Крампит Н.Ю., Крампит А.Г. - Сварочные приспособления, страница 7

Усадочная сила на обоих швах: Рус = 1,151,7 DK2. Удельнаянагрузка: g = 9,6 Pye/L2. Нагрузка на всю балку: Q = qL. Опорные реакции поконцам: R = Q/2.Определение усилия на прижимах тавровой балки (рис. 21). Поперечнуюдеформацию пояса балки в зажимном устройстве можно рассматривать как изгибдвухконсольной пластинки, заделанной посередине и нагруженной по концамсилами Р.Рис. 21. Поперечная (угловая) деформация пояса балки (грибовидность)Рис. 22. Расчетная схема зажимного устройства для сборки тавровых балокДля такой балки критическое значение угловой деформации будет:tg кр  2 / 3l доп /( E )Так как действительная величина деформации меньше критической, тоопределение необходимого усилия на прижимах производим исходя из условияприлегания краев пояса к ложементу кондуктора:P   3 tgE /( 4l 2 )Расчет рычажных устройств.

Определим усилия на зажимах и усилиепневмопривода (рис. 22), а также размеры цилиндра.Усадочные силы, действующие по оси швов: после автоматической сваркипервого шва Pyc1 = /,7 DK2; после сварки обоих швов Рус2=1,151,7 DK2Расчетные усилия, возникающие на зажимах кондуктора под действиемусадочных сил, будут: после сварки первого шва g1=9,6 Pyce/L2; после сваркиобоих швов g2 = 29,6 Русе/L2Это значит, что зажимы, расположенные вдоль стенки балки на расстояниичерез 1 м, должны воспринимать усилие S1g1 каждый, а захваты (зажимы) поясаразвивать усилие сцепления с поясом тавра S2g2 каждый и располагаться через 1м.Усилие бокового прижима Р2 рассчитывают из условия, что создаваемые имизгибные напряжения  не превосходят т металла шва:P2  bh 2 [ ] / 6l 3где h — высота шва в опасном сечении;b - расчетная длина шва.Минимальная необходимая величина P1 при коэффициенте запаса, равном1,25, Р1 = 1,25(S1—fP2).Усилие пневмопривода Р находят из уравнения моментов относительноопоры О: Pl = P1l+P2l2.

Из этого выражения Р=(Р1l/+Р2l2)/l. Определяют диаметргидроцилиндра:D  4P /(g M )Ход поршня находят исходя из конструктивных соображений. На каждомрычажно-клещевом захвате (через 1 м) необходимо развивать силу сцепления споясом тавра S2. Эти силы должны уравновешивать изгибающее действиепродольных усадочных сил в швах, для чего на каждом из захватов нужно создатьусилие зажатияQ2  0,5S 2 / где  — коэффициент сцепления захватов с поясом тавровой балки: =0,2.Усилие на штоке приводного цилиндраQ4  Q3  2tg (   ) Q2 b  2tg (   )a  (a  b) / b  frДиаметр пневмоцилиндра приводаD  4P /(g возд).Определение усилий прижатия узлов к рамам поворотных устройств.Усилие зажима Р узла массой Q, свариваемого в двухстоечном поворотномкантователе (рис.

23), находят из условия, что силы прижатия Р обеспечиваютсцепление установочных поверхностей М и свариваемого узла с поверхностямиопорных платиков рамы приспособления и препятствуют выпадению узла приповороте в наиболее опасное положение (поворот на 90° из плоскости, рис. 23). Вэтом случае усилиеP  kQ / 2где k — коэффициент запаса: k = 1,5;—коэффициент трения скольжения стали по стали:  = 0,2.Рис. 23. Схема установки изделия в двухстоечном поворотном кантователеРис. 24. Расчетная схема клинового прижима.Определение усилий прижатия различных деталей в решетчатых,рамных и других конструкциях. При сборке решетчатых, рамных и другихконструкций требуется спроектировать прижимные элементы приспособленийдля зажатия различного вида раскосов, связей, планок, косынок, кронштейнов,накладок и т.

