WYDZIAŁ GÓRNICZY	Temat: Próba statyczna ściskania sprężyn śrubowych.	Data wykonania: 4.05.2000 r.		Grupa: III
GiG II rok	Kasperski Tomasz Korzeniak Tomasz	Ocena:	Zespół: I

Temat ćwiczenia:

Próba statyczna ściskania sprężyn śrubowych.

1. Cel ćwiczenia.

Celem ćwiczenia jest zdjęcie charakterystyki dwóch sprężyn śrubowych pracujących:

• Pojedynczo (każda oddzielnie)

• Równolegle

• Szeregowo

Wyznaczenie dla każdej ze sprężyn:

• Modułu sprężystości postaciowej G

• Stałej sprężyny c

Obliczenie stałej c dla układu sprężyn połączonych:

• Równolegle

• Szeregowo

Ściskanie sprężyn: a) pojedynczo; b) w układzie równoległym; c) w układzie szeregowym;

Zależność skrócenia sprężyny λ od siły ściskającej P jest równa:

gdzie:

gdzie:

c - stała sprężyny

D - średnica zewnętrzna sprężyny mierzona do osi pręta

n - liczba zwojów sprężyny

G - moduł sprężystości postaciowej

Jeżeli mamy układ dwóch sprężyn połączonych równolegle to:

Natomiast dla układu dwóch sprężyn połączonych szeregowo:

Stała c_r dla układu sprężyn połączonych równolegle:

Stała c_sz dla układu sprężyn połączonych szeregowo:

gdzie:

c₁ - stała sprężyny 1

c₂ - stała sprężyny 2

2. Maszyna wytrzymałościowa.

Do przeprowadzenia próby używa się maszyny wytrzymałościowej o napędzie hydraulicznym. Wartość siły jest wskazywana przez wskazówkę siłomierza. Natomiast graficzny obraz zależności skrócenia sprężyny od działającej siły wykreślany jest przez pisak urządzenia samopiszącego.

3. Tok przeprowadzenia ćwiczenia.

• Mierzymy średnicę D sprężyny 1 i 2. Pomiar wykonany został suwmiarką o dokładności odczytu 0,05 mm.

• Mierzymy średnicę d sprężyny 1 i 2. Pomiar wykonany został suwmiarką o dokładności odczytu 0,05 mm.

• Liczymy liczbę zwoi sprężyny n.

• Przystępujemy do ściskania sprężyn na maszynie wytrzymałościowej.

4. Opracowanie wyników.

D1	[mm]	45,6
D2	[mm]	73,5
d1	[mm]	5,4
d2	[mm]	7,7
n1		10
n2		6

Przeprowadzona próba	λmax	Pmax
	[mm]	[N]
Ściskanie sprężyny 1	35	670
Ściskanie sprężyny 2	45	1520
Ściskanie sprężyn połączonych równolegle	29	1780
Ściskanie sprężyn połączonych szeregowo	69	1610

G1	[MPa]	170771,8
G2	[MPa]	183135
c1	[mm/N]	0,052239
c2	[mm/N]	0,029605
cr	[mm/N]	0,018896
csz	[mm/N]	0,081844

Wykresy charakterystyk sprężyn λ=f(P)

5. Wnioski.

• Zależność pomiędzy siłą ściskającą a długością ściskania jest zależnością prostoliniową.

• kąta nachylenia prostej do osi λ jest graficznym przedstawieniem stałej sprężyny c.

• Widoczne punkty załamania się przebiegu prostej są punktami, w których charakter ściskania sprężyny przechodzi w charakter zgniatania jej.

• Po wykonaniu wykresów zauważamy, że każda sprężyna o określonych wymiarach ma określoną stałą sprężyny. Zauważamy także, że przy połączeniu dwóch sprężyn w układzie szeregowym wzrasta stała sprężyny.

• Każdą sprężynę charakteryzuje moduł sprężystości postaciowej G.

P

P

P

P

P

P

a))))

b

c

Sprężyna 1

Sprężyny w układzie szeregowym

Sprężyny w układzie równoległym

Sprężyna 2