Wydział: Budowy Maszyn i Informatyki Data wykonania: 19.10.2011.
Rok akademicki: 2010/11
Kierunek studiów: Mechanika i Budowa Maszyn
Tryb studiów: dzienny
Semestr: 5
Grupa 7
Laboratorium z Podstaw Konstrukcji Maszyn
Ćwiczenie numer 7
BADANIE SPRZĘGŁA NIEROZŁĄCZNEGO
Tomasz Nogawczyk
Jakub Dużej
Cel dwiczenia
- Zapoznanie się z działaniem i metodami obliczeniowymi sprzęgieł nierozłącznych typu
kołnierzowego
- Obliczenie parametrów sprzęgła kołnierzowego i doświadczalna weryfikacja wyników.
Sprzęgła kołnierzowe - zbudowane z dwóch tarcz połączonych śrubami, tak jak inne sprzęgła,
są znormalizowane. Tarcze osadzone są na wałach zazwyczaj przy pomocy wpustów. Aby zapewnid
współosiowe ustawienie członów (tarcz sprzęgła) wykonywane są wytoczenia, które mają za zadanie
środkowad na płaszczyznach czołowych. Przytoczone tutaj sprzęgła stosuje się do połączeo wałów w
zakresie średnic 25 - 200 mm oraz w zakresie przenoszonego momentu obrotowego 320Nm - 60kNm.
Ich waga waha się w granicach 6 - 250kg. Zgodnie z normą, jeśli pasowanie pomiędzy śrubami a
kołnierzami jest pasowaniem ciasnym to moment obrotowy jest przenoszony przez śruby. W
przypadku wystąpienia pasowania luźnego to moment jest przekazywany przez siłę tarcia, jaka
została wywołana przy dociśnięciu tarcz przez śruby. Warunkiem jest aby siła tarcia była co najmniej
równa sile wynikającej z przenoszonego momentu. Przyjmuje się, że moment działa na średnicy
osadzenia śrub. W czasie demontowania tarcze sprzęgła wymagają rozsunięcia. Dla ominięcia tej
czynności zastępuje się wytoczenia przekładką dwudzielną środkującą. Innym, rzadziej stosowanym
rozwiązaniem są kołnierze połączone na stałe z wałami, przy czym połączone może byd różnymi
metodami: spawaniem, skurczowo, bądź odkute.
1. Zmierzone wymiary sprzęgła
Pomiar rzeczywistego momentu przenoszonego przez sprzęgło realizowane będzie za pomocą
czujnika siły o zakresie 500 N , zamocowanego na ramieniu L=0,8 m.
2. Dane konstrukcyjno-kinematyczne sprzęgła
Śr. Zewn
Śr. Wewn Ilośd śrub
Śr. Rozst
Wym. Pod
kl
Śr. Otworu Śr. Śruby Śr rdzenia
Skok
D
z
D
w
n
D
o
S
d
o
d
d
1
P
160,5
85
4
126,1
19
12
11,9
9,4
1,75
Współczynniki tarcia
w gwincie
nakrętki kołnierzy
µ
p
µ
r
µ
0,06
0,15
0,15
3. Obliczenie momentu wstępnego naciągu śrub
3.1 Siła naciągu śruby
3.2 Kąt wzniosu śruby
3.3 Kąt tarcia
3.4 Moment dokręcenia śruby
Faktyczny moment dokręcenia śrub wynosił 6 Nm
Obliczenie błędu
3.5 Charakterystyka czasowa P
s
(t)
3.6 Średnia wartośd maksymalnego momentu przenoszonego przez sprzęgło z 5 pomiarów
Lp.
M
max
1
160,48
2
139,52
3
177,2
4
139,52
5
140,72
-250
-200
-150
-100
-50
0
50
1,7
1,9
2,1
2,3
2,5
2,7
2,9
3,1
3,3
3,5
3,7
3,9
4,1
F[
N
]
t [s]
4. Wytrzymałośd połączenia śrubowego
4.1 Dane wytrzymałościowe
Klasa wytrzymałości śruby:
9,8
Granica sprężystośdi dla śruby σ
rj :
900[MPa]
Współczynnik bezpieczeostwa S :
4
4.2 Dopuszczalne naprężenia
4.3 Naprężenia rozciągające
4.4 Naprężenia skręcające
4.5 Naprężenia zastępcze
4.6 Warunek wytrzymałościowy
5. Wnioski koocowe
Po dokręceniu śrub sprzęgła na 6 Nm wyniki prób obciążenia bywały różne wyniki po 5 próbach
wąchały się od 139,52Nm do 177,2Nm
Obliczony moment dokręcenia śrub w porównaniu do tego jakim w rzeczywistości śruby były
dokręcone niewiele się różniły.