III Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2011

Целью и задачами данной работы является создание лабораторной установки и  исследование ее пригодности для применения в учебном процессе. Она предназначена для практического определения прогибов и  углов поворота сечений балки и сравнения экспериментальных данных с теоретическими расчетами. Созданная лабораторная установка относительно проста и экономически выгодна, в тоже время имеет оригинальную конструкцию.

Многие элементы конструкций, в частности детали оборудования предприятий мясной и молочной промышленности работают на изгиб: оси, валы, строительные балки и др. Во многих случаях эти элементы должны быть рассчитаны не только на прочность, но и на жёсткость. Таковыми являются: червяки червячных передач, валы в молочных сепараторах и др.  

Чтобы вычислить прогиб или угол поворота какого-либо сечения балки, необходимо в эти выражения подставить значение z, равное расстоянию данного сечения от опоры балки.

Лабораторная установка для определения перемещений консольной балки 10 имеет следующее устройство (Рисунок 2). Основание изготовлено  из швеллера №10, к которому приварены уголки 35×35 - 2. К основанию на стойках из стальных труб на «32» приварены  два уголка  35×35. Одна из стоек имеет специальный кронштейн 3 для жёсткого закрепления балки, которая зажимается  при помощи шпилек М8. Для создания нагрузки используется винтовой механизм 4, один конец которого соединяется с балкой, а другой с динамометром 5. Динамометр установлен на салазках 6, так что нагрузку можно создать почти в любом месте балки. Винтовой механизм изготовлен из стальных стержней диаметром 10 мм. Для измерения прогибов балки под неё подводится индикатор  №1 - 7 со специальным креплением. Для определения углов поворота сечений используется рычаг в виде стального стержня 8, закреплённый на балке, который при нагружении балки перемещает измерительный стержень индикатора №2 - 9. 

Лабораторная установка изготовлена целиком из стали, при этом использовались: резка, нарезание резьбы, токарная обработка, сверление, опиливание, сварные и резьбовые соединения, покраска.

В качестве измерительного прибора используется индикатор часового типа с ценой деления 0,01 мм

Прогибы определяются непосредственно по индикатору №1. Углы поворота определяются следующим образом (Рисунок 3): пусть S- показания индикатора № 2, а - длина рычага.  

На установке проведены исследования для стальной круглой балки. Полученные результаты сравнены с теоретическими расчетами.

Расхождения составляют:

- для прогибов в среднем 4-6 %;

- для углов поворота 3-6%.

Это вполне приемлемый результат для данной установки. Следовательно, лабораторная установка пригодна для использования в учебном процессе.

Код для цитирования: Скопировать