Способ испытания на прочность соединения коаксиальных цилиндрических деталей

ОЮЗ СОВЕТСКИХОЦИАЛИСТИЧЕСКИСПУБЛИК 3 1 1)5 САНИЕ РЕТЕН А ВТОРСНОМУ С ЕЛЬСТВУ сть прессоника, 1982,НА ПРОЧНОСТЬ Х ЦИЛИНДРИЧЕС ится к испытаизобретения -троле в емк емого пр ояа прочность.ь. изобретенияза счет исклю и- повышение точения повреждея объемной дефород ности ния д мацииНа рой ст ален и вли с датвлена схема уст ая предлагаеьый теже предс иллюстриру ля 15,гистнагруже- есс ойство содержит Ус ния и со сто ляющи 3 кач 0 туемых соедищий из опорной стоек 2 с па состяка) ния, удерживаемта 5 усилие Ри ) воздеисоединение детка 7 в сборе)нажимные элемдикатором 9 велилы и шарик 10,деталей соеди кототе 1 динекй, динет виилауемо и вту точны тор- проми 8, ройстм ий сй и вляют с помощ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИГКНТ СССР(57) Изобретение отностельной технике. Цель Изобретение относится к испытательной технике, в частности к испыта нений (пр ),плиты 1, направзами для шариковгх сепаратором 4,(испытательнаяствует на испыалей (вал 6через промежуенты 8 с встроен-ичины испытательОхлаждение однения (вала) осухпадагента 11,повышение точности за счет исключения повреждения деталей и влиянияобъемной деформации. На испытуемоесоединение устанавливают емкость дляхладагента, Нагружают соединение силой, не превышающей нижнего пределапрочности и измеряют взаимное смещение деталей,Затеи охлаждают охватываемую. деталь, заливая хладагент вемкость, и повторно измеряют смещение деталей, Разность смещений ха"рактеризует прочность соединения,ил,12, Испытуемое соединение, сос щее из деталей 6 и 7 (вал, вту устанавливают на подставке 13, состав которой дополнительно в датчик 14 для измерения относи ного микросмещения деталей 6 и испытуемого соединения. Сигнал чика поступает на вход усилите выход которого подключен к ре рирующему прибору,Способ осуществляется следу образом,Контролируемое соединение, щее из деталей 6 и 7 (вал,втул устанавливают на подставке 13, рая расположена на опорной ппи узла нагружения испытуемых сое Затем на вал 6 испытуемого сое ния устанавливают емкость для агента, шарик 1 О прижимается к цу вала испытуемого соединения межуточными нажимными элемента помощью винта 5 оператором уства прикладывается контрольная нагрузка, Применение шарика 10, а также направляющих стоек 2 с пазами для шариков 3 качения, удерживаемых сепаратором 4, обеспечивает приложение контрольной нагрузки строго по оси испытуемого соединения.Перемещая промежуточные нажимные элементы 8 с помощью винта 5, опера тор нагружяет испытуемое соединение уменьшенной испытательной силойРисп мсдп , Величина уменьшенной испытательной силы Рии задается заранее по условиям испытаний соеди некий и может достигать значения Рс , где Р м - минимально допустимая прочность испытуемого соединения.В процессе нагружения испытуемого 2 О соединения на выходе усилителя 5 с помощью регистрирунщего прибора регистрируется величина раэбаланса измерительного моста, пропорциональная величине микросмещения вала 6 от носительно втулки 7, с учетом объемной деформации материалов деталей сое. динения и подставки 13Величина микросмещения 1 оценивается операторомОБЩустройства по графической зависимости, полученной при калибровке. датчика микросмещения деталей соединений, При этом общее микросмещение чувствительного элемента датчика, контактирующего с торцом вала в соединении, описывается следующим выражением: где 1 -. величина относительного Ю микросмещения деталей испытуемых соединений под воздействием уменьшенной контрольной нагрузки Рим м и ф 1 1 величина объемного деформирования ма-, териала втулки под воздействием уменьщенной контрольной нагрузки; 1 - величина объемного деформирования мате - риала вала под воздействием уменьшенной контрольной нагрузки Р, 1 опс - величин а объ емно го дефор мированйя опорного момента (подставки 13 ) под воздействием уменьшенной конт.