Laboratoorsed tööd 4.

Kummi elastsusmooduli määramine.

teooria. Kui ühes otsas fikseeritud ühtlasele vardale rakendatakse jõudu F piki varda telge, siis toimub varras tõmbedeformatsioon. Tõmbe deformatsiooni iseloomustab absoluutne pikenemine Δl=l - l 0 ; suhteline pikenemine. Deformeerunud kehas tekib mehaaniline pinge σ, mis on võrdne jõumooduli F suhtega To kere ristlõike pindala S:

Hooke'i seadus kehtib elastselt deformeerunud kehadele: väikeste deformatsioonide korral on mehaaniline pinge σ otseselt võrdeline suhtelise pikenemisega:

Proportsionaalsustegur E, Hooke'i seaduses sisalduvat nimetatakse elastsusmooduliks või Youngi mooduliks. Youngi moodul näitab, milline mehaaniline pinge tekib materjalis, kui suhteline deformatsioon on võrdne ühtsusega, s.o. kui proovi pikkus kahekordistub. Selles töös on vaja määrata kumminööri elastsusmoodul E (Youngi moodul). Tööde tegemisel tuleb arvestada, et deformeerunud kehas tekkiv elastsusjõud on arvuliselt võrdne kumminöörile riputatud koormuse gravitatsioonijõuga: F=mg. Kummist nööril on nelinurkne ristlõige, seega S=a 2 , kus a on ruudu külg (a=1mm=10-3 m). Youngi mooduli arvutamise lõplik valem on:

Töö eesmärk: õppige mõõtma Youngi moodulit Hooke'i seaduse abil.

Varustus: kummiauk, statiiv koos siduri ja jalaga, raskused, mõõtejoonlaud.

Edusammud.

1. Kogemus nr 1

Asetage kumminöörile kaks märki kaugusel l 0 üksteisest (umbes 10 cm) ja mõõta see kaugus: l 0 = …. cm= ….. m.

Kinnitage juhtme lühike ots statiivi jala külge ja riputage pika otsa külge mass massiga m 1 = ….g=…..kg.

1. Mõõtke uuesti nööril olevate märkide vaheline kaugus l 1 = …. cm= ….. m Arvutage nööri absoluutpikenemine Δl 1 = l 1 - l 0 =…. cm= …..m.
2. Kasutades valemit, arvutage kummi elastsusmoodul.
3. E 1 =

2. Kogemus nr 2 (korda katset nr 1 erineva massiga koormusega ja arvuta uuesti Youngi moodul).
m 2 = ….g=…..kg.

l 0 = …. cm= ….. m

l 2 = …. cm= ….. m

Δl 2 =l 2 - l 0 =…. cm= …..m.

E 2 =

4. Sisestage mõõtmiste ja arvutuste tulemused tabelisse.

Kogemus nr.	l 0, m	l, m	Δl, m	m, kg	g, m/s 2	olen	S, m 2	E, PA	E avg, Pa

Teraviljatööstuses kasutatakse kroovimis- ja lihvimismasinate tööosade valmistamisel laialdaselt mittemetallilisi materjale (kummi, abrasiivi jne).

Kumm. Kumm erineb teistest tehnilistest materjalidest ainulaadse omaduste kogumi poolest, millest olulisim on kõrge elastsus. See kummile kui kummi põhikomponendile omane omadus muudab selle kaasaegses tehnoloogias asendamatuks konstruktsioonimaterjaliks.

Erinevalt metallidest, plastidest, abrasiividest, puidust, nahast ja muudest materjalidest on kumm suhteliselt väikeste koormuste mõjul võimeline väga suurteks (20..30 korda rohkem kui teras), peaaegu täielikult pöörduvateks deformatsioonideks.

Kummi elastsed omadused säilivad laias temperatuurivahemikus ja deformatsioonisageduste vahemikus ning deformatsioon tuvastatakse suhteliselt lühikese aja jooksul.

Kummi elastsusmoodul toatemperatuuril on vahemikus (10... 100) 105 Pa (terase elastsusmoodul on 2000000 10 5 Pa).

Kummi oluline omadus on ka deformatsiooni lõdvestav iseloom (pinge vähenemine aja jooksul tasakaaluväärtuseni). Kumm sobib hästi mehaaniliseks lõikamiseks ja lihvib hästi.

Kummi elastsus, tugevus ja muud omadused sõltuvad temperatuurist. Enamiku kummitüüpide elastsusmoodul ja nihkemoodul jäävad temperatuuri tõustes 150 C-ni ligikaudu konstantseks, need vähenevad ja kumm pehmeneb. Ligikaudu 230°C juures muutub kumm (peaaegu kõik tüübid) kleepuvaks ja 240°C kaotab täielikult oma elastsed omadused.

Kummi eristab äärmiselt madal mahuline kokkusurutavus ja kõrge Poissoni suhe 0,4...0,5 (terasel 0,25). Teatud tüüpi kummide erakordne võime väga elastseks deformatsiooniks ja kõrge väsimustugevus on ühendatud mitmete muude väärtuslike tehniliste omadustega: märkimisväärne kulumiskindlus, kõrge hõõrdetegur (alates 0,5 ja rohkem), tõmbe- ja löögitugevus, hea vastupidavus lõiked ja nende kasv, gaasi-, õhu- ja veekindlus, bensiini- ja õlikindlus, madal tihedus (0,95–1,6), kõrge keemiline vastupidavus, dielektrilised omadused jne. Tänu ainulaadsele tehniliste omaduste komplektile on kummist saanud üks olulisemad konstruktsioonimaterjalid erinevate transpordiliikide, põllumajanduse, masinaehituse jaoks, samuti sanitaar- ja hügieenitoodete, tarbekaupade tootmiseks.

