FORŢE ŞI MOMENTE LA ASAMBLĂRI

5/12/2018 FORŢE ŞI MOMENTE LA ASAMBLĂRI - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/forte-si-momente-la-asamblari 1/8

Lucrarea 3 Forţe şi momente la asamblări cu şuruburi 1

LUCRAREA 3

FORŢE ŞI MOMENTE LA ASAMBLĂRICU ŞURUBURI

1. Scopul lucrăriia) Determinarea coeficientului de frecare din filet (între şurub şi piuliţă);b) Determinarea coeficientului de frecare dintre suprafaţa frontală a

piuliţei şi suprafaţa de reazem (soclu).

2. Elemente teoreticePentru a realiza forţa axială necesară strângerii pieselor ce se asamblează,

piuliţa trebuie strânsă cu un moment la cheie dat de relaţia:bat t t M M M ,21 += (1)

în care: M t1 - momentul de frecare în filet; M t2 - momentul de frecare între piuliţă şi soclu - cu indice:

a - când există mişcare de rostogolire între piuliţă şi soclu; b - când se consideră cazul real, cu frecare de alunecare

între piuliţă şi soclu. Momentul de frecare în filet are expresia:

( )22

1 '2

α ρ +⋅⋅= tg d

F M t (2)

în care: F - forţa axială în şurub; d 2 - diametrul mediu de înfăşurare a spirei filetului;

α 2 - unghiul de înclinare mediu al elicei, care se calculează curelaţia:

2

2d

parctg

⋅

=

π α (3)

unde: p - pasul filetului ; ρ ' - unghiul aparent de frecare în filet, dat de relaţia:



2 Laborator Organe de maşini

==

2cos/''

β µ µ ρ arctg arctg (4)

în care: µ ' - coeficientul de frecare aparent; µ - coeficientul de frecare în filet;

- unghiul profilului filetului (pentru filet metric = 600 ).Pentru a micşora frecarea între suprafaţa de reazem a piuliţei şi soclu seintroduce - între acestea - un rulment axial cu bile, astfel încât se poateaprecia momentul de frecare în rulment cu relaţia:

r a

at

d F M µ ⋅⋅=

22 (5)

în care: d a - diametrul interior al rulmentului axial; µ r - coeficientul de frecare în rulment.

Momentul de frecare dintre piuliţă şi soclu este dat de relaţia:

122

1

331

23

µ ⋅−

−⋅=

g

g bt

d D

d D F M (6)

în care: D1 - diametrul exterior al suprafeţei de reazem; d g - diametrul găurii de trecere a şurubului; 1 µ - coeficientul de frecare dintre piuliţă şi soclu.

3. Instalaţia experimentală şi modul de lucru

Dispozitivul folosit, prezentat în fig. 1, se compune din: suportul 4 pecare se montează subansamblul format din şurubul 5, piuliţa 6 ,distanţierele 3, arcul dinamometric 2 şi comparatorul cu cadran 1.Prin strângerea piuliţei cu cheia dinamometrică, în şurub ia naştere oforţă axială care deformează arcul dinamometric, mărimea deformaţieifiind citită pe scala comparatorului, iar forţa axială se determină dindiagrama de etalonare din fig. 2.



Lucrarea 3 Forţe şi momente la asamblări cu şuruburi 3

Fig.1

Modul de lucru:a) Măsurători cu frecare de rostogolire între piuliţă şi soclu

1) Se măsoară diametrul exterior al şurubului cu şublerul şi se extragdin STAS (Anexa 2, tabelul A 2.1) valorile pasului p , diametrelor

21 ,d d şi ( )S D D ⋅= 95.011 , după care se calculează valoarea unghiului

2α .2) Se măsoară diametrul găurii de trecere d g a şurubului.3) În locaşul din suportul 4 se introduce un rulment axial, după care

se montează - manual - piuliţa 6 pâna ce atinge inelele rulmentului.4) Se aduce comparatorul cu cadran în poziţia " zero ".5) Se strânge treptat piuliţa 6 cu cheia dinamometrică notând

valorile diviziunilor indicate de cheie şi de comparator (citirile se fac din20 N⋅ m în 20 N⋅ m până la 100 N⋅ m ).

6) Se demontează piuliţa cu cheia dinamometrică verificândrevenirea la poziţia iniţială a acului indicator al comparatorului.

7) Se repetă măsurătorile de cel puţin trei ori.b) Măsurători cu frecare de alunecare între piuliţă şi soclu



4 Laborator Organe de maşini 8) Se demontează piuliţa, se scoate rulmentul axial, se montează o

placă de reazem şi se montează din nou piuliţa - manual - până lacontact.

9) Se repetă operaţiile de strângere a piuliţei.La terminarea măsuratorilor se demontează cu cheia dinamometrică

piuliţa 6 şi se verifică revenirea în poziţia iniţială a acului indicator alcomparatorului cu cadran.

