[boson]

Здравствуйте уважаемые форумчане!

Возник вопрос по поводу работоспособности оснастки для испытаний соединения на кручение. Клиновой зажим используется для зажатия трубы, и профильное соединение используется для соединения другого конца соединения (оправка). Максимальный крутящий момент который нужно достичь при испытании - 1000 Н*м. Труба алюминиевая холоднодеформируемая с допуском на толщину стенки (D=50, s=1,5) 0,28 мм (допускаемая разностенность), а клиновое соединение требует точной посадки, начиная от H8/h8 и до H11/h11. Мне кажется, что из-за грубых допусков трубы, клиновое соединение не сможет обеспечить надежную фиксацию трубы. Если попробовать использовать что-то вроде разрезного клина, будет ли это лучше? И еще важный параметр - осевое усилие, которые передается через затянутые болты, чтобы создать необходимое трение - 80 кН.
Может быть есть другие варианты исполнения? Какие здесь еще существуют альтернативы?

Спасибо

[Fogel]

Я бы сделал разрезной клин с конусной резьбой и соответственно с конусной гайкой сверху - по существу патрон дрели, только кулачков побольше. Если разнотолщиность мешает (по мне этот зажим сожмет трубу вокруг оправки) то сделать кулачки самовыставляющимися.
P.S. можно сделать наружную оправку из болванки и зажимать изнутри вводя туда тонкостенную трубу (сильфон) в которую закачивать жидкость под давлением - оно проще, насос от домкрата и всего делов

[Jonas]

Какое соединение нужно испытывать? Резьбовое, сварное, прессовое?
А не является ли то что названо клиновым на самом деле цанговое?

Сообщение от Fogel P.S. можно сделать наружную оправку из болванки и зажимать изнутри вводя туда тонкостенную трубу (сильфон) в которую закачивать жидкость под давлением - оно проще, насос от домкрата и всего делов

Хорошее предложение. Правда деформация трубы неизбежна.

[boson]

Сообщение от Jonas Какое соединение нужно испытывать? Резьбовое, сварное, прессовое? А не является ли то что названо клиновым на самом деле цанговое? Хорошее предложение. Правда деформация трубы неизбежна.

Соединение на чертеже не показано явно, вообще это механическое соединение, полученное обжатием трубы.

To Fogel:

Я бы сделал разрезной клин с конусной резьбой и соответственно с конусной гайкой сверху - по существу патрон дрели, только кулачков побольше. Если разнотолщиность мешает (по мне этот зажим сожмет трубу вокруг оправки) то сделать кулачки самовыставляющимися.

Если для затяжки использовать конусную гайку, то чтобы создать необходимую силу трения, момент затяжки должен быть около 500 Нм, а это очень много на мой взгляд, плюс интересно какая резьба выдержит 80 000 Н осевое усилие. А вообще не могли бы вы дать ссылки на литературу, где я могу посмотреть как это выглядит конструктивно?

И буду очень благодарен, если вы поделитесь подробнее информацией о втором случае с насосом, может опять-таки литература есть какая, которой у меня нет по приспособам.

Спасибо за идеи

[Fogel]

Ну хорошо, давайте продолжим наш мозговой штурм. Для чего нам надо зажать трубу? Чтобы не провернулась. Может тогда поручим это дело самой трубе? Сделать нечто по типу обгонной муфты, клиновые пазы и подпружиненые ролики (чем больше тем лучше) либо клинья. Вращая в одну сторону трубу заводим, в другую сторону она клинится и испытывается. Если клинья поставить и на внутреней и на внешней стороне, то можно будет наплевать на несовершенную геометрию трубы - клинья сами выставятся

[boson]

Сообщение от Fogel Ну хорошо, давайте продолжим наш мозговой штурм. Для чего нам надо зажать трубу? Чтобы не провернулась. Может тогда поручим это дело самой трубе? Сделать нечто по типу обгонной муфты, клиновые пазы и подпружиненые ролики (чем больше тем лучше) либо клинья. Вращая в одну сторону трубу заводим, в другую сторону она клинится и испытывается. Если клинья поставить и на внутреней и на внешней стороне, то можно будет наплевать на несовершенную геометрию трубы - клинья сами выставятся

Как только разузнаю что-такое обгонная муфта - вернусь

[Jndtnxbr]

Четверть века назад мы испытывали цилиндрические изделия на всевозможные нагрузки: растяжение-сжатие, кручение и все вместе. Чтобы не травмировать захватами края - самое слабое место в композитах - сделали чашу с кольцевым каналом, выставляли туда изделие и заливали сплавом Вуда. Получалась надежное соединение, а обечайку из сплава Вуда можно было травмировать в захватах сколько угодно, на изделии это не сказывалось.