Masinate ja seadmete tõhus toimimine paljudes tööstusharudes sõltub suuresti kummitoodete vastupidavusest ja töökindlusest.

Kummi kõvadus. Kummi kõvadus viitab selle võimele vastu seista sellele, et sellesse surutakse taane (nüri otsaga terasnõel või teraskuul). Kummi kõvaduse tundmine on vajalik kummidetailide kõvaduse võrdlevaks hindamiseks. Suur praktiline tähtsus on asjaolul, et kummi kõvaduse järgi saab ligikaudselt määrata paljusid muid selle omadusi, eelkõige kummi elastsusmoodulit.

Kõige tavalisem meetod on kummi kõvaduse määramine kõvadusmõõturiga: TIR-1 vastavalt standardile GOST 263 - 75. Kõvaduse väärtuse kõrvalekalle selle keskmisest väärtusest on tavaliselt mitte rohkem kui ±4% pehme kummi puhul ja ± 15% kõige raskematele hinnetele.

Kummi kõvaduse mõõtmine toimub selle elastsete deformatsioonide piirkonnas, mille tulemusena on kummi kõvadus selle elastsuse, mitte plastiliste omaduste tunnuseks. See muudab kummi kõvaduse erinevaks metallide kõvadusest, mida iseloomustavad plastilised deformatsioonid. Seetõttu saab kummi kõvaduse väärtust kasutada selle elastsusomaduste, näiteks elastsusmooduli või nihkemooduli määramiseks.

Tehnilistes kirjeldustes pole elastsusmoodulit ja nihkemoodulit tavaliselt märgitud, kuid kummi kõvadus on peaaegu alati antud. Seetõttu on teadmised moodulite sõltuvusest kõvadusest väga olulised, eriti kummitoodete elastsuskarakteristikute esialgseks arvutamiseks.

Arvestada tuleks ka sellega, et kummi kõvadust saab mõõta peaaegu igal kummitootel, kuid elastsus- ja nihkemoodulite määramiseks on vaja spetsiaalseid näidiseid.

Paljud uuringud on näidanud, et elastsusmoodul E ja nihkemoodul G on omavahel seotud suhtega E = 3 G ja peaaegu ei sõltu kummi kaubamärgist või koostisest, eriti kummi tüübist. millest kumm on valmistatud, kuid sõltuvad ainult kummi kõvadusest. Võrdse kõvadusega erineva koostisega kummi puhul erinevad elastsusmoodulid ja nihkemoodulid mitte rohkem kui 10%.

Kummitoodete lubatud surve- ja nihkepingete väärtus. Lubatud survepinged on mitu korda suuremad kui lubatud tõmbepinged, mis on seletatav venitatud kummi tundlikkusega kohalikele defektidele ja pinnakahjustustele.

Lubatud pinged paralleelnihke ja väände korral on lubatud tõmbepingetest väiksemad, eriti pikaajalise dünaamilise koormuse korral. Lühiajalise löökkoormuse võimalus ei too enamikul juhtudel kaasa lubatud pingete vähenemist, kui kumm töötab normaalsetel temperatuuridel. Pikaajaliste dünaamiliste koormuste korral vähenevad oluliselt lubatud pinged.

Kodumaises kirjanduses soovitatakse kummidetailide puhul lubatud survepingeks olla 11 10 5 Pa. See kuulub keskmise kõvadusega üldotstarbelisse kummi. Kuid paljudel juhtudel töötavad kummitooted hästi pikka aega oluliselt suuremate pingete korral. See näitab, et mõne kummimargi puhul on lubatud pingeväärtused alahinnatud.

Kummi-metalltoodete tugevuse hindamisel tuleb lubatavad pinged valida, võttes arvesse mitte ainult kummi tõmbetugevust, vaid ka kummi metalli külge kinnitamise tugevust.

Kummi metalli külge kinnitamise rebenemistugevus eboniidikihi abil määratakse tavaliselt kummi tugevuse järgi ja jääb vahemikku (40...60) * 10 3 N/m.

Kummi kuumakindlus. See indikaator iseloomustab kummi jõudlust kõrgendatud temperatuuridel. Kuumakindluse määrab nende materjali omaduste näitajate muutumine temperatuuriga, mis on testitava kummi konkreetsetes kasutustingimustes kõige olulisemad. Kuumakindlust iseloomustab kuumapidavuse koefitsient, mis on võrdluskriteeriumiks valitud kummi omaduste näitajate suhe kõrgendatud ja ruumi (23 ± 2 C) temperatuuril. Kummi kuumuskindluse hindamiseks kasutatavad tüüpilised omadusnäitajad kasutavad sageli tõmbetugevuse, purunemisvenivuse või muude materjali konkreetsetes kasutustingimustes oluliste omaduste mõõtmise tulemusi.

Kummi kulumiskindlus. Kummi ja neist valmistatud tooteid kasutatakse sageli pikaajalise hõõrdumise tingimustes, mis ilmnevad märkimisväärse koormuse korral.

