Laboratóriumi munka 4.

A gumi rugalmassági modulusának meghatározása.

Elmélet. Ha az egyik végén rögzített egyenletes rúdra erőt fejtenek ki F a rúd tengelye mentén, akkor a rúd húzó deformáción megy keresztül. A húzó alakváltozást a Δl=l - l abszolút nyúlás jellemzi 0 ; relatív nyúlás. Egy deformált testben az F erőmodulus arányával egyenlő σ mechanikai feszültség keletkezik Nak nek a test keresztmetszete S:

Rugalmasan deformált testekre a Hooke-törvény vonatkozik: kis alakváltozásoknál a σ mechanikai igénybevétel egyenesen arányos a relatív nyúlással:

Arányossági tényező E, a Hooke-törvényben szereplő rugalmassági modulusnak vagy Young-modulusnak nevezzük. A Young-modulus megmutatja, hogy milyen mechanikai feszültség lép fel az anyagban, ha a relatív alakváltozás egyenlő egységgel, azaz. amikor a minta hosszát megkétszerezzük. Ebben a munkában egy gumizsinór E rugalmassági modulusát (Young modulusát) kell meghatározni. A munkavégzés során figyelembe kell venni, hogy a deformált testben fellépő rugalmas erő számszerűen egyenlő a gumizsinórra felfüggesztett teher gravitációs erejével: F=mg. A gumizsinór négyzet keresztmetszetű, így S=a 2 , ahol a a négyzet oldala (a=1mm=10-3 m). A Young-modulus kiszámításának végső képlete a következő:

A munka célja: tanulja meg mérni a Young-modulust a Hooke-törvény segítségével.

Felszerelés : gumilyuk, állvány csatlakozóval és lábbal, súlyok, mérővonalzó.

Haladás.

1. Tapasztalat 1. sz

Helyezzen két jelölést a gumizsinórra l távolságra 0 egymástól (kb. 10cm) és mérjük meg ezt a távolságot: l 0 = …. cm= ….. m.

Rögzítse a zsinór rövid végét az állvány lábához, és akassza fel m tömegű masszát a hosszú végére 1 = ….g=…..kg.

1. Mérje meg ismét a zsinóron lévő jelek közötti távolságot l 1 = …. cm= ….. m Számítsa ki a zsinór abszolút nyúlását Δl 1 =l 1 - l 0 =…. cm= …..m.
2. A képlet segítségével, számítsa ki a gumi rugalmassági modulusát.
3. E 1 =

2. Tapasztalat 2. sz (ismételje meg az 1. kísérletet eltérő tömegű terheléssel, és számítsa ki ismét a Young-modulust).
m 2 = ….g=…..kg.

l 0 = …. cm= ….. m

l 2 = …. cm= ….. m

Δl 2 =l 2 - l 0 =…. cm= …..m.

E 2 =

4. Írja be a mérések és számítások eredményeit a táblázatba!

Tapasztalat sz.	l 0 , m	l, m	Δl, m	m, kg	g, m/s 2	a, m	S, m 2	E, PA	E avg, Pa

A gabonaiparban a nem fémes anyagokat (gumi, csiszolóanyag stb.) széles körben használják hántolók és köszörűgépek munkaalkatrészeinek gyártásához.

Radír. A gumi egyedülálló tulajdonságokkal különbözik a többi műszaki anyagtól, amelyek közül a legfontosabb a nagy rugalmasság. Ez a gumiban, a gumi fő alkotóelemében rejlő tulajdonsága a modern technológia nélkülözhetetlen szerkezeti anyagává teszi.

A fémekkel, műanyagokkal, csiszolóanyagokkal, fával, bőrrel és egyéb anyagokkal ellentétben a gumi nagyon nagy (20..30-szor nagyobb, mint az acél), szinte teljesen visszafordítható alakváltozásokra képes viszonylag kis terhelés hatására.

A gumi rugalmas tulajdonságai széles hőmérséklet- és alakváltozási gyakorisági tartományban megmaradnak, és a deformáció viszonylag rövid időn belül kialakul.

A gumi rugalmassági modulusa szobahőmérsékleten a (10...100) 105 Pa tartományba esik (az acél rugalmassági modulusa 2000000 10 5 Pa).

A gumi fontos jellemzője a deformáció relaxációs jellege is (a feszültség idővel egyensúlyi értékre való csökkenése). A gumi jól alkalmazható mechanikus vágáshoz és jól köszörül.

A gumi rugalmassága, szilárdsága és egyéb tulajdonságai a hőmérséklettől függenek. A legtöbb gumitípus rugalmassági modulusa és nyírási modulusa megközelítőleg állandó marad, ha a hőmérséklet további emelkedéssel 150 C-ra emelkedik, csökken és a gumi meglágyul. Körülbelül 230°C-on a gumi (majdnem minden típus) ragadóssá válik, 240°C-on pedig teljesen elveszíti rugalmas tulajdonságait.

