Учебник - КШО - Живов (1031225), страница 58
Текст из файла (страница 58)
Жесткое соединение плунжера рабочего цилиндра (рис. 10.6, а, б) целесообразно в прессах с одним плунжером. При наличии нескольких плунжеровжесткое крепление потребовало бы высокой степени точности размеров, определяющих расположение гнезд для крепления плунжеров в подвижной поперечине и рабочих цилиндров в верхней поперечине. Малейшая неточность вызывает перекосы при монтаже, что приводит к преждевременному и неравномерномуизносу уплотнений, которое усугубляется возможностью эксцентричного приложения деформирующей силы. Учитывая это, в многоцилиндровых прессахне рекомендуют жесткое крепление плунжеров рабочих цилиндров.306г л ава 10.
Типовые конструкции узлов гидравлического прессаРис, 10.6. Способы крепления плунжеров рабочих цилиндров с подвижнойпоперечиной:а, б-жесткое соединение; в, г- шарнирное соединение2. Непосредственное шарнирное соединение плунжеров с подвижной поперечиной показано на рис. 10.6, в, г. Такой тип соединения удобен при монтаже и позволяет увеличить срок службы уплотнений по сравнению с жестким креплением.Поэтому его применяют в прессах для ковки. Однако в шарнирной пяте возникаетзначительный момент трения при перекосах поперечины, что вызывает также неравномерный износ уплотнений и направляющей втулки плунжера.
При шарнирном соединении плунжеров с подвижной поперечиной необходимое направлениеобеспечивают втулки. В трехцилиндровых гидравлических прессах средний плунжер, как правило, имеет жесткое соединение, а боковые - шарнирное.3. Соединение плунжеров боковых рабочих цилиндров с подвижной поперечиной в крупных гидравлических прессах осуществляется посредством промежуточных стержней, называемых пестами. При таком конструктивном решениипродолжительность срока службы направляющих втулок плунжеров и уплотнений возрастает.
Однако эта конструкция является более сложной и имеет значительные габаритные размеры, поэтому ее нельзя применять в гидравлическихпрессах с малыми номинальными усилиями.Для крепления рабочего инструмента или подштамповой плиты подвижнаяпоперечина содержит Т-образные пазы.Как и в кривошипных прессах, движение подвижной поперечины (ползуна)в прессах с рамной станиной осуществляется направляющими, что более желательно, так как позволяет по мере износа направляющих выбирать зазор.10.3. Рабочие и возвратные цилиндрыКонструкцию рабочего цилиндра в значительной степени предопределяеттехнология его изготовления и расположение на прессе. Форма днищ у литых цилиндров преимущественно плоская, а у кованых - скругленная.
В настоящее307РазделIL ГИДРАВЛИЧЕСКИЕПРЕССЫвремя разработана технология изготовления кованосварных рабочих цилиндров,у которых днища приварены электрошлаковой сваркой. Внутренний диаметр рабочего цилиндра на 10... 15 мм больше диаметра плунжера. Для обеспечения направления движения плунжеров (рис. 10.7) в рабочий цилиндр запрессовываютбронзовые (БрОЦС6-6-3) втулки высотой 3/41/, где J-диаметр плунжера. Шероховатость внутренней поверхности втулки должна быть Rz = 0,04 мкм, а точностьразмеров - соответствовать Н7.
В качестве материала для рабочих цилиндров используют высококачественную сталь, содержащую 0,30...0,35 % С, в некоторыхслучаях сталь, легированную 1,5 ...2,0 % Ni.Толщину сферической формы днища рабочегоцилиндра принимают равной 1,5 толщины стенки,внутренний радиус - приблизительно равным внутреннему диаметру d цилиндра, а радиус перехода отстенки к днищу - 1/4 J. Толщина плоского днищаобычно составляет две толщины стенки с радиусомперехода, равным 1/8 J.