Seetõttu on oluline teada, kuidas toode hõõrdumise tõttu kulub. Kuna kõiki võimalikke hõõrdetingimusi on raske reprodutseerida, põhineb kummi kulumiskindluse hindamine selle käitumise määramisel kahes äärmuslikus olukorras - hõõrdumine siledal pinnal või hõõrdumine väga karedal pinnal, mille jaoks kasutatakse abrasiivpaberit.

Kummiproovide hõõrdumise katsetamisel veeremistingimustes koos libisemisega simuleeritakse erinevate toodete, kuid eelkõige rehvide tööd. Seetõttu kasutatakse seda katsemeetodit rataste turvise valmistamiseks kasutatava kummi omaduste hindamiseks.

Hõõrdumise kvantitatiivne tunnus on selle intensiivsest hõõrdumisest tingitud materjali kao ja sel juhul kulutatud hõõrdejõudude töö suhe. Hõõrdumist väljendatakse m3/MJ. Mõnikord mõõdetakse ka pöördväärtust - kulumiskindlust. See tähistab hõõrdejõudude tööd, mis tuleb teha, et proov saaks hõõrduda mahus 1 cm 3, kulumiskindlust väljendatakse MJ/m 3 .

Kummi väsimuskindlus. Töötingimustes kogevad kummitooted väga sageli korduvaid perioodilisi koormusi. Sellisel juhul ei toimu proovi (toote) hävimine kohe, vaid pärast teatud, mõnikord väga suure arvu laadimistsükleid. Selle põhjuseks on mikroskoopiliste kahjustuste järkjärguline kuhjumine proovis, mis lõppkokkuvõttes, üksteisele lisandudes, viib katastroofilise nähtuseni - hävinguni. Väsimustaluvuse indikaator on korduva koormuse tsüklite arv, mida kummiproov enne riket talub. Kummi väsimuskindluskatse viiakse läbi rangelt fikseeritud tingimustes proovide korduva venitamisega, sagedusega 250 või 500 tsüklit minutis suhteliselt väikeste deformatsioonidega.

Kummi külmakindlus. See indikaator iseloomustab materjali võimet töötada madalatel temperatuuridel. Temperatuuri langedes igasugune kumm järk-järgult “kõveneb”, muutub jäigemaks ja kaotab oma põhikvaliteedi, mida sellest toodete valmistamisel kasutatakse - kerge deformeeritavus suhteliselt väikese koormuse korral ja võime läbida suuri pöörduvaid deformatsioone.

Kummi käitumist madalatel temperatuuridel iseloomustavad külmakindluskoefitsient ja rabedustemperatuur.

Tõmbe külmakindluse koefitsiendi all mõistetakse teatud madalal temperatuuril venivuse ja toatemperatuuril pikenemise suhet sama koormuse korral ning koormus valitakse selliselt, et proovi suhteline pikenemine toatemperatuuril on 100%. Kummi loetakse valitud katsetemperatuuril külmakindlaks, kui külmakindluskoefitsient ei lange alla 0,1, st kumm võib siiski venida 10% ilma purunemata.

Hapruse temperatuur määratakse järgmiselt. Näidis kinnitatakse konsooli ja rakendatakse järsult (lööki) koormust. Hapruse temperatuuri all mõistetakse maksimaalset temperatuuri (kuni 0°C), mille juures proov löögi mõjul hävib või sellesse tekib pragu.

Kummeeritud rullid. Peamised tööosad on A1-ZRD tüüpi masinates kasutatavad kummikattega rullid. Kummeeritud rull koosneb metallist tugevdusest ja kummist kattest, mis ühendatakse omavahel vulkaniseerimisprotsessi käigus liimiga. Rullsarmatuur on 400 mm pikkune terastoru (hülss), mille välisläbimõõt on 159 mm ja siseläbimõõt 150 mm.

Armeeringu otstes freesitakse sooned mõõtmetega 12 x 12 mm, mida kasutatakse rullide kinnitamiseks mõeldud seadme teljevõllidele kummirulli paigaldamiseks.

Armeeringu pinnale kantakse survevalu abil 20 mm paksune kummikatte kiht, millele järgneb vulkaniseerimine. Rullide valmistamiseks mõeldud kummisegu valmistatakse retsepti nr 2-605 järgi.

Kummist kangast plaadid. Kummist kangast plaate RTD-2 kasutatakse veeremasinate 2DSHS-ZA tekkide valmistamiseks. Tekid valmistatakse otse hirsiveskis, monteerides kokku ja kinnitades tekihoidikusse kummist kangast plaadid. Plaadid on valmistatud vulkaniseerimisel 4E-1014-1 tüüpi kummisegust ja kummeeritud kangast. Plaat sisaldab kaheksa kihti kummi ja seitse kihti kummeeritud kangast.

Kummist kangast plaadid RTD-2 toodetakse vastavalt Ukraina SSR 20574-76 TU 38-le.

RC-125 lihvimisseadmetes piduriribade valmistamiseks kasutatakse kummiplaate, mis on heaks kiidetud toiduainetega kokkupuutumiseks (GOST 17133-83). Plaate toodetakse madala (M), keskmise (C) ja kõrge (P) kõvadusega, paksusega 1–25 mm ja ruudukujuliste küljemõõtmetega 250–750 mm.

Füüsikaliste ja mehaaniliste näitajate järgi iseloomustavad seda kummi järgmised andmed: tingimuslik tõmbetugevus 3,9–8,8 MPa (looduslike kummide baasil); suhteline pikenemine pärast rebenemist 200 kuni 350%; kõvadus vastavalt TIR 35...55; 50...70 ja 65...90 arb. ühikut (kolm vahemikku).