A gumit rendkívül alacsony térfogati összenyomhatóság és magas, 0,4...0,5 (acélnál 0,25) Poisson-arány jellemzi. Bizonyos gumitípusok rendkívül rugalmas alakváltozási képessége és nagy kifáradási szilárdsága számos más értékes műszaki tulajdonsággal párosul: jelentős kopásállóság, nagy súrlódási együttható (0,5-től nagyobb), szakító- és ütésállóság, jó ellenállás vágások és növekedésük, gáz-, levegő- és vízállóság, benzin- és olajállóság, alacsony sűrűség (0,95-től 1,6-ig), nagy vegyszerállóság, dielektromos tulajdonságok stb. Az egyedülálló műszaki tulajdonságoknak köszönhetően a gumi az egyik legfontosabb szerkezeti anyagok különféle közlekedési, mezőgazdasági, gépészeti, valamint egészségügyi és higiéniai termékek, fogyasztási cikkek gyártásához.

A gépek és berendezések hatékony működése számos iparágban nagymértékben függ a gumitermékek tartósságától és megbízhatóságától.

Gumi keménység. A gumi keménysége arra utal, hogy ellenáll annak, hogy egy bemélyedés (egy tompa végű acéltű vagy acélgolyó) belenyomja. A gumi keménységének ismerete szükséges a gumialkatrészek keménységének összehasonlító értékeléséhez. Nagy gyakorlati jelentőséggel bír az a tény, hogy a gumi keménysége felhasználható számos egyéb tulajdonságának közelítő meghatározására, különösen a gumi rugalmassági modulusára.

A legelterjedtebb módszer a gumi keménységének meghatározása keménységmérővel: TIR-1 a GOST 263 - 75 szerint. A keménységi érték eltérése az átlagos értékétől általában nem több, mint ±4% lágyguminál, és ± 15% a legnehezebb fokozatokért.

A gumi keménységének mérése a rugalmas alakváltozások tartományában történik, aminek következtében a gumi keménysége a rugalmas, nem pedig plasztikus tulajdonságaira jellemző. Ezáltal a gumi keménysége eltér a fémek keménységétől, amelyre plasztikus alakváltozások jellemzőek. Ezért a gumi keménységi értéke felhasználható rugalmas tulajdonságainak, például rugalmassági modulusának vagy nyírási modulusának meghatározására.

A műszaki leírásokban általában nincs feltüntetve a rugalmassági modulus és a nyírás, de a gumi keménysége szinte mindig adott. Ezért a modulusok keménységtől való függésének ismerete nagyon fontos, különösen a gumitermékek rugalmassági jellemzőinek előzetes számításaihoz.

Figyelembe kell venni azt is, hogy a gumi keménysége szinte minden gumiterméken mérhető, de a rugalmassági és nyírási modulusok meghatározásához speciális mintákra van szükség.

Számos tanulmány kimutatta, hogy az E rugalmassági modulus és a G nyírási modulus E = 3 G arányban állnak egymással kapcsolatban, és szinte nem függenek a gumi márkájától vagy összetételétől, különösen a gumi típusától. amelyből a gumi készül, de csak a gumi keménységétől függ. Különböző összetételű, azonos keménységű gumik esetében a rugalmassági modulusok és a nyírási modulusok legfeljebb 10%-kal térnek el egymástól.

A gumitermékek megengedett nyomó- és nyírófeszültségeinek értéke. A megengedett nyomófeszültségek többszöröse a megengedett húzófeszültségeknek, ami a feszített gumi helyi hibákra és felületi sérülésekre való érzékenységével magyarázható.

A megengedett feszültségek párhuzamos nyírásban és csavarodásban kisebbek, mint a megengedett húzófeszültségek, különösen hosszú távú dinamikus terhelés esetén. A rövid távú ütési terhelés lehetősége a legtöbb esetben nem vezet a megengedett feszültségek csökkenéséhez, ha a gumi normál hőmérsékleten működik. Hosszú távú dinamikus terheléseknél a megengedett feszültségek jelentősen csökkennek.

A hazai szakirodalomban gumi alkatrészeknél a megengedett nyomófeszültség 11 10 5 Pa. Közepes keménységű általános célú gumihoz tartozik. A gumitermékek azonban sok esetben hosszú ideig jól működnek lényegesen nagyobb igénybevétel mellett. Ez azt jelzi, hogy egyes gumimárkák esetében alulbecsülik a megengedett feszültségértékeket.

A gumi-fém termékek szilárdságának értékelésekor a megengedett feszültségeket nem csak a gumi szakítószilárdságát, hanem a gumi fémhez való rögzítésének szilárdságát is figyelembe kell venni.

A gumi fémhez ebonitréteggel történő rögzítésének szakítószilárdságát általában a gumi szilárdsága határozza meg, és a (40...60) * 10 3 N/m tartományba esik.

A gumi hőállósága. Ez a mutató a gumi teljesítményét magas hőmérsékleten jellemzi. A hőállóságot az anyagtulajdonságok azon mutatóinak hőmérséklet-változása határozza meg, amelyek a legfontosabbak a vizsgált gumi speciális használati körülményei szempontjából. A hőállóságot hőállósági együttható jellemzi, amely az összehasonlítási kritériumként kiválasztott gumitulajdonság-mutatók aránya emelt és szobahőmérsékleten (23 ± 2 C). A gumi hőállóságának értékelésére használt jellemző tulajdonságjelzők gyakran a szakítószilárdság, a szakadási nyúlás vagy bármely más olyan jellemző mérési eredményeit használják, amelyek fontosak az anyag konkrét felhasználási körülményei szempontjából.

Gumi kopásállósága. A gumikat és a belőlük készült termékeket gyakran használják hosszan tartó súrlódási körülmények között, amelyek jelentős terhelések mellett lépnek fel.

