Предлагаемое устройство имеет целью простым и весьма наглядным путем демонстрировагь сложение нагрузок, действующих на болт от предварительной затяжки и от действия дополнительной внешней силы, приложенной в различных местах. Одновременно устройство может быть применено и при изучении свойств
упругих ПрОКЛ1ДОК.
Предварительная затяжка, соответственно складываясь с прила1аемой нагрузкой, дает полное усилие, действующее на болт. Расчет таких соединений, являясь статически неопределимой задачей, должен произ водиться на основании анализа деформации тел, участвующих в соединении. Следует отметить, что, за редким исключением, болтовые соединения, применяемые для скрепления деталей, являются соединениями затянутыми.
Отдел болтовых соединений в курсе деталей машин является одним из наиболее сложных. Прохождение его во ВТУЗах, при условии только аналитического изучения вопроса, представляет затруднения. К тому же н настоящее время дано лишь частное решение затянутых соединений, при
котором внешняя нагрузка приложена непосредственно к болту. Это решение необходимо обобщить н для случая, когда нагрузка может быть приложена в любой точке прокладки (таково условие, например, в расчете болтов втулки деревянного и металлического пропеллеров). Сложность этого раздела приводит к тому, что даже в авторитетных руководствах этот анализ выпускается совершенно, и даются лишь эмпирические соотношения, совершенно не раскрывающие смысла изучаемого явления.
Основное значение предлагаемого устройства заключается в том, что оно весьма простым и быстрым способом поясняет физический смысл изучае.мого явления; при этом задача может быть решена для разных вариантов приложения нагрузки.
В предлагаемом устройстведля изучения усилий в затянутых болтовых соединениях изучаемый болт окружен двумя пружинами, из которых одна, наружная, зажата между двумя тарелками и служит для сообщения болту начального натяжения путем поворачивания на болт гайки, а другая, внутренняя динамометрическая, слун ичдля указания на шкале нагрузок,
определяемых как начальным натяжением, так и дополнительным сменным грузом, непосредственно подвешиваемым к болту.
При изучении свойств унругих прокладок последние помещаются между нижней тарелкой и корпусом устройства к затягиваются гайкой болта.
На чертеже фиг. 1 изображает вертикальный разрез устройства для изучения усилий в затянутых болтовых соединениях при малых нагрузках (правая часть) н при больших (левая часть), фиг. 2 - схему установки устройства при больших нагрузках.
Корпус 2, 12 устройства с крышкой / подвешивается к любой неподвижной базе лаборатории, и в него вставляется на шпонке /.5 болт 7, поддерживаемый окружающей его динамометрической пружиной 5. Снаружи болт окружен пружиной 4, зажатой между тарелкой 5, надетой на корпус 2 и упн.рающейся в буртик на нем, н тарелкой 6, надетой па болт и поджимаемой гайкой с. Болт 7 снабжен кольцом 9 для подвещива1 и; дополнительного сменного груза и указателем 7/, перемещающимся по щкале 10 с показаниями в килограммах.
При изготовлении устройства для нанесения показаний на шкале детали 3, 6, 4, 8 снимаются, а кольцо 9 на -ружается выверенными гирями, и в соответствии с прилагаемой нагрузкой наносятся деления на шкале /(, для чего достаточно получить лишь две точки на шкале, а остальные получаются пропорциональным делением.
Для изучения усилий в затянутом болте производят предварительную затяжку болта 7 гайкой 8 величина затяжки определится на шкале 10 в килограммах. Пусть величина перво} ачальной затян ки составит 5 кг. Очевидно этим усилием 5 сжаты пружины - п 5 и растянут болт 7. К кольцу 9 прикладывают дополнительный груз Р. Суммарная нагрузка, растягивающая болт 7 и сжимающая пружину 5 (но не 4), будет показана па шкале Ю. Она составит; / Р-|-а5, где а -коэфициент, меньший единицы.
При дальнейшем увеличении Р наступит момент, когда первоначальная затяжка исчезнет, и болт будет подвергаться только действию силы Р. Произведя первоначальную затяжку болта 7 согласно предыдущему, дополнительную нагрузку , прилагают к тарелке 3.
В результате, показания устройства дадут либо силу 5, либо. Р. в зависи.мости от того, какая из иих больше.
Наконец, прилагая дополнительную (к первоначальной затяжке) силу к виткам пружины 4 (помощью простейших приспособлений), можно получить новый промежуточный вариант суммирования нагрузок.
Следует отметить, что болтовое соединение в том виде, в каком оно представлено в устройстве, встречается в краностроении; во всех прочих затянутых соединениях пружина 4 играет роль упругой прокладки.
При изучении свойств унругих прокладок из разных материалов, например, кожи, резины, асбеста, клинкерита и т. п., применяемых для плотных соединений, пружина 4 и тарелка 3 удаляются, и .исследуемая прокладка 46 зажимается гайкой 8 между тарелкой б и корпусом 2; остальные операции производятся, как описано ранее.
На чертеже устройства .показаны два варианта работы - при малых нагрузках с пружинами - и 5 (правая часть фиг. 1) и при больших нагрузках (левая часть фиг. 1), передаваемых через рычаг и динамометр (фиг. 2), помощью пружин и 5а с большим сечением, устанавливаемых вместо пружин - и 5. В соответствии с этим, шкала W выполнена с двойными делениями, тарированными по пружинам 5 и 5а.
Предмет изобретения.
1. Устройство для изучения усилий в затянутых болтовых соединениях, отличающееся применением двух окружающих изучаемый болт 7 пружин 4, 5, из которых пружина 4 зажата между тарелками 5, б и служит
;1дя сообщения болту начального натяжения путем заворачивания на болт гайки S, а динамометрическая пружина 5 предназначена для указания на шкале W нагрузок, определяемых как начальнььм натяжением, так и -деполните.-1ьным сменным грузом,
подвешиваемым непосредственпо к болту.
2. В устройстве|по п. (1 использование гайки 8 при изучении свойств унругнх прокладок 46 с целью зчтяжки последних между тарелкой 6 и KopnjcoM 2
фиг.1
//
13
фиг. 2
-5&t