Abrasiivsed materjalid. Abrasiivseks materjaliks nimetatakse igasugust looduslikku või tehislikku päritolu mineraali, mille teradel on piisav kõvadus ja lõikamisvõime (kriimustus).

Abrasiivrataste valmistamiseks kasutatavad abrasiivsed materjalid jagunevad looduslikeks ja tehislikeks.

Tööstusliku tähtsusega looduslikud abrasiivsed materjalid on mineraalid: teemant, korund, smirgel, granaat, tulekivi, kvarts jne. Levinumad on teemant, korund ja smirgel.

Korund on mineraal, mis koosneb alumiiniumoksiidist (70...95%) ja raudoksiidi lisanditest, vilgukivist, kvartsist jne. Olenevalt lisandite sisaldusest on korundil erinevad omadused ja värvus.

Emery on peeneteraline kivim, mis koosneb peamiselt korundist, magnetiidist, hematiidist, kvartsist, kipsist ja muudest mineraalidest (korundi sisaldus ulatub 30%). Võrreldes tavalise korundiga on smirgel hapram ja väiksema kõvadusega. Smirgel värvus on must, punakasmust, hallikasmust.

Kunstlike abrasiivsete materjalide hulka kuuluvad teemant, CBN, Slavutich, boorkarbiid, ränikarbiid, elektrokorund jne.

Kunstlikud abrasiivsed materjalid on piiranud looduslike materjalide kasutamist ja mõnel juhul asendanud viimased.

Ränikarbiid on abrasiivne materjal, mis on räni ja süsiniku keemiline ühend, mida toodetakse elektriahjudes temperatuuril 2100...2200 °C kvartsliivast ja koksist.

Abrasiivseks töötlemiseks toodab tööstus kahte tüüpi ränikarbiidi: rohelist ja musta. Need erinevad veidi keemilise koostise ja füüsikaliste omaduste poolest, kuid roheline ränikarbiid sisaldab vähem lisandeid, sellel on veidi suurem haprus ja suurem abrasiivne võime.

Elektrokorund on abrasiivne materjal, mida toodetakse alumiiniumoksiidirikaste materjalide (nt boksiit ja alumiiniumoksiid) elektrilise pinnakattega.

Tera suurus (abrasiivmaterjalide tera suurus) määratakse kahe sõela lahtrite külgede suuruse järgi, mille kaudu valitud abrasiivsed terad sõelutakse. Tera suuruseks võetakse lahtri külje nimisuurus võrgusilma valguses, millele: tera jääb. Abrasiivsete materjalide tera suurus on tähistatud numbritega.

Side on mõeldud üksikute abrasiivsete terade sidumiseks üheks kehaks. Abrasiivse tööriista sideme tüüp mõjutab oluliselt selle tugevust ja töörežiime.

Sidemed jagunevad kahte rühma: anorgaanilised ja orgaanilised.

Anorgaaniliste sideainete hulka kuuluvad keraamika, magneesium ja silikaat.

Keraamiline side on klaasjas või portselanilaadne mass, mille koostisosadeks on tulekindel savi, päevakivi, kvarts ja muud materjalid. Sideaine ja abrasiivitera segu pressitakse vormi või valatakse. Valatud rattad on hapramad ja poorsemad kui pressitud. Keraamiline side on kõige levinum, kuna selle kasutamine abrasiivsetes tööriistades on ratsionaalne enamiku operatsioonide jaoks.

Magneesiumi sideaine on söövitava magnesiidi ja magneesiumkloriidi lahuse segu. Tööriistade valmistamise protsess Loy bondiga on kõige lihtsam - smirgel- ja magneesiumsideme segu valmistamine etteantud vahekorras, massi tihendamine vormis ja kuivatamine.

Silikaatsideaine koosneb vedelast klaasist, mis on segatud tsinkoksiidi, kriidi ja muude täiteainetega. See ei taga terade tugevat fikseerimist rattas, kuna vedel klaas kleepub nõrgalt abrasiivsete teradega.

Orgaaniliste sideainete hulka kuuluvad bakeliit, glüftaal ja vulkaniit.

Bakeliitside on bakeliitvaik pulbri või bakeliitlaki kujul. See on orgaanilistest sidemetest kõige levinum.

Glüftaalsideaine saadakse glütseriini ja ftaalanhüdriidi koosmõjul. Glüptaalsidemega valmistatud instrument on ligikaudu sama, mis bakeliitsidemega.

Vulcanite side põhineb sünteetilisel kummil Rataste valmistamiseks segatakse abrasiivset materjali kummiga, samuti väikestes kogustes väävlit ja muid komponente.

Sidemete puhul kasutatakse järgmisi konventsioone: keraamika - K, magneesium - M, silikaat - C, bakeliit - B, glüftaal - GF, vulkaniit - V.

Abrasiivse ketta kõvadus viitab sideme vastupanuvõimele välisjõudude mõjul ratta pinnalt tekkinud jahvatusterade rebenemisele. See ei sõltu praktiliselt abrasiivtera kõvadusest. Mida kõvem ratas, seda suuremat jõudu tuleb rakendada, et tera kobarast välja rebida. Abrasiivse tööriista kõvaduse näitajaks on ava sügavus ringi pinnal (kui kasutatakse kõvaduse mõõtmiseks liivapritsi meetodit) või Rockwelli instrumendi skaala näit (kuuli taandemeetodi kasutamisel). Abrasiivseid rattaid valmistatakse erineva kuju ja suurusega.