Ezért fontos tudni, hogy a termék hogyan kopik el a súrlódás miatt. Mivel nehéz az összes lehetséges súrlódási körülményt reprodukálni, a gumi kopásállóságának értékelése két szélsőséges körülmény - súrlódás sima felületen vagy súrlódás nagyon durva felületen -, amelyhez csiszolópapírt használnak, meghatározásán alapul.

A gumiminták kopásállóságának vizsgálatakor gördülő körülmények között, csúszással, különböző termékek, de elsősorban a gumiabroncsok működését szimulálják. Ezért ezt a vizsgálati módszert a kerékfutófelületek gyártásához használt gumi tulajdonságainak értékelésére használják.

A kopás mennyiségi jellemzője az intenzív kopás miatti anyagveszteség és az ebben az esetben kifejtett súrlódási erők munkájának aránya. A kopást m3/MJ-ban fejezzük ki. Néha az inverz értéket is mérik - kopásállóság. A súrlódási erők munkamennyiségét jelenti, amelyet egy minta 1 cm 3 térfogatú koptatásához el kell végezni, a kopásállóságot MJ/m 3 -ben fejezik ki.

A gumi fáradtságállósága. Üzemi körülmények között a gumitermékek nagyon gyakran ismétlődő időszakos terhelésnek vannak kitéve. Ebben az esetben a minta (termék) megsemmisülése nem azonnal, hanem bizonyos, esetenként igen nagy számú töltési ciklus után következik be. Ez annak köszönhető, hogy a mintában fokozatosan felhalmozódnak a mikroszkopikus károsodások, amelyek végül egymást kiegészítve katasztrofális jelenséghez - pusztuláshoz - vezetnek. A fáradtság állóképességének mutatója az ismétlődő terhelési ciklusok száma, amelyet a gumiminta a meghibásodás előtt kibír. A gumi kifáradási tartóssági vizsgálatát szigorúan rögzített feltételek mellett, a minták ismételt nyújtásával, 250 vagy 500 ciklus/perc gyakorisággal, viszonylag kis deformációkkal hajtják végre.

A gumi fagyállósága. Ez a mutató jellemzi az anyag azon képességét, hogy alacsony hőmérsékleten működjön. A hőmérséklet csökkenésével minden gumi fokozatosan „megkeményedik”, merevebbé válik, és elveszíti fő minőségét, amelyet a belőle készült termékek előállításához használnak - viszonylag kis terhelés mellett könnyű deformálhatóságot és nagy reverzibilis deformációkat.

A gumi viselkedését alacsony hőmérsékleten a fagyállósági együttható és a ridegségi hőmérséklet jellemzi.

A szakítószilárdsági együttható alatt egy bizonyos alacsony hőmérsékleten és szobahőmérsékleten, azonos terhelés melletti nyúlás arányát értjük, és a terhelést úgy választjuk meg, hogy a minta relatív nyúlása szobahőmérsékleten 100%. A gumi akkor tekinthető fagyállónak a kiválasztott teszthőmérsékleten, ha a fagyállósági együttható nem csökken 0,1 alá, azaz a gumi még 10%-ot tud törés nélkül megnyúlni.

A ridegség hőmérsékletét a következőképpen határozzuk meg. A mintát egy konzolban rögzítik, és élesen (ütve) terhelést fejtenek ki. A ridegségi hőmérsékleten azt a maximális hőmérsékletet értjük (0°C-ig), amelynél a minta ütés hatására tönkremegy, vagy repedés keletkezik benne.

Gumírozott görgők. Az A1-ZRD típusú gépekben használt gumibevonatú hengerek a fő munkadarabok. A gumírozott henger fém megerősítésből és gumibevonatból áll, amelyek a vulkanizálás során ragasztóval kapcsolódnak egymáshoz. A tekercserősítés egy 400 mm hosszú acélcső (hüvely), amelynek külső átmérője 159 mm, belső átmérője 150 mm.

A vasalás végein 12 x 12 mm-es hornyok vannak kimarva, amelyek a hengerek rögzítésére szolgáló készülék tengelytengelyeire gumihenger felszerelésére szolgálnak.

Az erősítés felületére 20 mm vastag gumibevonatot viszünk fel fröccsöntéssel, majd vulkanizálással. A tekercsgyártásra szánt gumikeverék a 2-605 számú recept szerint készül.

Gumi-szövet lapok. Az RTD-2 gumiszövet lemezeket 2DSHS-ZA gördülőfedélzeti gépek fedélzeteinek gyártásához használják. A fedélzetek közvetlenül a kölesmalomban készülnek gumiszövet lemezek fedélzeti tartóba való összeszerelésével és rögzítésével. A lemezek vulkanizálással készülnek 4E-1014-1 típusú gumikeverékből és gumírozott szövetből. A lemez nyolc réteg gumit és hét réteg gumírozott szövetet tartalmaz.

Az RTD-2 gumiszövet lemezeket az ukrán SSR 20574-76 TU 38 szerint gyártják.

Az RC-125 csiszolóegységekben lévő fékszalagok gyártásához olyan gumilemezeket használnak, amelyek élelmiszerekkel érintkezhetnek (GOST 17133-83). A lemezeket alacsony (M), közepes (C) és nagy (P) keménységgel gyártják, 1-25 mm vastagságban és 250-750 mm-es négyzetes oldalméretekkel.