Переходы от стенок к днишу должны быть выполнены плавно, без каких-либорисок, чтобы уменьшить концентрацию напряжений.В верхней и нижней частях цилиндра необходимопредусмотреть посадочные пояски, диаметр которых меньше диаметра гнезд поперечин на величинуупругой деформации цилиндра под действием номинального давления жидкости. Размеры опорногофланца определяют из условия, чтобы среднеедавление не превышало 90 МПа. Переход от стенки к фланцу рекомендуют выполнять по радиусу0,15...0,25 толщины стенки сочетанием окружностисо скосом или параболической формы. Необходимоизбегать появления рисок при обработке.Рис. 10.7. Крепление рабочегоцилиндра в верхней поперечине гидравлического пресса:а - болтами; б - гайкой308Прочность гидравлического цилиндра во многих случаях определяют форма и качество переходной галтели, соединяющей стенку с фланцем.
Разрушение рабочего цилиндра происходит в результатеобразования усталостных трещин. Экспериментальные исследования по выявлению оптимальной формы галтели, проведенные во ВНИИметмаше,показали, что из двух исследуемых форм - параболической и сложной (дуга окружности со скосом) в последней коэффициент концентрации напряжений^а'^^тах/^ имсст наименьшес значение а^=\,19.Глава10. Типовые конструкции узлов гидравлического прессаТакже установлено, что оптимальной является форма, соответствующая профилюгидродинамического потока воды.Крепление рабочего цилиндра в верхней поперечине показано на рис. 10.7,причем на рис. 10.7, а изображено наиболее рекомендуемое крепление.
Количествокрепежных болтов или шпилек рассчитывают исходя из силы тяжести всех подвижных частей пресса. Для спуска жидкости из рабочего цилиндра в нижней егочасти делают отверстие с пробкой. Плунжер рабочего цилиндра выполняют сплошным или пустотелым. Однако для уменьшения потерь на объемное сжатие жидкости в рабочем цилиндре рекомендуют полость плунжера изолировать от рабочейжидкости, поступающей в цилиндр. Шероховатость боковой поверхности плунжерадолжна соответствовать Rz = 0,04 мкм, а точность размеров - соответствовать 7.Рабочие цилиндры, опирающиеся на днище, отличаются отсутствием фланца и подводом рабочей жидкости со стороны боковой поверхности. Возвратныеи уравновешивающие цилиндры изготовляют коваными (сталь 45) или литыми(сталь с Оз = 500 МПа).10.4.
СтолГидравлические прессы часто оборудуют выдвижными столами для удобстваустановки инструмента, подачи заготовок в рабочее пространство и удаления отштампованных поковок. Конструктивная схема выдвижного стола показанана рис. 10.3.Материалом выдвижных столов служит стальное литье с а^ = 450 МПа. Дляперемещения стола пресса используют электрический или гидравлический привод. В последнем случае стол перемещается с помощью двух гидравлическихцилиндров, расположенных по обе стороны стола. Плунжеры цилиндров соединяются со столом непосредственно или при помощи промежуточного звена.В первом случае ход плунжера соответствует ходу стола пресса, а во втором выдвижение происходит ступенями.
Для полного выдвижения стола плунжердолжен совершить несколько двойных ходов, каждый раз соединяя и разъединяястол с выдвижной планкой посредством штыря.Непосредственное соединение применяют, если стол имеет короткий ход (до2 м при одностороннем выдвижении). Направляющие при этом устанавливаютв нижней поперечине пресса и регулируют сменными накладками. Для защитынаправляющих от окалины на нижней поперечине имеются щитки, прикрепленные к концам стола и перемещающиеся вместе с ним. Длину хода выбирают в зависимости от технологического назначения пресса.Для крепления рабочего инструмента на выдвижном столе имеются пазыили конические отверстия. Фиксация стола в рабочем положении обеспечивается штырем, имеющим механический или гидравлический привод.Силу, необходимую для перемещения стола, принимают равной (0,5 ...0,6)G,где G - сила тяжести выдвижного стола, заготовки и рабочего инструмента.