Abrasiivratta staatiline tasakaalustamatus. Vastavalt standardile GOST 3060 - 75 iseloomustab lihvketta staatiline tasakaalustamatus lihvketta tasakaalustamatust, mis on põhjustatud selle raskuskeskme mittevastavusest pöörlemisteljega.

Staatilise tasakaalustamatuse mõõt on koormuse mass, mis, olles koondunud ringi perifeeriasse, selle raskuskeskme vastas asuvasse punkti, nihutab viimast ringi pöörlemisteljele,

Sõltuvalt tasakaalustamatuse ühikute arvust ja ringi kõrgusest moodustatakse neli tasakaalustamatuse klassi. Tasakaalustamatuse klassi suurenedes on lubatud suurem kogus tasakaalustamata massi.

Abrasiivkettad on mitmete teraviljatootmise ajal teravilja jahvatamiseks kasutatavate masinate peamised tööosad. Selliste masinate hulka kuuluvad A1-ZShN-Z, A1-BShM-2.5, ZShN, RC-125 jne.

A1-ZShN-Z ja ZShN masinates kasutatavad abrasiivkettad on kokkupandavad konstruktsioonid, mis koosnevad kahe teraspuksi sisse paigaldatud lihvkettast. Puksid toimivad rummuna, mille kaudu on masina võlli külge kinnitatud abrasiivrattad. Alumisel puksil on sümmeetriliselt asetsevad 12 auku tasakaalustusraskuse ja kolme vahevarda paigaldamiseks, tagades võllile vahedega ringide paigutuse.

Sel juhul kasutatakse kahte tüüpi PVD-lihvkettaid: kahepoolse soonega lamedad ja samad rattad välise koonilise profiiliga.

Masinakomplekt A1-ZShN-Z sisaldab viit lamedat kahepoolse soonega PVD-ringi ja ühte kahepoolse soonega lamedat ringi ja välise koonilise profiiliga. ZShN masinakomplekti kuulub üks välise koonilise profiiliga ratas ja kuus sirge profiiliga ratast. Lihvimismasin A1-BShM-2.5 kasutab kaheksat sirge PP-profiiliga abrasiivset ketast. Enne masinasse paigaldamist paigaldatakse ringid puitpuksidele, mille välisläbimõõt on võrdne ringide ava siseläbimõõduga. Sellisel kujul on ringid paigaldatud ja kinnitatud võllile, moodustades tahke silindri. Lihvimismasinate A1-ZShN-Z, ZShN ja A1-BShM-2.5 abrasiivrataste kokkuvõtlikud andmed on toodud tabelis 1.

Lihvimismasina RC-125 põhiliseks tööosaks on tüvikooniline trummel, mille külgpind on kaetud kunstliku abrasiivse massiga, mis koosneb smirgli, söövitava magnesiidi ja magneesiumkloriidi lahuse segust. Smirgel tera suurus valitakse, võttes arvesse nõudeid vilja tõhusa jahvatamise tagamiseks.

Rootori kulunud pind taastatakse tavaliselt teraviljatehases, kasutades ülaltoodud tehnoloogiat magneesiumiga seotud abrasiivtoodete jaoks.

Sõela silindrid. Lihvimismasinates paigaldatakse teatud vahega abrasiivrataste ümber erineva konstruktsiooniga perforeeritud silindrid. Kuna tera töödeldakse pöörlevate abrasiivrataste ja statsionaarse perforeeritud silindri vahel hõõrdejõudude mõjul, on silindrid tugevalt kulunud.

Masina A1-ZSHN-Z sõela silinder on valmistatud perforeeritud teraslehest paksusega 0,8... 1,0 mm piklike aukudega mõõtudega 1,2 x 20 mm. Silinder on varustatud ülemiste ja alumiste rõngastega. Ülemise rõnga külge on kinnitatud kaks peatust, mis takistavad silindri ringikujulist liikumist masina töötamise ajal.

ZShN tüüpi masinate sõela silindri konstruktsioon on sarnane ülalkirjeldatule. Selle siseläbimõõt on 270 mm.

Sõela silinder A1-BSHM-2,5 raam-tüüpi masinas koosneb kahest poolsilindrist. Poolsilindrid ühendatakse omavahel ülalt poltidega ja alt spetsiaalsete klambritega (liigendpoldid). Ühe poolsilindri valmistamiseks kasutatakse piklike aukudega sõela mõõtmetega 1,2 x 20 mm ja lehe paksusega 1 mm. Lehe mõõdud 870 x 460 mm. Sõel on kinnitatud raami külge kergesti eemaldatavate rõngastega. Selline sõela silindri konstruktsioon tagab ühtlase töövahe selle ja abrasiivrataste vahel, madala töömahukuse kulunud sõelmete ja rasside vahetamisel, samuti silindrite paigaldamise masinasse. 1 mm paksuste sõelte kasutusiga on umbes 200 tundi.