A fizikai és mechanikai mutatók szerint ezt a gumit a következő adatok jellemzik: feltételes szakítószilárdság 3,9-8,8 MPa (természetes gumik alapján); relatív nyúlás szakadás után 200-350%; keménység a TIR 35...55 szerint; 50...70 és 65...90 arb. egységek (három tartomány).

Csiszoló anyagok. Csiszolóanyagnak nevezünk minden olyan természetes vagy mesterséges eredetű ásványt, amelynek szemcséi megfelelő keménységgel és vágó (karcoló) képességgel rendelkeznek.

A csiszolókorongok gyártásához használt csiszolóanyagok természetes és mesterséges anyagokra oszthatók.

Ipari jelentőségű természetes csiszolóanyagok az ásványok: gyémánt, korund, smirgli, gránát, kovakő, kvarc stb. A legelterjedtebb a gyémánt, a korund és a smirgli.

A korund alumínium-oxidból (70...95%) és vas-oxid szennyeződésekből, csillámból, kvarcból stb. álló ásvány. A szennyeződés tartalomtól függően a korund különböző tulajdonságokkal és színekkel rendelkezik.

A smirgli finomszemcsés kőzet, amely főleg korundból, magnetitból, hematitból, kvarcból, gipszből és egyéb ásványokból áll (a korundtartalom eléri a 30%-ot). A közönséges korundhoz képest a smirgli törékenyebb és alacsonyabb keménységű. A smirgli színe fekete, vöröses-fekete, szürke-fekete.

A mesterséges csiszolóanyagok közé tartozik a gyémánt, a CBN, a Slavutich, a bór-karbid, a szilícium-karbid, az elektrokorund stb.

A mesterséges csiszolóanyagok korlátozták a természetesek használatát, és esetenként ez utóbbiakat váltották fel.

A szilícium-karbid csiszolóanyag, amely szilícium és szén kémiai vegyülete, amelyet elektromos kemencékben állítanak elő 2100...2200 °C hőmérsékleten kvarchomokból és kokszból.

A koptató feldolgozáshoz az ipar kétféle szilícium-karbidot gyárt: zöldet és feketét. Kémiai összetételükben és fizikai tulajdonságaikban kissé eltérnek, de a zöld szilícium-karbid kevesebb szennyeződést tartalmaz, kissé megnövekedett törékenységgel és nagyobb koptatóképességgel rendelkezik.

Az elektrokorund alumínium-oxidban gazdag anyagok (például bauxit és alumínium-oxid) elektromos felületkezelésével előállított csiszolóanyag.

A szemcseméretet (a csiszolóanyagok szemcseméretét) két szita cellájának oldalainak mérete határozza meg, amelyeken a kiválasztott csiszolószemcséket átszitálják. Szemcseméretnek a cella oldalának névleges méretét vesszük a háló fényében, amelyen: a szemcse megmarad. A csiszolóanyagok szemcseméretét számok jelölik.

A kötés arra szolgál, hogy az egyes csiszolószemcséket egyetlen testté fűzze. A csiszolószerszám kötésének típusa jelentősen befolyásolja annak szilárdságát és működési módjait.

A szalagok két csoportra oszthatók: szervetlen és szerves.

A szervetlen kötőanyagok közé tartozik a kerámia, a magnézia és a szilikát.

A kerámia kötés üveges vagy porcelánszerű massza, melynek alkotórészei tűzálló agyag, földpát, kvarc és egyéb anyagok. A kötőanyag és a csiszolószemcse keverékét formába vagy öntvénybe préselik. Az öntött kerekek törékenyebbek és porózusabbak, mint a préselt kerekek. A kerámia kötés a legelterjedtebb, mivel a csiszolószerszámokban való alkalmazása a legtöbb művelethez ésszerű.

A magnézium kötőanyag marómagnezit és magnézium-klorid oldat keveréke. A Loy kötést használó szerszámkészítés folyamata a legegyszerűbb - smirgli és magnézium kötés adott arányú keverékének elkészítése, a masszának a formába történő tömörítése és szárítás.

A szilikát kötőanyag cink-oxiddal, krétával és egyéb töltőanyagokkal kevert folyékony üvegből áll. Nem biztosítja a szemcsék erős rögzítését a kerékben, mivel a folyékony üveg gyengén tapad a csiszolószemcsékhez.

A szerves kötőanyagok közé tartozik a bakelit, a gliftál és a vulkanit.

A bakelit kötés por vagy bakelit lakk formájú bakelit gyanta. Ez a leggyakoribb a szerves szalagok közül.

A gliftál kötőanyagot a glicerin és a ftálsavanhidrid kölcsönhatása révén nyerik. A gliptálkötéssel készült műszer megközelítőleg megegyezik a bakelit kötéssel.

A vulkanit kötés szintetikus gumin alapul A kerekek készítéséhez csiszolóanyagot kevernek össze gumival, valamint kis mennyiségben kénnel és egyéb komponensekkel.

A szalagokhoz a következő konvenciókat használják: kerámia - K, magnézia - M, szilikát - C, bakelit - B, gliftál - GF, vulkanit - V.

