Способ определения удельной прочности на сдвиг соединения с натягом Советский патент 1982 года по МПК G01N19/02 

1

Изобретение относится к исследованию сил сцепления между твердыми телами и касается способа неразрушающего контроля удельной прочности соединений с натягом.

Известен способ определения удельной прочности на сдвиг соединения с натягом, заключающийся в том, что с сопрягаемых поверхностей исследуемого соединения снимают профилограммы, по которым рассчитывают характеристики их шероховатости,определяют нс рмальные давления в этом соединении и относительную площадь фактического контакта. В известном способе считают, что , по которой происходит сдвиг одного тела относительно другого, равна площади фактического контакта в соединении Ар, а предельные сдвиговые напряжения на этой площади определяются по формуле T , где предел гТрочности материала соединения. Тогда удельную прочность на

сдвиг соединения с натягом р определяют по формуле

гР

An

где 1

-относительная

JTBd площадь факти- ческого контакта;

и d

-длина и диаметр соединения соответственно.

При этом величину t определяют,

10 исходя из значений нормальных давлений в контакте 1.

Однако известный способ не учитывает взаимного расположения следов обработки на сопрягаемых поверхнос15тях и упруго-пластического характера деформаций на пятнах касания, что обуславливает его невысокую точность.

Цель изобретения - повышение точности.

го

Указанная цель достигается благодаря тому, что в способе определения удельной прочности на сдвиг соединения с натягом, заключающемся 3926578 в том, что с сопрягаемых поверхностей исследуемого соединения снимают профилограммы, по которым рассчитывают характеристики их шероховатости, определяют контактные параметры иссле-5 дуемого соединения, включающие нормальные давления в контакте и относительную площадь фактического контакта, по которым судят об удельной прочности на сдвиг соединения, об- to разуют два вспомогательных соединения с натягом, характеристики шероховатости сопрягаемых поверхностей которых эквивалентны характеристинам шероховатости поверхностей иссле-,5 шер .дуемого соединения, определяют кон тактнь ё параметры вспомогательных соединений и пластическую твердость материалов исследуемого и вспомог ательного соединения, производят рас прессовку вспомогательных соединений, в процессе которой измеряют удельные усилия распрессовки, а удельную прочность исследуемого сое динения рассчитывают по формуле ) , П%/%(/чП VN, ( 1 в Р - удельная прочность иссле емого соединения; - характеристика шероховатости сопрягаемых поверх ностей; t и п - параметры удельной прочности соединения1 - относительная площадь фа тического контакта иссле дуемого coeдинeния с - нормальное давление в ко такте исследуемого соеди нения j НД, НДц- пластическая твердость материала исследуемого и вспомогательного соединения соответственно; Р.,Рп - удельные усилия распрес совки первого и второго вспомогательных соединений c(X5TBeTCTBeHHov в Чп Яп нормальные давления 01 1. контакте первого и втообрнен нос кот рого вспомогательных соединений соответственЦ1в 1относительные площади фактического контакта первого и второго вспомогательных соединений соответственно. Способ осуществляют следующим азом. Перед сборкой исследуемого соедиия с натягом с сопрягаемых поверхтей снимают профилограммы, по орым определяют характеристики оховатости, включающие: Ь иv) параметры кривой опорной поверхности, Rmc наибольшая высота неровности профиля; R - радиус, закругления вершин неровностей. Затем определяют пластическую твердость НД более .мягкого материала. Образуют два вспомогательных соединения с натягом, охватываемый и охватывающий элементы которого изготовлены из материала, физико-механические свойства которых близки с таковыми для этих же элементов исследуемого соединения. Натяг.и у вспомогательных соединений должны быть различными, что обеспечивает различие для этих соединений контактных :параметров, включающих нормальные давления в контакте и относительную площадь фактического контакта. Перед сборкой вспомогательных соединений с сопрягаемых поверхностей их элементов снимают профилограммы, по которым определяют те же самые характеристики шероховатости, что и для исследуемого соединения, причем значения этих характеристик для исследуемого и вспомогательных соединений должны быть эквивалентными. Для более мягкого, материала, используемого во вспомогательных соединениях, определяют пластическую твердость НДп. Используя систему уравнений: KrSi ) Vw/i вг1«( ,)й -jtK;)/i6R .sSJb/ ei(.),