[Jonas]

Труба тонкостенная, поэтому зажать только снаружи или только изнутри проблемно, сомнется.
Наверно нужен комбинированный способ.
Снаружи оправка, возможно разъемная или цанговая регулируемая а внутрь вводим шток с двумя уплотнениями воротниковыми или кольцевыми, в зависимости от давления, нагнетаем воду и прижимаем к оправке.

[Jndtnxbr]

Вот, нашел старые фотки. В захвате внутри цилиндр, на который садится обечайка из сплава Вуда, а снаружи она зажимается коническими сухариками, которые подаются болтами - их видно на фото.

[boson]

Сообщение от Jndtnxbr Вот, нашел старые фотки. В захвате внутри цилиндр, на который садится обечайка из сплава Вуда, а снаружи она зажимается коническими сухариками, которые подаются болтами - их видно на фото.

Спасибо за фото, но я не совсем вас понимаю, вы испытывали именно цилиндр? и сплав вуда был использован для защиты этого цилиндра? Мой вопрос состоит в том, как эффективно зажать трубу, причем не важно, если она будет деформироваться или задираться в месте захватов. Поэтому меня интересует именно система зажатия данных цилиндров.

Буду благодарен за дальнейшее разъяснение

[Jndtnxbr]

Ну не конструктор я, не умею чертежи делать. Вот как-то так это было у нас сделано. Хорошо друг - МВТУшник - эскизы набросал, а там уже в цехе за несколько литров синьки быстренько все выточили

[Fogel]

Кстати, слышал я про такие системы с примораживанием - охлаждаемый стол шлифовального станка, деталь просто примерзала к нему, можно действительно воспользоваться чем-то легкоплавким - опустили трубу и дали застыть после чего испытали. А если пофиг на деформации то самозаклинивающийся механизм, можно с лентой, можно с эксцентриками.

[Tyhig]

А почему вы не рассматриваете деформации испытываемых труб.
Вне станка они овальные, в станке с зажатием они станут круглыми с допусками станка...
Разве нет ?
То есть первый вариант, мне кажется, работоспособен...

[boson]

Сообщение от Jndtnxbr Ну не конструктор я, не умею чертежи делать. Вот как-то так это было у нас сделано. Хорошо друг - МВТУшник - эскизы набросал, а там уже в цехе за несколько литров синьки быстренько все выточили

Ваш вариант по сути такой же. И все-таки, я так понимаю сплав вуда именно для защиты поверхности испытуемого образца использовался.

Сообщение от Tyhig А почему вы не рассматриваете деформации испытываемых труб. Вне станка они овальные, в станке с зажатием они станут круглыми с допусками станка... Разве нет ? То есть первый вариант, мне кажется, работоспособен...

Овальность присутствует, но вот разнотолщинность стенки трубы в любом сечении присутствует также. Как уже здесь говорили, нужно сделать много кулачков (клиньев) для компенсации разнотолщинности

Сообщение от Jndtnxbr Кстати, слышал я про такие системы с примораживанием - охлаждаемый стол шлифовального станка, деталь просто примерзала к нему, можно действительно воспользоваться чем-то легкоплавким - опустили трубу и дали застыть после чего испытали. А если пофиг на деформации то самозаклинивающийся механизм, можно с лентой, можно с эксцентриками.

Изучаю пока возможные исполнения, в том числе и самозаклинивающиеся механизмы. А вообще трубы же испытывают на кручение, только по оснастке, зажимным механизмам данных открытых нет

[Jndtnxbr]

И все-таки, я так понимаю сплав вуда именно для защиты поверхности испытуемого образца использовался.

Конечно, иначе изделие разрушалось бы именно в захвате из-за травмирования его ребристой поверхностью сухариков, что не соответствовало его реальной работе. Кроме того сплав Вуда позволял не обращать внимания на некоторое "гуляние" диаметра.

