РАЗРАБОТКА СТЕНДА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ НАПРЯЖЕННОГО РЕЗЬБОВОГО СОЕДИНЕНИЯ НА БАЗЕ ВИНТОВОГО ПРЕССА Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

УДК 621.45.018.2

РАЗРАБОТКА СТЕНДА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ НАПРЯЖЕННОГО РЕЗЬБОВОГО СОЕДИНЕНИЯ НА БАЗЕ ВИНТОВОГО ПРЕССА

А.И. Келлер, А.В. Стручков

Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31

E-mail: str-alex-v@mail.ru

В статье рассматривается вариант усовершенствования лабораторного стенда, на базе ручного винтового пресса, для проведения лабораторных работ по исследованию напряженного резьбового соединения.

Ключевые слова: проектирование, испытания, резьбовое соединение, лабораторный стенд, винтовой пресс.

DEVELOPMENT OF A STAND FOR INVESTIGATION OF A STRESSED THREADED

JOINT ON THE BASIS OF A SCREW PRESS

A.I. Keller, A.V. Struchkov

Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarskii rabochii prospekt, Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation

E-mail: str-alex-v@mail.ru

The article discusses the option of improving the laboratory bench based on a manual screw press for laboratory work on the study of a stressed threaded connection.

Keywords: design, tests, threaded connection, laboratory stand, screw press.

Введение. Самым распространенным соединением является резьбовое соединение. В машинах и аппаратах часто имеет место работа болтов и шпилек, нагруженных усилием затяжки и внешней осевой нагрузкой, стремящейся раскрыть стык соединения. В некоторых случаях к таким соединениям предъявляется требование герметичности соединения. Примером такого соединения может служить соединение головки и блока цилиндров [1,2].

Герметичность соединения и нераскрытие стыка обеспечивается силой предварительной затяжки. Она должна сжимать детали так, чтобы после приложения рабочей внешней нагрузки не произошло раскрытие стыка или нарушение герметичности. В момент приложения рабочей нагрузки на деталь, действует уже не сила предварительной затяжки, а меньшая сила, она называется - остаточная затяжка. Величина уменьшения силы предварительной затяжки зависит от величины рабочей внешней нагрузки и от упругих свойств деталей соединения [3,4,5].

Работу напряженного резьбового соединения рассмотрим в три этапа (рис.1).

1 Гайка не затянута, соединение не напряжено. Деформация болта и соединяемых деталей отсутствует.

2. Гайка затянута силой предварительной затяжки. Соединяемые детали сжимаются, Болт растягивается.

3. Приложена внешняя рабочая нагрузка. Болт дополнительно растягивается на величину 5, а деформация соединяемых деталей уменьшается на величину 5 за счет деформации болта.

Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2022. Том 1

Рис. 1. Резьбовое соединение, нагруженное внешней осевой силой а) и диаграмма сил и деформаций напряженного резьбового соединения.

Для исследования напряженного резьбового соединения на нераскрытие стыка нами разработан на базе кафедрального винтового пресса стенд (рис.2), позволяющий задать определенную осевую внешнюю нагрузку и получить экспериментально зависимости деформации болта и соединяемых деталей от силы затяжки и внешней нагрузки.

Рис. 2. Стенд для исследования напряженного резьбового соединения. 1- винтовой пресс, 2- динамометрическое кольцо, 3- индикаторы часового типа 4- держатель индикатора, 5- трубка, 6- болтовое соединение, 7- пластина, 8- прокладка

Установка представляет собой пресс, на основе которого добавлены следующие конструктивные элементы, такие как индикаторы часового типа, позволяющие контролировать задаваемую внешнюю нагрузку, и величину деформации болта и детали.

На основе полученных значений строится диаграмма деформаций болта и детали (трубы) при заданных силе предварительной затяжки и внешней осевой силы.

Установка позволит проводить эксперименты над резьбовым соединением в рамках лабораторной работы, что позволит студентам наглядно увидеть зависимость степень деформации от прилагаемых усилий.

Библиографические ссылки

1. Сметиз [Электронный ресурс]. URL: https://smetiz.ru/tekhnicheskaya-informaciya/ rezbovye-soedineniya/ (дата обращения: 02.04.2022).

2. StudRef [Электронный ресурс]. URL: https://studref.com/553439/tehnika/ raschet rezbovyh soedineniy prochnost (дата обращения: 04.04.2022).

3. Детали машин (основы расчета и конструирования машин)./ Дмитриев В.Д. - Л. Судостроение, 1970. 791 с.

4. Детали машин. Лабораторный практикум. / Верхов Ю.И. и др. - Красноярск, 1999. 62 с.

5. Детали машин [Электронный ресурс]. URL: http://www.detalmach.ru/lab5.html (дата обращения: 04.04.2022).

© Келлер, А.И., Стручков А.В., 2022