A csiszolókorong keménysége a kötés ellenállását jelenti a kerék felületéről a csiszolószemcséknek külső erők hatására. Ez gyakorlatilag független a csiszolószemcse keménységétől. Minél keményebb a kerék, annál nagyobb erővel kell kitépni a gabonát a fürtből. A csiszolószerszám keménységének mutatója a kör felületén lévő furat mélysége (homokfúvás módszer alkalmazásakor a keménység mérésére), vagy a Rockwell műszerskála leolvasása (golyós bemélyedés esetén). A csiszolókorongok többféle formában és méretben készülnek.

A csiszolókorong statikus kiegyensúlyozatlansága. A GOST 3060-75 szerint a köszörűkorong statikus kiegyensúlyozatlansága jellemzi a köszörűkorong egyensúlyhiányát, amelyet a súlypont és a forgástengely közötti eltérés okoz.

A statikus kiegyensúlyozatlanság mértéke a terhelés tömege, amely a kör perifériáján, a súlypontjával ellentétes pontra összpontosulva a kör forgástengelyére mozgatja azt,

A kiegyensúlyozatlansági egységek számától és a kör magasságától függően négy kiegyensúlyozatlansági osztályt hozunk létre. A kiegyensúlyozatlansági osztály növekedésével nagyobb mennyiségű kiegyensúlyozatlan tömeg megengedett.

A csiszolókorongok a gabonatermesztés során a gabonadarálására használt gépek fő munkadarabjai. Ilyen gépek az A1-ZShN-Z, A1-BShM-2.5, ZShN, RC-125 stb.

Az A1-ZShN-Z és ZShN gépekben használt csiszolókorongok előre gyártott szerkezetek, amelyek két acél perselybe szerelt csiszolókorongból állnak. A perselyek agyként működnek, amelyeken keresztül a csiszolókerekek a gép tengelyéhez csatlakoznak. Az alsó perselyen szimmetrikusan 12 furat található a kiegyensúlyozó súly és három távtartó rúd felszereléséhez, biztosítva a körök időközönkénti elhelyezését a tengelyen.

Ebben az esetben kétféle PVD-csiszolókorongot használnak: lapos kétoldali horonnyal és ugyanazokat a kerekeket külső kúpos profillal.

Az A1-ZSHN-Z gépkészlet öt lapos PVD-kört tartalmaz kétoldali horonnyal és egy lapos kört kétoldalas horonnyal és külső kúpos profillal. A ZShN gépkészlet egy külső kúpos profilú kereket és hat egyenes profilú kereket tartalmaz. Az A1-BShM-2.5 csiszológép nyolc csiszolókorongot használ, egyenes PP profillal. A gépbe történő beszerelés előtt a köröket fa perselyekre kell felszerelni, amelyek külső átmérője megegyezik a körök furatának belső átmérőjével. Ebben a formában a köröket a tengelyre szerelik fel és rögzítik, tömör hengert képezve. Az A1-ZShN-Z, ZShN és A1-BShM-2.5 csiszológépekben használt csiszolókorongok összefoglaló adatait az 1. táblázat tartalmazza.

Az RC-125 csiszológép fő munkadarabja egy csonka kúpos dob, melynek oldalfelületét csiszolóanyag, maró magnezit és magnézium-klorid oldat keverékéből álló mesterséges csiszolóanyag massza borítja. A smirgli szemcseméretét a szemcse hatékony őrlésének biztosítására vonatkozó követelmények figyelembevételével választják ki.

Az elhasználódott rotorfelületet általában gabonagyárban állítják helyre a fenti technológiával a magnéziumkötésű csiszolótermékeknél.

Szitahengerek. A csiszológépekben különböző kialakítású perforált hengereket szerelnek fel a csiszolókorongok köré bizonyos résekkel. Mivel a szemcséket forgó csiszolókorongok és egy álló perforált henger között dolgozzák fel súrlódási erők hatására, a hengerek intenzív kopásnak vannak kitéve.

Az A1-ZSHN-Z gép szitahengere 0,8...1,0 mm vastagságú perforált acéllemezből készül, hosszúkás lyukakkal, amelyek mérete 1,2 x 20 mm. A henger felső és alsó gyűrűkkel van felszerelve. A felső gyűrűhöz két ütköző van rögzítve, amelyek megakadályozzák a henger körkörös elmozdulását a gép működése közben.

A ZShN típusú gépek szitahengerének kialakítása hasonló a fent leírtakhoz. Belső átmérője 270 mm.

Az A1-BSHM-2.5 vázas gépben a szitahenger két félhengerből áll. A félhengerek felül csavarokkal, alul speciális bilincsekkel (csuklós csavarokkal) csatlakoznak egymáshoz. Egy félhenger elkészítéséhez 1,2 x 20 mm méretű, hosszúkás lyukakkal ellátott, 1 mm vastagságú szitát használnak. Lap méretei 870 x 460 mm. A szita könnyen eltávolítható gyűrűkkel van a kerethez rögzítve. A szitahengernek ez a kialakítása egyenletes munkahézagot biztosít közte és a csiszolókorongok között, alacsony munkaintenzitást a kopott sziták és futószalagok cseréjekor, valamint a hengerek beszerelését a gépbe. Az 1 mm vastag sziták élettartama körülbelül 200 óra.