Suruõhk. Antud olekus õhku iseloomustavaid suurusi nimetatakse olekuparameetriteks. Kõige sagedamini määratakse õhu olek järgmiste parameetritega: konkreetne maht, rõhk ja temperatuur. Kasutades teravilja koorimisel tööainena suruõhku, kasutatakse aerodünaamilisi sõltuvusi, mis selgitavad ja paljastavad nähtusi, mis tekivad kiire õhuvoolu liikumisel ümber tahke keha (tera). Kui õhuvool voolab üle selle pinna, tekivad tangentsiaalsed hõõrdejõud või viskoossed jõud, mis tekitavad tangentsiaalseid pingeid.

Õhu iseloomulik tunnus on elastsus ja kokkusurutavus. Õhu elastsuse mõõt on rõhk, mis piirab selle paisumist. Kokkusurutavus on õhu omadus muuta oma mahtu ja tihedust koos rõhu ja temperatuuri muutustega.

Ideaalse gaasi termilist olekuvõrrandit kasutatakse laialdaselt termodünaamiliste protsesside uurimisel ja termotehnilistes arvutustes.

Enamiku aerodünaamikas käsitletavate probleemide puhul on gaasi liikumise suhteline kiirus suur ning soojusmahtuvus ja temperatuurigradientid väikesed, mistõttu soojusvahetus üksikute liikuva gaasi voogude vahel on praktiliselt võimatu. See võimaldab meil aktsepteerida tiheduse sõltuvust rõhust adiabaatilise seaduse kujul.

Gaasi energiaoleku tunnuseks on heli kiirus selles. Heli kiiruse all gaasidünaamikas mõistetakse nõrkade häirete levimiskiirust gaasis.

Kõige olulisem gaasidünaamiline parameeter on Machi arv M = c/a – gaasi kiiruse c suhe heli lokaalsesse kiirusesse a selles.

Gaaside väljavool läbi düüside. Praktilistes ülesannetes kasutatakse õhuvoolu kiirendamiseks erinevat tüüpi otsikuid (düüsid).

Heitgaasi kiirus ja õhuvoolu kiirus, st ajaühikus väljavoolava õhu hulk, määratakse aerodünaamikas tuntud sõltuvuste abil. Nendel juhtudel leitakse kõigepealt suhe P 2 /P 1, kus P 2 on keskkonna rõhk düüsi väljalaskeava juures; P 1 - keskmine rõhk düüsi sisselaskeava juures.

Kriitilise (ülehelikiiruse) suurema väljalaskekiiruse saavutamiseks kasutatakse paisuvat düüsi või Lavali düüsi.

Suruõhu energianäitajad. Teravilja koorimise protsess kriitilisel ja ülekriitilisel kiirusel liikuva õhuvoolu joa abil põhineb suure kiiruse aerodünaamika põhiseadustel. Tuleb märkida, et kiire õhujoa kasutamine koorimisel on energiamahukas toiming, kuna suruõhu tootmiseks on vaja märkimisväärseid energiakulusid.

Näiteks kaheastmeliste kompressorite puhul, mille lõpprõhk on 8-105 Pa, iseloomustatakse erivõimsust (kW min/m3) sõltuvalt võimsusest (m 3 /min) järgmiste andmetega:

Suruõhu kasutamine koorimisel on efektiivne juhtudel, kui töödeldava tooraine maksumus on kordades suurem kui energiakulu või kui toote nõutavat töötlemist ei ole võimalik muul viisil saavutada.

Töö eesmärk: õppida leidma kummi elastsusmoodulit. Kummi Youngi mooduli mõõtmise seadistus on näidatud joonisel a.

Youngi moodul arvutatakse seadusest saadud valemi abil

Guka: kus E on Youngi moodul; P - elastsusjõud,

Tekib venitatud nööris ja võrdub nöörile kinnitatud raskuste raskusega; § - deformeerunud nööri ristlõikepindala; 10 - kaugus tähiste A ja B vahel venitatud nööril (joonis b); mina - venitatud nööri samade märkide vaheline kaugus (joonis c). Kui ristlõige on ringikujuline, väljendatakse ristlõike pindala läbi läbimõõdu

Juhe:

Youngi mooduli määramise lõplik valem on

Vaata:

Täitmise näide:

Koormuste mass määratakse dünamomeetriga, nööri läbimõõt nihikuga ning märkide A ja B vaheline kaugus joonlauaga. Tabeli täitmiseks teostame järgmised arvutused: 1) AI1- absoluutne instrumentaalne viga AI1= 0,001 A0/ - absoluutne lugemisviga A01= 0,0005 A1- maksimaalne absoluutne viga A1 = A ja I+ A 01 = 0,0015 2) A&O= 0,00005 A0O= 0,00005 JSC= A ja B + A 0 B = 0,0001 3) AJaR= 0,05 A0P= 0,05 AR = A ja P + A 0 P = 0,05 + 0,05 = 0,1

Järeldus:Kummi elastsusmooduli saadud tulemus langeb kokku tabeliga.

Munitsipaalharidusasutus

"Yagodninskaya keskkool"

Laboratoorsete tööde metoodiline arendus

Füüsika õpetaja:

Avatud tund 10. klassis teemal: laboritöö "Kummi elastsusmooduli mõõtmine"

Tunni eesmärgid: materjali täielikuma assimilatsiooni tagamine, teaduslike teadmiste mõistmise kujundamine, loogilise mõtlemise, katseoskuste ja uurimisoskuste arendamine; oskused vigade määramisel füüsikaliste suuruste mõõtmisel, oskus teha töötulemuste põhjal õigeid järeldusi.

Varustus: paigaldus Youngi kummimooduli mõõtmiseks, dünamomeeter, raskused.

