РАБОТАЩЕГО НА СДВИГ

 

1. Цель работы

Работа предназначается для определения сдвигающей силы F (расчетным и экспериментальным путем) в зависимости от момен­та затяжки болта T_заm.

 

2. Расчетные зависимости

В испытуемом соединении (рис. 1) болт 1 поставлен с зазором, его стержень при затяжке (моментом на ключе T_заm) растягивается и скручивается.

Пластины 2, 3 удерживаются от сдвига силами трения F_ί, возникающими на поверхностях контакта. Условие, при котором начинается сдвиг, выражается зависимостью [1, c. 111–113; 2, с. 36–37; 3, с. 95–96].

 

F = F_ί ּ n, (1)

где F – предельная сдвигающая сила; n – число поверхностей трения.

В свою очередь

 

F_ί = F₀ ּ f_c, (2)

где F₀ – усилие предварительной затяжки; f_c – коэффициент трения на стыке. Таким образом,

F = F₀ ּf_c ּ n. (3)

 

Если коэффициент трения на стыке принять постоянным (при изменении усилия затяжки), то зависимость силы сдвига от ве­личины F₀ будет линейной.

Момент на ключе и сила затяжки связаны между собой фор­мулой [1, c. 105–107; 2, c. 28–30; 3, c. 83–85].

 

(4)

где T_p – момент трения в резьбе; T_т – момент трения на торце гайки; d₂ – сред-ний диаметр резьбы; ψ – угол подъема резьбы; φ – приведенный угол трения в резьбе; f_т – коэффициент трения на торце гайки; H – размер под ключ; d₀ – внутренний диаметр опорной поверхности гайки (диаметр отверстия под болт).

Определив из формулы (4) F₀ и подставив его выраже­ние в основное условие (3), получим

(5)

 

В свою очередь

(6)

где – шаг резьбы; i – число заходов;

F/1 F/2

где f_p – коэффициент трения в резьбе; β – угол наклона рабочей стороны профиля резьбы к плоскости поперечного сечения (для метрической резьбы β = /6, cos/6 ≈ 0,87).

Рис. 1. Схема соединения

 

3. Оборудование

Исследуемый узел «Болт-пластины», динамометрический ключ со сменной головкой, штангенциркуль, резьбомер.

 

4. Порядок выполнения работы

Пластины 1 (рис. 2), болт 2 с шайбой 3 и гайкой 4 вы­бираются по указа-нию преподавателя.

Расчет силы трения при сдвиге.

Замеряются: наружный диаметр резьбы болта (d); шаг резьбы (Р); размер под ключ (H); диаметр отверстия под болт (d_о) и округляются до ближайших значений по ГОСТ.

Внутренний диаметр (d₁) и средний (d₂) берутся из таблиц ГОСТа, а угол ψ определяется по формуле (6).

Расчетная сила F определяется по формуле (3), причем в качестве силы прижатия пластин (F₀) следует брать силу, не превышающую допускаемую ([F₀]) из условия прочности болта на растяжение.

Коэффициенты трения скольжения на поверхностях стыка пластин (f_c), торце гайки (f_т) и в резьбе (f_р) ориентировочно можно выбирать из табл. 1.