DETERMINAREA EXPERIMENTALĂ A MOMENTULUI DE TORSIUNE

PENTRU DIVERSE ASAMBLĂRI PRIN FRECARE

Asamblări Mtot

[N·m] Fax[N] l [mm]

Mtexp

[N·m]

Coef. de

frecare

Mtcalc

[N·m]

M M

M

tcalc

t

t

exp

exp100 [%]

pe con

cu inele

tronconice

cu inele

din cauciuc

Valorile medii ale coeficientului de frecare

Asamblare pe con

Asamblare cu inele tronconice

Asamblare cu inele din cauciuc

..........

k

........t

...........c

CONCLUZII

OM I LABORATOR III

Student: .................................................... Grupa: .................

OM I - Laborator 2013

1

DETERMINAREA EXPERIMENTALĂ A MOMENTULUI DE

TORSIUNE PENTRU DIVERSE ASAMBLĂRI PRIN FRECARE

1.OBIECTIVE

Determinarea experimentală a

momentul de torsiune transmis pentru trei

tipuri de asamblări tip arbore - butuc prin

frecare (pe con, cu inele tronconice, cu inele

elastice din cauciuc) și comparația cu valorile

determinate pe cale teoretică.

2.STANDUL EXPERIMENTAL

Standul experimental este compus dintr-un

batiu rigid, 1, pe care se fixează cu șuruburi

asamblarea testată (prin intermediul flanșei 6

care simulează butucul asamblării) și un

arbore canelat telescopic 7, în care se fixează

capătul hexagonal al arborelui asamblării.

Arborele canelat este prevăzut cu un braț

excentric care poate fi poate fi rotit prin

intermediul șurubului de mișcare 5, acționat prin roata de manevră 4. Momentul de torsiune generat la rotirea

șurubului 5 este măsurat prin deformația de încovoiere a unei lamele elastice 3 (care joacă rolul de traductor de

moment), cu un ceas comparator 2. Trei tipuri similare de montaje pot fi testate după o procedura identică:

(a) asamblare pe con – Fig. 2 a) și Fig 3;

(b) asamblare cu două perechi de inele tronconice – Fig. 2 b) și Fig 4;

(c) asamblare cu inele din cauciuc, presate axial – Fig. 2 c) și Fig 5.

a) Asamblare pe con:

D=43mm, d=33mm, =9.5,

dm=(D+d)/2

b) Asamblare cu inele tronconice:

D=55mm, d=35mm, =30 c) Asamblare cu inele din cauciuc:

d=35 mm, l= 24 mm, s= 12 mm

Fig. 2. Tipurile asamblărilor prin frecare testate În fiecare dintre cele trei variante testate, asamblarea este realizată între un arbore tubular scurt (8), cu un capat

hexagonal folosit la antrenare si o flanșă cu rolul de butuc 6. Strangerea asamblării se realizează cu un șurub 9,

care pătrunde prin arborele tubular 8 si o piuliță 10, fixată pe flanșă prin intermediul unui rulment 11. Capătul

hexagonal al șurubului de strângere a asamblării, 9 este fixat împotriva rotirii, la interiorul arborelui tubular.

8

5

1

6

4

2

3

7

OM I - Laborator 2013

2

Fig. 3. Asamblare pe con

Fig. 4. Asamblare cu inele tronconice

Fig. 5. Asamblare cu inele din cauciuc

șurub(9)

flanșă (6)

rulment cu role

conice (11)

inele de cauciuc

arbore tubular (8)

piuliță (10)

șurub(9)

2 perechi de inele tronconice

piuliță (10)

arbore

tubular (8)

flanșă (6) rulment cu bile (11)

piuliță (10)

flanșă cu alezaj

pe con (6)

arbore tubular cu

capăt conic (8)

șurub (9)

rulment cu bile (11)

OM I - Laborator 2013

3

Strângerea pieselor care constituie butucul asamblării se realizează cu o cheie dinamometrică, prin intermediul

rulmentului 11 (rulment cu bile sau radial-axial cu role conice), astfel încât momentul de frecare dintre piuliță și

piesele strânse să fie neglijabil. În consecință, momentul total de strângere a asamblării (momentul la cheie) este

egal cu momentul de înșurubare Mtot = Mt1.

3. PROCEDURA EXPERIMENTALĂ

Pentru fiecare dintre cele trei montaje se procedează după cum urmează:

1. Se fixează montajul în batiu, respectiv în arborele canelat telescopic.

2. Se strânge piulița 10 cu ajutorul cheii dinamometrice, până se atinge o valoare prescrisă a momentului total

la cheie, Mtot. Forța axială de strângere a asamblării se calculează pe baza relației dintre momentul total la

cheie, Mtot și forța axială din șurub, în ipoteza neglijarii momentului de frecare pe suprafața de sprijin, Mt2:

i. )tg(

2*

22

d

MF tot

ax

,

b. unde Mtot – momentul total de strângere măsurat cu cheia dinamometrică, *=6

(corespunzător coeficientului de frecare * = 0.1), d2 = 15mm, 2 = 2.5

3. Se aduce ceasul comparator la zero

4. Se rotește încet roata de manevră urmărindu-se în paralel indicația ceasului comparator, până când se

remarcă un salt sensibil al acestei indicații; acest salt corespunde începutului alunecării arborelui în butuc,

indicând atingerea momentului maxim transmisibil. Se notează deformația corespunzătoare momentului

premergător inițierii alunecării și se calculează momentul transmisibil cu ecuația:

a. Mtexp

=7·105l [N·mm], undel [mm] este deformația indicată de ceasul comparator.

5. Se repetă procedura precedenta pentru alte valori ale momentului de strângere a asamblării.

Rezultatele experimentale se înregistrează în tabelul atașat, după care, pe baza formulelor de calcul a momentului

transmisibil (prezentate mai jos pentru fiecare dintre cele trei asamblări) se vor calcula coeficienţii de frecare

corespunzători. Pentru fiecare dintre asamblările testate se va calcula o valoare medie a coeficientului de frecare iar

apoi, pentru fiecare experiment, se va calcula momentul transmisibil obținut pe cale teoretica, Mtcalc

, precum si

eroarea relativă dintre valorile experimentale si cele teoretice ale momentului transmisibil.

Asamblare pe con:

cossin2 k

maxkconic

t

dFM

Asamblare cu doua inele tronconice:

2tgtg

tgtg

tt

ttax

inele

tdFM

sau

22tan

tan

t

ttax

inele

tdFM

Asamblare cu inele din cauciuc:

3

12 c

axccauciuc

t

s

ldFM

unde = 0.45 - coeficientul lui Poisson pentru cauciuc.

4. CONCLUZII

- referitoare la precizia măsurătorilor și la variația coeficienților de frecare estimați.

- se vor compara cele trei soluții de asamblare prin frecare din punctul de vedere al momentului transmisibil