Tunniplaan:

I. Org. hetk.

II. Materjaliteadmiste kordamine, mille kohta on vajalik laboritöö sooritamine.

III. Laboritööde teostamine.

1. Töö järjekord (õpikus kirjeldatud).
2. Vigade määramine.
3. Praktilise osa läbiviimine ja arvutused.
4. Järeldus.

IV. Tunni kokkuvõte.

V. Kodutöö.

TUNNIDE AJAL

Õpetaja: Viimases tunnis õppisite tundma kehade deformatsioone ja nende omadusi. Tuletagem meelde, mis on deformatsioon?

Õpilased: Deformatsioon on kehade kuju ja suuruse muutus välisjõudude mõjul.

Õpetaja: Meid ja meid ümbritsevad kehad alluvad erinevatele deformatsioonidele. Milliseid deformatsioonitüüpe teate?

Õpilane: Deformatsioonid: pinge, surve, väände, painutamine, nihke, nihke.

Õpetaja: Mida veel?

Elastsed ja plastilised deformatsioonid.

Õpetaja: Kirjeldage neid.

Õpilane: Elastsed deformatsioonid kaovad pärast välisjõudude lakkamist, plastilised deformatsioonid aga jäävad.

Õpetaja: Nimeta elastsed materjalid.

Õpilane: Teras, kumm, luud, kõõlused, kogu inimkeha.

Õpetaja: Plastikust.

Õpilane: Plii, alumiinium, vaha, plastiliin, kitt, närimiskumm.

Õpetaja: Mis juhtub deformeerunud kehas?

Õpilane: Deformeerunud kehas ilmnevad elastsusjõud ja mehaaniline pinge.

Õpetaja: Millised füüsikalised suurused võivad iseloomustada deformatsioone, näiteks tõmbedeformatsiooni?

Õpilane:

1. Absoluutne pikenemine

2. Mehaaniline pinge?

https://pandia.ru/text/78/185/images/image005_26.jpg" width="72" height="57">

Õpetaja: Mida see näitab?

Õpilane: Mitu korda on absoluutne pikenemine väiksem proovi algsest pikkusest?

Õpetaja: Mis on juhtunud E?

Õpilane: E– aine proportsionaalsustegur või elastsusmoodul (Youngi moodul).

Õpetaja: Mida sa tead Youngi moodulist?

Õpilane: Youngi moodul on antud materjalist valmistatud mis tahes kuju ja suurusega proovide puhul sama.

Õpetaja: Mis iseloomustab Youngi moodulit?

Õpilane: Elastsusmoodul iseloomustab materjali mehaanilisi omadusi ega sõltu sellest valmistatud osade konstruktsioonist.

Õpetaja: Millised mehaanilised omadused on ainetele omased?

Õpilane: Need võivad olla rabedad, plastist, elastsed, vastupidavad.

Õpetaja: Milliseid aine omadusi tuleb praktikas kasutades arvestada?

Õpilane: Youngi moodul, mehaaniline pinge ja absoluutne pikenemine.

Õpetaja: Kuidas on lood uute ainete loomisega?

Õpilane: Youngi moodul.

Õpetaja: Täna teete labori, et määrata Youngi kummimoodul. Mis on teie eesmärk?

Kummi näitel õppige määrama mis tahes aine elastsusmoodulit.

Teades aine elastsusmoodulit, saame rääkida selle mehaanilistest omadustest ja praktilistest rakendustest. Kummi kasutatakse laialdaselt meie elu erinevates aspektides. Kus kasutatakse kummi?

Õpilane: Igapäevaelus: kummisaapad, kindad, vaibad, kummipaelad, pistikud, voolikud, soojenduspadjad jne.

Õpilane: Meditsiinis: žgutid, elastsed sidemed, torud, kindad, mõned seadmete osad.

Õpilane: Transpordis ja tööstuses: rehvid ja veljed, hammasrihmad, elektrilint, kummipaadid, redelid, O-rõngad ja palju muud.

Õpilane: Spordis: pallid, uimed, märjad, ekspanderid jne.

Õpetaja: Kummi kasutamise kohta saab palju öelda. Igal konkreetsel juhul peavad kummil olema teatud mehaanilised omadused.

Liigume edasi töö tegemise juurde.

Olete juba märganud, et iga rida sai oma ülesande. Esimene rida töötab elastse ribaga. Teine rida sisaldab hemostaatilise žguti fragmente. Kolmas rida on laiendaja fragmentidega. Seega on klass jagatud kolme rühma. Te kõik määrate kummi elastsusmooduli, kuid iga rühm on kutsutud läbi viima oma väikeseid uuringuid.

1. rühm. Olles määranud kummi elastsusmooduli, saate tulemused, mille arutamist tehke järeldus aluspesu elastseks muutmiseks kasutatava kummi omaduste kohta.

2. rühm. Töötades sama hemostaatilise žguti erinevate fragmentidega ja määrates elastsusmooduli, tehke järeldus Youngi mooduli sõltuvuse kohta proovide kujust ja suurusest.

3. rühm. Uurige laiendaja seadet. Pärast laboritöö lõpetamist võrrelge ühe kumminööri, mitme nööri ja kogu ekspanderi rakmete absoluutset pikenemist. Tehke sellest järeldus ja pakkuge võib-olla välja mõned oma ettepanekud laiendajate tootmiseks.