[Tyhig]

Сообщение от boson Овальность присутствует, но вот разнотолщинность стенки трубы в любом сечении присутствует также. Как уже здесь говорили, нужно сделать много кулачков (клиньев) для компенсации разнотолщинности

Не обязательно.
Смотрите - сделать 4-6 кулачка/клина/точки зажима.
Ведь напряжения передаются по трубе и допустим через 2-3 диаметра испытываемой трубы от точек зажима напряжения по идее должны распределиться равномерно по сечению трубы.

Просто сделать испытываемую трубу длиннее на эти 2 диаметра ?
Какая разница какая разнотолщинность в трубе тогда ?

[boson]

Сообщение от Tyhig Не обязательно. Смотрите - сделать 4-6 кулачка/клина/точки зажима. Ведь напряжения передаются по трубе и допустим через 2-3 диаметра испытываемой трубы от точек зажима напряжения по идее должны распределиться равномерно по сечению трубы. Просто сделать испытываемую трубу длиннее на эти 2 диаметра ? Какая разница какая разнотолщинность в трубе тогда ?

Что-то я не могу поймать ход ваших мыслей... Как мне может помочь принцип Сен-Венана здесь? В принципе разнотолщинность влияет на усилие зажатия при использовании вышеназванного клинового зажима, т. е. не факт, что расчетные силы прижатие будут реализованы при такой точности трубы. Если использовать какой - то другой зажимной механизм, возможно разнотолщинность и не важна.

[Tyhig]

Я вообще могу ошибаться. Конечно. Но всё же.

Вам же надо испытать не трубу, а соединение ?

Сообщение от boson для испытаний соединения на кручение

То есть надо, чтобы трубы крутились в разные стороны.
А ещё чтобы напряжения в месте соединения были равномерны для имитации реальных условий.

Берём эти 2 трубы руками и крутим их в разные стороны.
Напряжения в месте захвата неравномерны, но переходят в равномерные ближе к соединению.

Даже если все 4 зажима слева сжимают с разной силой, в итоге в соединении будет равномерное поле напряжений...

Разве не так ?

Или я чего-то упустил и не понимаю...
Но зачем весь огород с сплавами и замораживанием ?
В чём фишка ?
Какие-то особенные испытания ?

Потом доли мм разнотолщинности могут скрыться из-за деформации самого станка для испытаний, их зажимов и т.п.
Уверен в этом.

[boson]

Сообщение от Tyhig Я вообще могу ошибаться. Конечно. Но всё же. Вам же надо испытать не трубу, а соединение ? То есть надо, чтобы трубы крутились в разные стороны. А ещё чтобы напряжения в месте соединения были равномерны для имитации реальных условий. Берём эти 2 трубы руками и крутим их в разные стороны. Напряжения в месте захвата неравномерны, но переходят в равномерные ближе к соединению. Даже если все 4 зажима слева сжимают с разной силой, в итоге в соединении будет равномерное поле напряжений... Разве не так ? Или я чего-то упустил и не понимаю... Но зачем весь огород с сплавами и замораживанием ? В чём фишка ? Какие-то особенные испытания ? Потом доли мм разнотолщинности могут скрыться из-за деформации самого станка для испытаний, их зажимов и т.п. Уверен в этом.

В принципе ваши доводы верны, только вопрос опять-таки не в том, что например зажимы с разной силой сжимают трубу, а в том как-бы зажать ее так, чтобы она не провернулась при крутящем моменте 1000 Нм.
Насчет замораживания я никогда не слышал, теперь просто хорошо знать о таком способе фиксации, только усилие закрепления невысокое наверное. А насчет распределения напряжений в соединении есть определенные данные, только проверять их нужно экспериментально, да и не нужно этого знать при испытаниях, т.к. захваты достаточно удалены от места измерения угла закручивания и момента.

Рабочие черетежи уже готовы практически, как результат будет, напишу. Работает или нет

[Tyhig]

Сообщение от boson В принципе ваши доводы верны, только вопрос опять-таки не в том, что например зажимы с разной силой сжимают трубу, а в том как-бы зажать ее так, чтобы она не провернулась при крутящем моменте 1000 Нм.

Так нет проблем...
Есть же трение покоя и всё такое...
Материалы известны...
Берёте Кзапаса на своё усмотрение и Ок.

[boson]

Сообщение от Tyhig Так нет проблем... Есть же трение покоя и всё такое... Материалы известны... Берёте Кзапаса на своё усмотрение и Ок.

Это соединение(клиновое) уже подсчитано, так что дело только в конструктивном исполнение