где .с. -КТ. ЛЕ; -полное сближение в контак те-, -натяг соединения} -диаметр соединения-, -коэффициент силового |1одо бия,. -пластическая составляющая полного сближения; -упругая составляющая полн го сближения, -условная нагрузка, приходя щаяся в среднем на одно п но контакта, модуль Юнга и коэффициент .Пуассона материала охваты ваемого элемента соединения соответственно Е модуль Юнга и коэффициент Пуассона материала охваты вающего элемента соединения соответственно; -наружный диаметр охватывае мого элемента соединения , -наружный диаметр охватывающего элемента соединения (индекс 6 означает, что величина определяется для вспомогательного соединения, а второй, индекс г може.т принимать значение 1 или 2 в зависимости от того, к какому из двух вспомогательных соединений относится эта величина), для каждого вспомогательного соединения определяют относительную площадь фактического контакта коэффициент силового подобия, упругую и пластическую составля щие полногосближения. Нормальные давления в контакте q вычисляют по формуле

,

.1

А +

гъ

ftl Затем производят распрессовку вспомогательных соединений, регистрируя для каждого из них величину максимального усилия ei t приво-дящего к взаимному сдвигу сопряжен- . ных элементов, и вычисляют удельные . усилия распрессовки по формуле Tng-icft; . ft -liTd Для вспомогательных соединений определяют параметры удельной прочности соединения п и t по формулам: : /е(Ябг/Ч), ).ГУдельную прочность исследуемого doeдинения р определяют по формуле .J. Значения и с, входящие в формулу (З), рассчитываются по формулам (1) и (2), в которых все величины, имеющие индекс Bi или Б и характеризующие, таким образом, вспомогательные соединения, должны быть заменены на величины без индексов, которые характеризуют .исследуемое сопряжение. Использование предлагаемого способа позволяет повысить надежность и качество соединений с натягом путем выбора оптимальных параметров соединений, снизить металлоемкость соединений за счет более обоснованног го назначения коэффициента запаса прочности. Фор.мула изобретения Способ определения удельной прочности на сдвиг соединения с натягом, аключающийся в том, что с сопрягаеых поверхностей исследуемого соедиения снимают проифлограммы, по коорым рассчитывают характеристики их ероховатости, определяют контактные

параметры исследуемого соединения, включающие нормальные давления в контакте и относительную площадь фактического контакта, по .которым судят об удельной прочности на сдвиг соединения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, образуют два вспомогательных соединения с натягом, характеристики шероховатости сопрягаемых поверхностей которых эквивалентны характеристикам шероховатости поверхностей исследу€;мого соединения, определяют контактные параметры вспомогательных соединений и пластическую твердость материалов исследуемого и вспомогательного соединений производят распрессовку вспомогательных соединений, в процессе которой измеряют уделБные усилия распрессовки, а удельную прочность исследуемого соединения рассчитывают по формуле

, 4/л). j НА ti

)

(

где

1Ч/Ч)}н; , . l J чK/«M j

Р - удельная прочность исследуемого соединения .

- характерист,ика шероховатости сопрягаемых поверхностей параметры удельной прочности t И П соединения

относительная площадь фактиtческого контакта исследуемого соединения ,

Ннормальное давление в контакте исследуемого соединения-; А.НДвпластическая твердость материала исследуемого и вспомогательного соединений соответственно,

в,аудельные усилия распрессовки первого и второго вспомогательных соединений соответственно-;

vV

нормальные давления в контакте первого и второго вспомогательных соединений относительные площади факЬвуЧтГтического контакта первого и второго вспомогательных соединений соответственно.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Бежелукова Е,Ф. и др. Теоретическое исследование.прочности соединений с натягом при воздействий осевой силы. Сб. Технология и автоматизация производственных процессов в машиностроении. Пенза, 1977, N°6, с. 109-113 (прототип) .