Füüsikaliste suuruste mõõtmisel on vead vältimatud.

Mis on viga?

Õpilane: Füüsikalise suuruse mõõtmise ebatäpsus.

Õpetaja: Mis juhib teid vea mõõtmisel?

Õpilane: Andmed õpiku tabelist 1 lk.205 (töö teostatakse õpikus antud kirjelduse järgi)

Pärast töö lõpetamist koostab iga rühma esindaja selle tulemuste kohta aruande.

Esimese rühma esindaja:

Laboratoorsete tööde tegemisel saime elastsusriba elastsusmooduli väärtused:

E1 = 2,24 105 Pa
E2 = 5 107 Pa
E3 = 7,5 105 Pa

Linase kummipaela elastsusmoodul sõltub kummi ja seda põimivate niitide mehaanilistest omadustest, aga ka niitide kudumise viisist.

Järeldus: aluspesu elastset kasutatakse väga laialdaselt aluspesus, lasterõivastes, spordirõivastes ja ülerõivastes. Seetõttu kasutatakse selle tootmiseks erinevat tüüpi kummi, niite ja erinevaid kudumisviise.

Teise rühma esindaja:

Meie tulemused:

E1 = 7,5 106 Pa
E1 = 7,5 106 Pa
E1 = 7,5 106 Pa

Youngi moodul on kõigi antud materjalist valmistatud mis tahes kuju ja suurusega kehade puhul sama

Kolmanda rühma esindaja:

Meie tulemused:

E1 = 7,9 107 Pa
E2 = 7,53 107 Pa
E3 = 7,81 107 Pa

Laiendajate valmistamiseks võite kasutada erinevat tüüpi kummi. Laiendusrakmed on kokku pandud üksikutest nööridest. Oleme seda uurinud. Mida rohkem nööre, seda suurem on kimbu ristlõikepindala, seda väiksem on selle absoluutne pikenemine. Teades žguti omaduste sõltuvust selle suurusest ja materjalist, on võimalik teha laiendajaid erinevatele kehalise kasvatuse rühmadele.

Tunni kokkuvõte.

Õpetaja: Erinevate materjalide loomiseks ja kasutamiseks peate teadma nende mehaanilisi omadusi. Materjali mehaanilisi omadusi iseloomustab selle elastsusmoodul. Täna olete selle kummi jaoks praktiliselt määratlenud ja oma järeldused teinud. Mis need on?

Õpilane:Õppisin määrama aine elastsusmoodulit, hindama oma töös vigu, tegin teaduslikke oletusi materjalide (eelkõige kummi) mehaaniliste omaduste ja nende teadmiste praktilise rakendamise kohta.

Õpilased annavad kontrolllehed.

Kodu jaoks: korda § 20-22.

LABORITÖÖ nr 8

Teema:« Materjali elastsusmooduli määramine (Youngi moodul)"

Sihtmärk: määrata kumminööri elastsusmoodul ja hinnata katse tulemusi, võrreldes seda tabeli väärtusega.

Varustus: statiiv haakeseadise ja jalaga, kumminöör (ringikujulise ristlõikega), tass raskuste jaoks, komplekt raskusi (raskusi), millimeetri skaalaga mõõtejoonlaud.

Teoreetiline osa

Youngi moodul ( E) iseloomustab mis tahes tahke materjali elastseid omadusi. See väärtus sõltub ainult ainest endast ja selle füüsikalisest olekust. Kuna Youngi moodul sisaldub Hooke'i seaduses, mis kehtib ainult elastsete deformatsioonide korral, siis Youngi moodul iseloomustab aine omadusi ainult elastsete deformatsioonide korral.

Youngi mooduli saab määrata Hooke'i seadusest: (1)

sest ja siis , Siis . (2)

Kuna jäikadest materjalidest varraste deformeerimiseks on vaja üsna suuri jõude, siis selles laboritöös on soovitatav kasutada madala elastsusmooduliga materjale, näiteks kummi.

Töökäsk:

Arvutage kumminööri ristlõikepindala järgmise valemi abil:

(mõõtke nööri läbimõõt mikromeetriga või küsige oma õpetajalt).

Esialgse proovi pikkus

Proovi absoluutne pikenemine

S – nööri ristlõikepindala

F – elastsusjõud , mis tekib venitatud nöörist ja võrdub tassil olevate raskuste raskusega (P)

Tehke mõõtmised ja arvutused kolm korda erinevatel koormustel, sisestage tulemused tabelisse.

1. Arvutage kumminööri elastsusmooduli keskmine väärtus.

Hinnake mõõtmiste ja arvutuste täpsust suhtelise vea arvutamise teel, võrreldes keskmist tulemust kummi Youngi mooduli tabeliväärtusega: E tab. = 1∙10 6 Pa.

Töö tulemuste põhjal teha järeldus.

TÖÖARUANNE

KOKKUVÕTE:

Kontrollküsimused:

Milliseid deformatsioone selles töös uurisite? Andke seda tüüpi deformatsiooni tunnus (definitsioon).

Joonistage tahke aine pinge-deformatsiooni diagramm. Millist seost saab selle diagrammi järgi jälgida?

TESTIKÜSIMUSTE VASTUSED:

1.Milliseid deformatsioone selles töös uurisite? Andke seda tüüpi deformatsiooni tunnus (definitsioon).

3.Joonistada tahke aine pinge-deformatsiooni diagramm. Millist seost saab selle diagrammi järgi jälgida?