рольной нагрузки Рисп,мипЗатем проводится заливка тариро, ванного объема жидкого хладагента например, жидкий азот) в емкость 12, установленную с уплотнением на валу соединения, и продолжает непрерывно измеряться величина относительного микросмещения деталей соединения в процессе охлаждения вала 6, Величина относительного микросмещения деталей в процессе охлаждения вала увеличивается, так как посадочный размер вала уменьшается и уменьшается прочность испытуемого соединения,Исходное значение натяга 3 в контролируемом соединении определяется соотношением размеров посадочных поверхностей Й. вала и Й втулки,.измеренных при одинаковых температурах деталейо с 2 11 фЕсли температура деталей соединения изменяется, то произойдет изменение посадочных размеров деталей соединения, вследствие чего изменится 8 п в соединении на величину а 5Ь 3 - 2 Ь,Х,Т,- К,К ,),где 0 Ыг Т Т - коэффициенты линейного расширения материалов деталей соединения и температуры вала до и после нагрева соответственно, значения Х, и К определяются по формуламмй-сЬ К ,Ф ссК2где с 1 - диаметр вала в соединении;Й - внутренний диаметр втулкисоединения;с - внешний диаметр втулки соединения,Измененныи натяг й в соединенииипосле охлаждения вала соединения в таком случае определяется выражениемРасчет прочности Рс соединений с натягом, незави симо от спо соб а их формирования, производится для осесимметричных деталей цилиндрической формы при осевом нагружении соединений по формулегде Яни с 1 - номинальная пло 5 2 щадь посадки,мм1573390 5Е - коэф 4 н(циент тренияпри выпрессовке, соответствукщий начальному моменту взаимного осевого смещения(сдвига) деталей;15 - длина посадки; Й - диаметр сопрягаемь(хповерхностей деталейсоединения;Кп - контактное давление вместе соединения, определяется по формулей( - -+ )С, СгЕ, Ег причем для обеспечения целостности 5контролируемых соединений степеньохлаждения вала выбирается из условия обеспечения при испытаниях целостности соединений с минимально допустимой прочностью Рс мик Ф т.е. принагружении и охлаждении вала испытуе"мого соединения должно выполняться условие Р ср рисп.мин с ми с,:После подстановок значений и упрощений получим следующее выражение:(1 21+( -- )ЙгС---- - - -+и(й щъг (Д г1-( - - )1 ггде Й - диаметр посадочной поверхности втулки соединения;с 1- наружный диаметр втулки;Й - диаметр отверстия в вале,;1 М - коэффициент Пуассона;- натяг между деталями соеодинения,Кратковременное уменьшение натяга ай в испытуемом соединениипосле охлаждения вала уменыпает контактные давления в зоне сопряжения дета" лей соединения на величину. ЮеаРЙКевг(1( + Й)Е(ЕгТаким образом, после охлаждения вала соединения прочность соединения Р кратковременно уменьшится на величину Ьр,дрси дКнПрочность Р с, контролируемого соединения после охлаждения вала в таком случае определяется по форму- ле Д 1 1-120оАнализ полученного выражения показывает, что на результаты таких измерений не оказывает влияния объемноедеформирование материалов деталейсоединений и подставки, что существенно повьппает точность контроля.Оператор устройства, используяэталонную графическую зависимость.полученную для однотипных соединений ЗО по значению дополнительного микросмещения Д 1 определяет исходньп(натяг в соединении, т,е, прочностьиспытуемого соединения,Формула изобретенияСпособ испытания на прочность соединения коаксиальных цилиндрическихдеталей, заключающийся в том, чтоосуществляют воздействие механической нагрузки на одну из деталей испытуемого соединения, измеряют смещение деталей друг относительно другаи определяют прочность соединения,отличающийся тем, что,с целью повышения точности за счетисключения повреждения деталей ивлияния объемной деформации, предварительно на эталонное соединение последовательно воздействуют хладагентоми механической. нагрузкой, не превышающей нижнего предела прочностисоединения на величину уменыпенияпрочности от воздействия хладагента 55.на эталонном соединении, после измерения смещения на внутреннюю детальиспытуемого соединения воздействуютФ1573390 ности смещений после воздействия хладагента и до него,авитель В,Лазареваед А.Кравчук актор С,Патрушева Т Корректор О,Кравцов Заказ 1640 Тираж,499 ВНИИПИ Государственного комитета по изобретени 113035, Москва, Ж, Раушскаяательский комбинат "Патент", г,ужгород, ул. Гагарина,10 Производствен лей после захолаживания, а прочностьсоединения определяют с учетом разПодписноеи открытиям при ГКНТ Сб., д. 4/5