Sűrített levegő. Az adott állapotú levegőt jellemző mennyiségeket állapotparamétereknek nevezzük. Leggyakrabban a levegő állapotát a következő paraméterek határozzák meg: fajlagos térfogat, nyomás és hőmérséklet. A sűrített levegőt mint munkaanyagot használva a szemhéjhámozáshoz aerodinamikai függőséget használnak, amelyek megmagyarázzák és feltárják azokat a jelenségeket, amelyek akkor fordulnak elő, amikor egy szilárd test (szemcse) körül nagy sebességű levegő áramlik. Amikor egy levegő áramlik a felületén, tangenciális súrlódási erők vagy viszkózus erők lépnek fel, amelyek érintőleges feszültségeket hoznak létre.

A levegő jellemző tulajdonsága a rugalmasság és az összenyomhatóság. A levegő rugalmasságának mértéke a tágulását korlátozó nyomás. Az összenyomhatóság a levegő azon tulajdonsága, hogy a nyomás és a hőmérséklet változásával megváltoztatja térfogatát és sűrűségét.

Az ideális gáz termikus állapotegyenletét széles körben alkalmazzák a termodinamikai folyamatok tanulmányozásában és a hőtechnikai számításokban.

A legtöbb aerodinamikai problémában a gázmozgás relatív sebessége nagy, a hőkapacitás és a hőmérsékleti gradiens kicsi, így az egyes mozgó gázáramok közötti hőcsere gyakorlatilag lehetetlen. Ez lehetővé teszi számunkra, hogy elfogadjuk a sűrűség nyomástól való függését egy adiabatikus törvény formájában.

A gáz energiaállapotának jellemzője a benne lévő hangsebesség. A hangsebességen a gázdinamikában a gyenge zavarok terjedési sebességét értjük egy gázban.

A legfontosabb gázdinamikai paraméter az M = c/a Mach-szám - a c gázsebesség és az a helyi hangsebesség aránya.

A gázok kiáramlása a fúvókákon keresztül. A gyakorlati feladatokban különféle típusú fúvókákat (fúvókákat) használnak a légáramlás gyorsítására.

A kipufogógáz sebességét és légáramlási sebességét, azaz az egységnyi idő alatt kiáramló levegő mennyiségét az aerodinamikában ismert függőségek segítségével határozzuk meg. Ezekben az esetekben mindenekelőtt a P 2 /P 1 arányt találjuk meg, ahol P 2 a közeg nyomása a fúvóka kimeneténél; P 1 - közepes nyomás a fúvóka bemeneténél.

A kritikus (szuperszonikus sebesség) feletti kipufogó-sebesség eléréséhez táguló fúvókát vagy Laval fúvókát használnak.

A sűrített levegő energiamutatói. A kritikus és szuperkritikus sebességgel mozgó légáramsugárral végzett szemhéjhámozás folyamata a nagy sebességű aerodinamika alaptörvényein alapul. Megjegyzendő, hogy a hámozáshoz nagy sebességű légsugár használata energiaigényes művelet, mivel a sűrített levegő előállítása jelentős energiaköltséget igényel.

Így például a 8-105 Pa végnyomású kétfokozatú kompresszorok esetében a fajlagos teljesítményfelvételt (kW min/m3-ben) a teljesítménytől (m 3 /min) a következő adatok jellemzik:

A sűrített levegő használata a hámozáshoz olyan esetekben hatékony, amikor a feldolgozott nyersanyagok költsége többszöröse az energiaköltségnek, vagy ha a termék szükséges feldolgozását más módon nem lehet elérni.

Munka célja: megtanulni megtalálni a gumi rugalmassági modulusát. A gumi Young-modulusának mérésére szolgáló beállítás az a. ábrán látható.

Young modulusát a törvényből kapott képlet segítségével számítjuk ki

Guka: ahol E Young modulusa; P - rugalmas erő,

Kifeszített zsinórban keletkezik, és megegyezik a zsinórhoz rögzített súlyok súlyával; § - a deformált kábel keresztmetszete; 10 - az A és B jelek közötti távolság a kifeszített zsinóron (b. ábra); ÉN- a kifeszített zsinóron ugyanazon jelek közötti távolság (c. ábra). Ha a keresztmetszet kör alakú, akkor a keresztmetszeti területet az átmérőn keresztül fejezzük ki

Zsinór:

A Young-modulus meghatározásának végső képlete a következő

Kilátás:

Végrehajtási példa:

A terhek tömegét fékpad, a zsinór átmérőjét tolómérő, az A és B jelek közötti távolságot pedig vonalzó határozza meg. A táblázat kitöltéséhez a következő számításokat végezzük: 1) AI1- abszolút műszerhiba AI1= 0,001 A0/ - abszolút olvasási hiba A01= 0,0005 A1- maximális abszolút hiba A1 = A és I+ A 01 = 0,0015 2) A&O= 0,00005 A0O= 0,00005 JSC= A és B + A 0 B = 0,0001 3) AÉsR= 0,05 A0P= 0,05 AR = A és P + A 0 P = 0,05 + 0,05 = 0,1

Következtetés:A gumi rugalmassági modulusának kapott eredménye egybeesik a táblázattal.

Önkormányzati oktatási intézmény

"Yagodninskaya középiskola"

Laboratóriumi munka módszertani fejlesztése

Fizika tanár:

Nyílt óra 10. évfolyamon témában: laboratóriumi munka "Gumi rugalmassági modulusának mérése"

Az óra céljai: az anyag teljesebb asszimilációjának biztosítása, a tudományos ismeretek megértésének kialakítása, a logikus gondolkodás, a kísérleti készségek és a kutatási készségek fejlesztése; a fizikai mennyiségek mérésénél a hibák megállapításának készsége, a munka eredménye alapján helyes következtetések levonásának képessége.