п. Производить определение усилий зажатия таких деталейрасчетными методами, приведенными выше, весьма трудоемко, а часто иневозможно. Для таких соединений усилия прижатия должны обеспечиватьсохранение контакта, заданного зазора или отсутствие зазоров междуустанавливаемыми деталями и удержание деталей от возможного сдвига их впроцессе прихватки, последующей сборки или сварки.Учитывая производственный опыт многих машиностроительных заводов ипроектных организаций, для закрепления таких деталей усилие каждогонеобходимого прижима выбирают в пределах (2 ... 6 кН).3.3.1 Расчет механических прижимовКлиновые прижимы.

Компактны, просты в изготовлении и обладаютсравнительным быстродействием. В сборочно-сварочном производстве ихиспользуют для поджатия одного элемента к другому, выравнивания кромок иликак стяжное устройство.Для обеспечения условия самоторможения клинового прижима, необходимо,чтобы 2р для одностороннего клина и 1+22р для двустороннего клина (1 и2 — углы скоса двустороннего клина;  — угол скоса одностороннего клина; р— угол трения: tgp = f; f — коэффициент трения скольжения).Перемещение клина l, необходимого для поджатия детали на величину с(рис.

24), будет l = c/tg.Усилие заколачивания клина P1  Q[tg (   )  tg ]Усилие выколачивания клина P2  Q[tg ( p   )  tg ] .Эксцентриковыеприжимы.Являютсябыстродействующимииприменяются в приспособлениях серийного и массового производства.В сборочно-сварочных приспособлениях преимущественно используютсякруглые эксцентрики. Прижимное усилие Q, развиваемое таким зажимом (рис.25), будет Q= (10... 12) Р; где Р — усилие, прикладываемое к рукоятке. ЕслиР=150 Н, то Q= 1500... 1800 Н.Из условия самоторможения определяют основные размеры эксцентрика:Qe  F ( D / 2)  F1 (d / 2)где F — сила трения в контакте кулачок — деталь: F=fQ; F1 — сила тренияна оси вращения кулачка: F1—f1Q.Тогда Qe  fQ( D / 2)  f1Q1 (d / 2) , или e  f ( D / 2)  f1 (d / 2)Так как второе слагаемое очень мало, то им пренебрегают.

При  = 0,15 дляпары сталь — сталь е0,075 D.Рис. 25. Расчетная схема эксцентрикового прижимаВинтовые прижимы. Имеют простую конструкцию, невысокую стоимость,надежны в работе, обеспечивают необходимые (иногда значительные) усилия.По заданному усилию Q рассчитывают винт, гайку, корпус и элементыкрепления прижима к корпусу приспособления (рис. 26).Сила на рукоятке W будет (рис. 26):W  Qrср / tg (  1 ) / lгде rср — средний радиус резьбы, мм;l — длина рукоятки, мм; — угол подъема резьбы;1— угол трения в резьбовой паре.Количество витков резьбы в гайке2n  Q /[ (d H2  d ВН)  0 / 4]где dн и dвн — наружный и внутренний диаметр резьбы, см;ро — удельное давление на поверхности ниток резьбы: для стального винта ичугунной гайки ро=50 ...

60 МПа, для стальной гайки ро=9О ... 130 МПа.Высота гайкиH=nS/mгде S — шаг винта, см;т — число заходов резьбы.Наружный диаметр винтаd нар  Q /(0,5[ ] p )где []р — допускаемое напряжение на растяжение материала винта припеременной нагрузке: []р = 58 ... 98 МПа.Рис. 26. Расчетная схема винтового прижима.3.3.2 Расчет и конструирование пневматических и гидравлическихприжимовВ сборочно-сварочном производстве нашли широкое применение различныезажимные устройства, действующие от пневматического привода. Такой приводпрост по конструкции и в управлении, является быстродействующим, надежен иимеет сравнительно малую стоимость.Рис. 27. Типы пневмодвигателей: а – пневмокамера; б – пневмоцилиндрдвустороннего действия; в — сильфон; г – пневмошланг; D – расчетный диаметрпневмопривода; D1 — диаметр тарелки штока; d — диаметр штока;1 —гофрированная камера; 2 —тарелка штока: 3 — наружная камераСиловой пневматический привод (рис.