Fig. 2

4. Prelucrarea şi interpretarea rezultatelora) Încercarea cu frecare de rostogolire între piuliţă şi soclu - piuliţase sprijină pe soclu prin intermediul rulmentului axial. Ordineaoperaţiilor este:• determinarea forţelor axiale F din şurub - funcţie de indicaţiilecomparatorului (din diagrama de etalonare a arcului dinamometric fig.2);• determinarea coeficientului de frecare în rulment µ r din fig. 3 funcţiede raportul 0/C F , unde C 0 = 5.1⋅ 10 4 N pentru rulmentul 51305;• calculul momentului de frecare în rulment M t a2 cu relaţia (5);



Lucrarea 3 Forţe şi momente la asamblări cu şuruburi 5• determinarea momentului de frecare în filet M t1 cu relaţia:

M M M t t t a1 2= − (7)unde: M t - momentul aplicat la cheia dinamometrică;• determinarea unghiului de frecare ρ ' şi a coeficientului de frecareaparent µ ' utilizand relaţiile (2) si (3) astfel:

ρ α '=⋅⋅

−arctg

M

F d

t 2 1

22 (8)

µ ρ ' '=tg (9)• determinarea coeficientului de frecare în filet µ din relaţia (3):

µ µ β

= ⋅' cos2

(10)• determinarea valorii medii a coeficientului de frecare din filet.

Fig. 3

b) Încercarea cu frecare de alunecare între piuliţă şi soclu - când piuliţa este în contact direct cu suprafaţa de reazem (cazul real defuncţionare a asamblării filetate):• determinarea forţei axiale F (ca şi în cazul prezentat anterior);



6 Laborator Organe de maşini • determinarea momentului de frecare din filet M t1 calculat cu ;• determinarea momentului de frecare pe soclu, folosind relaţia (1): 12 t t bt M M M −= (11)• determinarea coeficientului de frecare µ 1 pe suprafaţa frontală a

piuliţei din relaţia (6):

33

1

22

121

3

g

g bt

d D

d D

F

M

−

−⋅

⋅= µ (12)

• determinarea valorii medii a coeficientului de frecare piuliţă-soclu µ 1 . Rezultatele pentru cele două tipuri de încercări experimentale se înscriuîn tabelele 1, respectiv 2.

Dimensiunile şurubului M 20 sunt: d = 20 mm; p = 2.5 mm; d 2 = 18.376 mm; S = 32 mm; D1 =0.95⋅ S.

Observaţii: Unghiul de înfăşurare a spirei filetului 2α se determină cu relaţia (3).

Pentru încercările cu frecare pe soclu (cazul b) unghiul aparent de frecare' ρ se determină cu relaţia (4) înlocuind coeficientul de frecare întrespirele filetului µ cu .

Tabelul 1

Nr.

Mărimea U.M. 1 2 3

1. Momentul la cheie M t N m2. Indicaţii comparator mm10-2



Lucrarea 3 Forţe şi momente la asamblări cu şuruburi 73. Forţa axială F N4. 0/C F -5. Coef. frecare în rulment µ r -6. Momentul de frecare în

rulment M t a2 - rel.(5) N m7. Momentul de frecare în filet

M t1 - rel. (7) N m8. Unghiul aparent de frecare ' ρ

- rel. (8)

9. Coef. aparent de frecare în filet µ ' - rel. (9) -

10. Coeficientul de frecare µ -rel.(10) -

11. Coeficientul de frecare mediuîn filet -

Tabelul2Nr.

Mărimea U.M. 1 2 3

1. Momentul la cheie M t N m2. Indicaţii comparator mm10-2

3. Forţa axială F N4. Momentul de frecare în filet

M t1 - rel. (2) N m5. Momentul de frecare pe soclu

M t b2 - rel. (6) N m6. Coeficientul de frecare pe

soclu µ 1 -7. Coeficientul de frecare mediu

µ 1 -

ANEXA 3

DIMENSIUNI ŞURUBURI SI PIULIŢE CU FILET METRIC

Tabelul 3.1Filet metric SR ISO 724 – 1996 Şurub cu cap hexagonal



8 Laborator Organe de maşini STAS 4272-81

Dd = p11 Dd = d 2 =D2 S k m d g

10 1,5 8,376 9,026 17 7 10 1112 1,75 10,106 10,863 19 8 12 13

(14) 2 11,835 12,701 22 9 11 1516 2 13,865 14,701 24 10 16 17

(18) 2,5 15,294 16,376 27 12 15 1920 2,5 17,294 18,376 30 13 20 21

(22) 2,5 19,294 20,376 32 14 18 2324 3 20,752 22,051 36 15 24 25

(27) 3 23,752 25,051 41 17 27 2830 3,5 26,211 27,727 46 19 30 31

MATERIALE PENTRU ASAMBLĂRILE FILETATE

Tabelul 3.2 Simbol grupă material Material

Şurub Piuliţa4.6 4 OL 37, OL 424.8 4 OLC 105.6 5 OLC 15, OLC 25, OLC 355.8 5 OLC 35 N6.6 6 OL 52, OLC 456.8 6 OLC 456.9 6 OLC 558.8 8 18 MoCrNi13, 21MoMnCr1210.9 10 33MoCr11, 34MnCrNi15

12.9 12 34MnCrNi1514.9 14 28TiMnCr12

FORŢE ŞI MOMENTE LA ASAMBLĂRI

Documents

Transcript of FORŢE ŞI MOMENTE LA ASAMBLĂRI