Felszerelés: berendezés Young-féle gumi modulus mérésére, próbapad, súlyok.

Tanterv:

ÉN. Org. pillanat.

II. A laboratóriumi munka elvégzéséhez szükséges anyagismeretek megismétlése.

III. Laboratóriumi munkák végzése.

1. A munka sorrendje (a tankönyvben leírtak szerint).
2. Hibák meghatározása.
3. A gyakorlati rész és számítások elvégzése.
4. Következtetés.

IV.Óra összefoglalója.

V. Házi feladat.

AZ ÓRÁK ALATT

Tanár: Az utolsó órán megismerkedtél a testek alakváltozásaival és jellemzőivel. Emlékezzünk, mi az a deformáció?

Diákok: A deformáció a testek alakjának és méretének megváltozása külső erők hatására.

Tanár: A körülöttünk lévő testek és mi is különféle deformációknak vagyunk kitéve. Milyen típusú deformációkat ismer?

Diák: Alakváltozások: feszítés, összenyomás, csavarás, hajlítás, nyírás, nyírás.

Tanár: Mi más?

Rugalmas és képlékeny alakváltozások.

Tanár: Jellemezni őket.

Diák: A rugalmas alakváltozások a külső erőhatások megszűnése után eltűnnek, míg a képlékeny alakváltozások megmaradnak.

Tanár: Nevezze meg az elasztikus anyagokat!

Diák: Acél, gumi, csontok, inak, az egész emberi test.

Tanár: Műanyag.

Diák:Ólom, alumínium, viasz, gyurma, gitt, rágógumi.

Tanár: Mi történik egy deformált testben?

Diák: A deformált testben a rugalmas erő és a mechanikai igénybevétel jelentkezik.

Tanár: Milyen fizikai mennyiségek jellemezhetik az alakváltozásokat, például a húzó alakváltozást?

Diák:

1. Abszolút nyúlás

2. Mechanikai igénybevétel?

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

Tanár: Mit mutat?

Diák: Hányszor kisebb az abszolút nyúlás a minta eredeti hosszánál?

Tanár: Mi történt E?

Diák: E– az anyag arányossági együtthatója vagy rugalmassági modulusa (Young modulusa).

Tanár: Mit tudsz a Young-modulusról?

Diák: A Young-modulus ugyanaz az adott anyagból készült bármilyen alakú és méretű mintánál.

Tanár: Mi jellemzi Young modulusát?

Diák: A rugalmassági modulus az anyag mechanikai tulajdonságait jellemzi, és nem függ a belőle készült alkatrészek kialakításától.

Tanár: Milyen mechanikai tulajdonságok rejlenek az anyagokban?

Diák: Lehetnek törékenyek, műanyagok, rugalmasak, tartósak.

Tanár: Milyen jellemzőit kell figyelembe venni egy anyag gyakorlati felhasználása során?

Diák: Young-modulus, mechanikai igénybevétel és abszolút nyúlás.

Tanár: Mi a helyzet új anyagok létrehozásával?

Diák: Young modulusa.

Tanár: Ma egy labort fog végezni, hogy meghatározza a Young-féle gumi modulusát. Mi a célod?

Példaként használva a gumit, tanulja meg meghatározni bármely anyag rugalmassági modulusát.

Egy anyag rugalmassági modulusának ismeretében beszélhetünk mechanikai tulajdonságairól és gyakorlati alkalmazásairól. A gumit széles körben használják életünk különböző területein. Hol használják a gumit?

Diák: A mindennapi életben: gumicsizmák, kesztyűk, szőnyegek, gumiszalagok, dugók, tömlők, fűtőbetétek stb.

Diák: Az orvostudományban: érszorítók, rugalmas kötések, tubusok, kesztyűk, eszközök egyes részei.

Diák: A közlekedésben és az iparban: gumiabroncsok és kerékabroncsok, fogaskerék-szíjak, elektromos szalagok, felfújható csónakok, létrák, O-gyűrűk és még sok más.

Diák: Sportban: labdák, uszonyok, búvárruhák, expanderek stb.

Tanár: Sok mindent el lehet mondani a gumi használatáról. Minden egyes esetben a guminak bizonyos mechanikai tulajdonságokkal kell rendelkeznie.

Térjünk át a munka elvégzésére.

Már észrevette, hogy minden sor megkapta a saját feladatát. Az első sor rugalmas szalaggal működik. A második sorban vérzéscsillapító érszorító töredékei találhatók. A harmadik sorban a bővítő töredékei találhatók. Így az osztály három csoportra oszlik. Önök mindegyike meghatározza a gumi rugalmassági modulusát, de minden csoportot felkérnek, hogy végezzen saját kis kutatást.

1. csoport. A gumi rugalmassági modulusának meghatározása után eredményeket kap, amelyek megvitatása után következtetést von le a fehérnemű rugalmasságához használt gumi tulajdonságairól.

2. csoport. Ugyanazon vérzéscsillapító érszorító különböző töredékeivel dolgozva, és meghatározva a rugalmassági modulust, vonjon le következtetést a Young-modulusnak a minták alakjától és méretétől való függésére.

3. csoport. Tanulmányozza a bővítő eszközét. A laboratóriumi munka befejezése után hasonlítsa össze egy gumiszál, több húr és a teljes expander kábelköteg abszolút nyúlását. Ebből vonjon le következtetést, és esetleg tegyen néhány saját javaslatot a bővítők gyártására.

