdego materiału kołka, a wartość siły P wpisać do tabeli wyików. Po skończoych badaiach pozostałość kołków wybić z tulei i sworzia. Nr próbki 1... Wartość Średia siły P Mierzoa siła P [N] Sal St3 miedź alumiium 5
5. Opracowaie wyików badań Uwaga: Statystyczego opracowaia wyików dokoać po przeprowadzeiu ćwiczeia przez wszystkie zespoły. 5.1. Obliczyć średią wartość siły ściającej kołek wzorem P = i=1 P i 5.. Obliczyć odchyleie stadardowe siły ściającej kołek wzorem S p = 1 (Pi P ) 1 5.3. Obliczyć średią wytrzymałość doraźą materiału kołka a ściaie R t = i=1 P F = P π d k 5.4. Obliczyć odchyleie stadardowe wytrzymałości doraźej materiału kołka a ściaie S Rt = Sp F = s p π d k 5.5. Obliczyć współczyik zmieości empiryczej wytrzymałości doraźej materiału kołka a ściaie wzorem V Rt = S R t R t 5.6. Obliczyć miimalą i maksymalą wytrzymałość materiału kołka ściaie R t mi = R t 3 S Rt R t max = R t + 3 S Rt 6
ĆWICZENIE Badaie połączeń wtłaczaych 1. Temat: Badaie połączeń wtłaczaych. Cel ćwiczeia: Badaie ośości połączeń wtłaczaych 3. Opis staowiska: 3.1. Staowisko pomiarowe składa się z maszyy wytrzymałościowej (zrywarki), z rejestratora, oprogramowaia komputerowego. Zdjęcie staowiska pomiarowego przedstawioo a rys. 1.1. w ćwiczeiu 1. 3.. Do badań użyć kompletu składającego się z jedostopiiowego sworzia (3) i pierścieia () o odpowiediej średicy zewętrzej, przedstawioego a ry,.1..1. a) Złącze wtłaczae: 1- podstawa dystasowa, -pierścień, 3- sworzeń b) ustawieie maszyy i próbki 4. Przebieg ćwiczeia 4.. Odczytać wartości średic trzpieia i otworu pierścieia z rysuków wykoawczych. 4.. Przy użyciu płytek wzorcowych określić klasę chropowatości powierzchi współpracujących sworzia (3) i pierścieia () i podać R zz, R zw 4.3. Posmarować powierzchie współpracujące sworzia (3) i pierścieia () smarem plastyczym i złożyć złącze a pierścieiu dystasowym (1), ustawić je a podstawie maszyy wytrzymałościowej. 4.4. Założyć osłoę bezpieczeństwa. 4.5. Tak złożoe połączeie obciążać do uzyskaia pełego złączeia pierwszego stopia sworzia (3) z pierścieiem (), odczytując wartość siły wtłaczaia P w, którą astępie ależy wpisać do tabeli.1 7
Parametry Średia średica otworu D w [mm] Średia średica sworzia D z [mm] Wcisk mierzoy W m = Dw Dz 1000 [µm] Średia wysokość ierówości powierzchi otworu tulei R zz [µm] Średia wysokość ierówości powierzchi otworu tulei R zw [µm] Wcisk skuteczy W sk [µm] Nacisk w złączu p [N/mm ] Siła wtłaczaia P w [N] Siła rozłączaia P r [N] Średica zewętrza pierścieia D zp [mm] Średica wydrążeia sworzia D o [mm] Wysokość złącza Ɩ [mm] Obliczoy współczyik tarcia wtłaczaia µ w Obliczoy współczyik tarcia rozłączaia µ r Otrzymae wartości dla stopia sworzia r: 1 3 4.6. Następie odczytać maksymalą siłę przy rozłączaiu złącza P, a pierwszym stopiu obciążając złącze wciąż w tym samym kieruku. 4.7. Zmierzyć średice zewętrzą pierścieia D. 5. Opracowaie wyików badań 5.1. Na podstawie rys..1 i wykoaych pomiarów średic, chropowatości (wysokości ierówości), obliczy wciski mierzoe W m1 < W m < W m3 [µm] astępie określić wciski skutecze, wpisując ich wartości w tabeli 4.1. gdzie: W sk1 = W m1 1, (R zz + R zw ) W sk = W m 1, (R zz + R zw ) W sk3 = W m3 1, (R zz + R zw ) R zw - średia wysokość iewiości dla klasy chropowatości, powierzchi wewętrzej pierścieia () w [µm] 8