Для309Раздел 11. ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ ПРЕССЫудаления изделии устанавливают выталкиватель, который располагают на осипресса (см. рис. 6.14) или сбоку на расстоянии, равном ходу плунжера цилиндравыдвижного стола от оси пресса. Для предотвращения попадания грязи и окалины на поверхность плунжера выталкивателя последний рекомендуют делать неподвижным, а цилиндр выталкивателя - подвижным. Возвратный ходвыталкивателя осуществляется под действием собственной силы тяжести или спомощью специальных цилиндров обратного хода.10.5. Расчет на прочность основных деталей прессаРасчет цилиндров гидравлического пресса. Напряжения и перемещенияв толстостенных цилиндрах, нагруженных равномерным внутренним и внешнимдавлением, определяют по формуламa J ^ Р^Г^ -Р2Г1 ^ {Рх -Р2У2Г\ .{rl-rl)r(10.1)(10.2)При наличии продольной силы Nа.N(10.3)^(^2-^l)а к выражению для радиальных перемещений добавляется слагаемоеЕРис.
10.8. Схемы напряженного состояния {а) инагружения (б)310Здесь а^, Ое, о^ - нормальные напряжения соответственно в перпендикулярной радиусу, меридиональной и перпендикулярной оси площадках цилиндра(рис. 10.8, а); Г2, rj, г - соответственно наружный,внутренний и текущий радиус; Pi, Р\ - соответственно внешнее и внутреннее давление; и - радиальноеперемещение произвольной точки трубы; £, Ц - соответственно модуль упругости и коэффициент Пуассона материала цилиндра.Цилиндры гидравлических прессов в большинстве случаев являются моноблоками и нагружены только внутренним давлением. В зависимости от конструкции напряженное состояние в любой точке цилиндраГлава10.
Типовые конструкции узлов гидравлического прессаможет быть объемным (цилиндры, опирающиеся на фланец) или плоским (цилиндры, опирающиеся на днище).Для определения напряжений в рабочем цилиндре гидравлического прессаиспользуют формулы (10.1) и (10.3).В цилиндрах, опирающихся на фланец,а.12РГхГо -г, V^ J^.= -Р-Т^^2 - П00-4)а наиболее опасными будут точки, расположенные на внутреннем волокне цилиндра при г = г, (рис. 10.8, б).Согласно теории прочности, эквивалентное напряжениеОэкв= -^^i02-o,y+(o,-a,f+ia^-o,f<[o],(10.5)где [а] - допустимое напряжение.Принимая в выражении (10.4) г = г^, находят а^, GQ И а/, а затем, подставляяполученные выражения в формулу (10.5) и решая относительно ^2, получают^ '[а]-рл1зили(^2 ~ <^1,(10.6)м[а]-р^'Допустимое напряжение выбирают в зависимости от способа получения цилиндра и его материала:[а] = 80...
100 МПа - для стальных литых цилиндров при/? < 20 МПа;[а] = 110...150 МПа - для кованых цилиндров из стали, содержащей0,30...0,35%С;[а] = 150... 180 МПа - для кованых цилиндров из малолегированной стали,содержащей l,5...2,0Ni.Из формулы (10.6) следует, что наружный радиус (диаметр) рабочего цилиндра зависит от допускаемого напряжения [а], внутреннего радиуса г^ и выбранного давления р. Внутренний радиус г^ рабочего цилиндра можно определить через номинальное усилие Р^^^ и давление жидкости j??.Согласно выражению (10.6),^!£!^^](10.7)пр[[а]-р^1з)311Раздел IL ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ ПРЕССЫОтсюда следует, что при заданном номинальном усилии цилиндра Р^^^ наружный радиус его зависит от соотношения между допустимым напряжением[а] и выбранным давлением р. Для определения оптимального соотношения между [а] и р, при котором размеры цилиндра будут наименьшими, необходимонайти производную выражения (10.7), например по/?, и приравнять ее нулю.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
