实验二 螺栓组连接实验.doc

机械设计课程实验指导书
2011级机械设计制造及其自动化
梧州学院电子信息工程系
实验二螺栓组联接实验
一、实验目的
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二、实验设备
LYS-B螺栓组及单螺栓连接静、动态综合实验台。
三、实验设备的结构及工作原理
LYS-B螺栓组联接实验台结构如图1所示:
图1多功能螺栓组联接实验台结构

-5接线柱 —10接线柱
多功能螺栓组联接实验台结构如图l所示,被联接件机座l和托架4被双排共10个螺栓2联接,联接面间加入垫片II(硬橡胶板),砝码7的重力通过双级杠杆加载系统6(1:75)增力作用到托架4上,托架受到翻转力矩的作用,螺栓组联接受横向载荷和倾覆力矩联合作用,各个螺栓所受轴向力不同,它们的轴向变形也就不同。在各个螺栓上贴有电阻应变片,可在螺栓中段测试部位的任一侧贴一片,或在对称的两侧各贴一片,,用电阻应变仪测得。
图2 螺栓安装及贴片图
静态电阻应变仪主要由:测量桥、桥压、滤波器、A/D转换器、MCU、键盘、显示屏组成。测量方法:,通过高精度放大器,把测量桥桥臂压差
(信号)放大,后经过数字滤波器,滤去杂波信号,通过24位A/D模数转换送入MCU(即CPU)处理,调零点方式采用计算机内部自动调零。送显示屏显示测量数据,同时配有RS232通讯口,可以与计算机通讯。
式中:
△——工作片平衡电压差;E——桥压;
K——电阻应变系数;——应变值。
当工作电阻片由于螺栓受力变形,长度变化△L时,其电阻也要变化△R,并且正比于,△R使测量桥失去平衡。通过应变仪测量出△的变化,测量出螺栓的应变量。电阻应变仪的工作原理如图3所示,主要有测量桥、读数桥、毫安表等。工作电阻应变片和补偿电阻应变片分别接入电阻应变仪测量桥的一个臂,当工作电阻应变片由于螺栓受力变形,长度变化△时,其电阻值也要变化△R,并且正比于,△R使测量桥失去平衡,使毫安表恢复零点,读出读数桥的调节量,及为被测螺栓的应变量。
四、实验内容

根据实测记录的各螺栓的应变量,计算各螺栓所受的总拉力:
式中:
E——螺栓材料的弹性模量();S——螺栓测试段的截面积(m0);
——第个螺栓在倾覆力矩作用下的拉伸变量。
根据局绘出螺栓组联接实测工作载荷图。

砝码加钱后,螺栓组受到横向力Q和倾覆力矩M的作用,即:
Q=75G+ N
M=QL
式中:
G——加载砝码重力(N)
——杠杆系统自重折算的载荷(700N);
L——力臂长(214mm)。
在倾覆力矩作用下,各螺栓所受的工作载荷:
式中:
Z——螺栓个数;——螺栓中的最大总拉力;——螺栓轴线到底板翻转轴线的距。
五、实验步骤
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(1)螺栓初预紧
抬起杠杆加载系统,不使加载系统的自重加到螺栓组联接件上。先将图2中所示的左端各螺母I用手