R zz - średia wysokość ierówości dla klasy chropowatości, powierzchi sworzia (3) w [µm] 5.. Obliczyć odpowiedią wartość acisku p [N/mm )w złączu dla każdego wcisku skuteczego ze wzoru p i = D { δ zi + v z E 1 W sk i N + δ [ wi v w E } 10 3 mm ] gdzie: δ z współczyik wydrążeia pierścieia () - części zewętrzej połączeia, δ wi współczyik wydrążeia cześci wewętrzej (sworzia (3)), gdy sworzeń jest peły wówczas δ w = 1 bo D o = 0. δ z = [ D zp D w ] + 1 [ D zp D w ] 1 ; δ wi = [ D zi D o ] + 1 [ D zi D o ] 1 D w = D - średica złącza w mm, D zi średica zewętrza kolejego i-tego stopia sworzia w mm, D zp średica zewętrza pierścieia () w mm, Do średica wydrążeia sworzia (3) w mm, (D o = 0 - dla sworzia pełego), v z = v w = 0,3 - współczyik Poissoa dla stali, E 1 = E =,05. 10 5 N/mm - moduł sprężystości podłużej, W ski wcisk skuteczy dla i-tego stopia złącza w µm. 5.3. Obliczyć współczyik tarcia przy wtłaczaiu i rozłączaiu i µ w i µ r, wyiki zapisać w tabeli.1. µ w(r)i = P w(r)i π D Ɩ p i gdzie: P wi sita wtłaczaia, [N] P ri maksymala siła przy rozłączaiu, [N] Ɩ wysokość złącza, mm p i - obliczeiowy acisk w złączu [N/mm ] dla wcisku skuteczego W ski, występujący przy połączeiu i-tego stopia sworzia (3) z pierścieiem (). 9
5.4 Po przeprowadzeiu wyliczeń przez wszystkie zespoły wykoa zestawieie obliczeiowych współczyików tarcia i µ w i µ r w tab... Nr zespołu Obliczeiowe wartości współczyików tarcia µ w oraz µ r dla połączeia wtłaczaego kolejych stopi sworzia 1 3 µ w µ r µ w µ r µ w µ r 1... wartości średie µ odchyl. stadr. S µ współcz. zmie. v µ 5.5. Obliczyć wartości średie współczyików tarcia przy wtłaczaiu µ w i rozłączaiu µ r a podstawie wzoru µ w = i=1 µ wi ; µ r = i=1 µ ri 5.6. Obliczyć odchyleie stadardowe wartości współczyików tarcia przy wtłaczaiu S µw i rozłączaiu S µr a podstawie wzoru S µw = 1 1 (µ wi µ ) w i=1 S µr = 1 1 (µ ri µ ) r i=1 10
5.7. Obliczyć współczyiki zmieości współczyików tarcia przy wtłaczaiu i rozłączaiu v µw i rozłączaiu v µr v µw = S µw µ ; v µr = S µr w µ r 5.8. Obliczyć miimalą i maksymalą wartość współczyika tarcia przy wtłaczaiu i rozłączaiu µ w mi = µ w 3 S µw µ w max = µ w + 3 S µw µ r mi = µ r 3 S µr µ w max = µ r + 3 S µr 5.9. Obliczyć aprężeia zastępcze dla pierścieia () dla każdego i-tego stopia połączeia. σ zast i = p i δ z + δ z + 1 k r 11
Sprawozdaie z ćwiczeń laboratoryjych r 3 z przedmiotu: Podstawy Kostrukcji Maszy 1.. Tematy ćwiczeia Prowadzący: Dariusz Wędrychowicz Wykoawcy: 1 3 Grupa... Data zajęć: 1
Sprawozdaie powio zawierać: Ćwiczeie 1: 1. Temat ćwiczeia. Cel ćwiczeia 3. Przebieg ćwiczeia (własymi słowami opisać co badao, jak badao, a czym badao) 4. Otrzymaa tabela 1.1 5. Opracowaie wyików badań 6. Dołączoy przesłay wykres 7. Wioski Ćwiczeie : 1. Temat ćwiczeia. Cel ćwiczeia 3. Przebieg ćwiczeia (własymi słowami opisać co badao, jak badao, a czym badao) 4. Wypełioe tabele.1 i. 5. Opracowaie wyików badań 6. Rysuek sworzia i pierścieia (wykoać a arkuszu A4) 7. Dołączoy przesłay wykres 8. Wioski Literatura do kolokwium: Z. Osiński: Podstawy kostrukcji maszy s.148-15 E. Mazaek: Przykłady obliczeń z podstaw kostrukcji maszy, WNT 005 Red. M. Porębska, M. Warszyński: Laboratorium z podstaw kostrukcji maszy, SU1630, SU1414 Wykłady Ćwiczeia projektowe 13