27) состоит из пневмодвигателя(пневмоцилиндра, пневмокамеры, пневмошланга или сильфона), пневматическойаппаратуры и воздухопроводов (рис.28).Рис. 28. Схема силового пневмопривода:1 — вентиль воздушный; 2 — водоотделитель; 3 — клапан редукционный;4 — лубрикатор; 5 — клапан обратный; 6 — кран управления;7 — пневмоцилиндр; 8 — воздухопроводПри необходимости последовательного включения двух приводов передодним из них устанавливается дросселирующий клапан, замедляющий скоростьпоступления воздуха. Для автоматизации пневмоприжимов взамен трехходовыхкранов ставятся электропневматические клапаны, включение которых производятпутевые выключатели.Рис.

29. Схема цилиндра одностороннего действияОсевая сила на штоке пневмоцилиндра одностороннего действия (рис. 29)Q  D 2 p / 4  Q1на штоке пневмоцилиндра двустороннего действия при подаче воздуха состороны поршня (рис. 27, а)Q  D 2 p / 422а со стороны штока Q   ( D  d ) p / 4 .где D — диаметр пневмоцилиндра (поршня);d - диаметр штока поршня, р—давление сжатого воздуха;Q1—сила сопротивления возвратной пружины в конце рабочего ходапоршня; — КПД, учитывающий потери в пневмоцилиндре:  = 0,85 ... 0,90.Рассчитав диаметр пневмоцилиндра, подученное значение округляют доближайшего большего по ГОСТ 15608—81*Е, 6540—68 * и по принятомудиаметру определяют действительную осевую силу на штоке.Пневмоцилиндры по ГОСТ 15608—81*Е выпускаются диаметром 25...

400мм и рассчитаны на давление сжатого воздуха до 1 МПа. Они могут по-разномукрепиться на корпусе приспособления и имеют метрическую (ГОСТ 9150—81)или коническую присоединительную резьбу трубопроводов в крышках.Прижимы с пневмокамерами компактны, обладают малой массой. Расчетнеобходимого диаметра пневмокамеры аналогичен расчету диаметрапневмоцилиндра, однако КПД камер  = 0,60... 0,85, причем значение его дляпневмокамер одностороннего действия зависит от хода штока.В прижимах с пневмошлангами используются прорезиненные пожарныерукава.

Возврат прижима может осуществляться возвратным шлангом либопружиной.Подвод сжатого воздуха и управление пневмоприжимом осуществляется сиспользованием различной аппаратуры (рис. 28) — маслораспылителей,фильтров-влагоотделителей (ГОСТ 17437—81*Е), кранов запорных, регуляторовдавления (ГОСТ 18468—79*Е), дросселей (регуляторов скорости), крановуправления или ЭПК, обратных клапанов, глушителей шума и трубопроводов.Для подвода сжатого воздуха к пневмоприводам, вращающимся вместе спланшайбой или рамой приспособления, применяют муфты одностороннего илидвустороннего действия.Большинство зажимных устройств сборочно-сварочных приспособлений спневматическим приводом, как правило, снабжаются механическими рычажнымиили клиновыми усилителями в виде рычагов 1-го и 2-го рода.В конструктивном отношении гидравлические прижимы аналогичныпневматическим. Гидравлические прижимы обеспечивают значительно большиеусилия (в 10 и более раз) по сравнению с пневматическими того же диаметра, нетребуют смазки, работают плавно и бесшумно.