A fizikai mennyiségek mérésénél elkerülhetetlenek a hibák.

Mi a hiba?

Diák: Pontatlanság egy fizikai mennyiség mérésében.

Tanár: Mi ad útmutatást a hibaméréshez?

Diák: Adatok a tankönyv 1. táblázatából 205. old. (a munka a tankönyvben megadott leírás szerint történik)

A munka elvégzése után minden csoport képviselője jelentést készít annak eredményeiről.

Az első csoport képviselője:

A laboratóriumi munka során megkaptuk a rugalmas szalag rugalmassági modulusának értékeit:

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

A lengumi szalag rugalmassági modulusa a gumi és az azt fonó szálak mechanikai tulajdonságaitól, valamint a szálak szövésének módjától függ.

Következtetés: a fehérnemű gumiját nagyon széles körben használják fehérneműben, gyermekruházatban, sportruházatban és felsőruházatban. Ezért gyártásához különféle típusú gumit, szálakat és különféle szövési módszereket használnak.

A második csoport képviselője:

Eredményeink:

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

A Young-modulus minden, bármilyen alakú és méretű, adott anyagból készült testre azonos

A harmadik csoport képviselője:

Eredményeink:

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

A bővítők készítéséhez különféle típusú gumit használhat. A bővítő kábelköteg egyedi húrokból van összeállítva. Ezt megvizsgáltuk. Minél több húr, annál nagyobb a köteg keresztmetszete, annál kisebb az abszolút nyúlása. Ismerve az érszorító tulajdonságainak méretétől és anyagától való függését, lehetőség van különböző testnevelési csoportok számára bővítők készítésére.

Óra összefoglalója.

Tanár: Különféle anyagok létrehozásához és felhasználásához ismernie kell azok mechanikai tulajdonságait. Egy anyag mechanikai tulajdonságait a rugalmassági modulusa jellemzi. Ma gyakorlatilag meghatározta a gumit, és levonta a következtetéseit. Kik ők?

Diák: Megtanultam meghatározni egy anyag rugalmassági modulusát, kiértékelni a munkám során előforduló hibákat, tudományos feltételezéseket tettem az anyagok (különösen a gumi) mechanikai tulajdonságairól és ezen ismeretek gyakorlati alkalmazásáról.

A tanulók leadják az ellenőrző lapokat.

Otthon: ismételje meg a 20-22.

8. sz. LABORATÓRIUMI MUNKA

Tantárgy:« Anyag rugalmassági modulusának meghatározása (Young modulusa)"

Cél: határozza meg a gumizsinór rugalmassági modulusát, és értékelje a kísérlet eredményeit a táblázati értékkel való összehasonlítással.

Felszerelés:állvány csatlakozóval és lábbal, gumizsinór (kör alakú keresztmetszetű), pohár súlyokhoz, súlykészlet (súly), milliméteres mérővonalzó.

Elméleti rész

Young modulusa ( E) bármely szilárd anyag rugalmas tulajdonságait jellemzi. Ez az érték csak magától az anyagtól és annak fizikai állapotától függ. Mivel a Young-modulus benne van a Hooke-törvényben, amely csak a rugalmas alakváltozásokra érvényes, így a Young-modulus csak rugalmas alakváltozások esetén jellemzi az anyag tulajdonságait.

Young-modulus a Hooke-törvényből határozható meg: (1)

mert és akkor , Akkor . (2)

Mivel a merev anyagokból készült rudak deformálásához meglehetősen nagy erők szükségesek, ezért ebben a laboratóriumi munkában alacsony rugalmassági modulusú anyagok, például gumi használata javasolt.

Munkarend:

Számítsa ki a gumizsinór keresztmetszeti területét a következő képlettel:

(mérje meg a zsinór átmérőjét mikrométerrel, vagy kérdezze meg tanárát).

Kezdeti minta hossza

A minta abszolút nyúlása

S – a vezeték keresztmetszete

F – rugalmas erő , kifeszített zsinórban keletkezik és megegyezik a csészén lévő súlyok súlyával (P)

Háromszor végezzen méréseket és számításokat különböző terhelések mellett, írja be az eredményeket a táblázatba.

1. Számítsa ki a gumizsinór rugalmassági modulusának átlagos értékét!

Értékelje a mérések és számítások pontosságát a relatív hiba kiszámításával, összehasonlítva az átlagos eredményt a gumi Young-modulusának táblázatos értékével: E tab. = 1∙10 6 Pa.

A munka eredménye alapján következtetést levonni.

MUNKAJELENTÉS

KÖVETKEZTETÉS:

Ellenőrző kérdések:

Milyen deformációkat vizsgált ebben a munkában? Adja meg ennek az alakváltozástípusnak a jellemzőjét (definícióját).

Rajzolja fel a szilárd test feszültség-nyúlás diagramját! Milyen összefüggés követhető nyomon ebből a diagramból?

VÁLASZOK A TESZTKÉRDÉSEKRE:

1.Milyen alakváltozásokat vizsgált ebben a munkában? Adja meg ennek az alakváltozástípusnak a jellemzőjét (definícióját).

3. Rajzolja fel a szilárd test feszültség-nyúlás diagramját. Milyen összefüggés követhető nyomon ebből a diagramból?