Учебник - КШО - Живов (1031225), страница 59
Текст из файла (страница 59)
После преобразований получают/'=/'опх = ^ - 0 , 2 8 9 [ а ] .Подставляя р =Рот: ^ формулу (10.7), определяют наименьший наружный радиус цилиндра для заданного номинального усилия Рном,= 1,5^/'ном/МПри выборе давления рабочей жидкости необходимо иметь в виду, что приприближении р к р^^^, начиная с какого-то давления, незначительное уменьшение размеров цилиндра приводит к резкому увеличению давления. В связи сэтим при проектировании цилиндра давление рабочей жидкости принимаютр ~ (0,70...0,75)/^oj^^. Такое давление называют рациональным:;.р,„ = (О,2О...О,22)[0],тогдаПонижение давления рабочей жидкости на 25...30 % по сравнению с оптимальным позволяет уменьшить потери энергии, связанные со сжатием жидкости, и увеличить срок службы уплотнений.Расчет на прочность станины гидравлического пресса.
Расчетную схему выбирают в зависимости от конструкции станины. Все многообразие конструктивных решений станин для расчетных целей можно свести к следующим типам:а) цельнолитые или цельносварные станины одностоечных прессов;б) стянутые стяжными болтами составные станины одностоечных прессов;в) станины с подвижной поперечиной четырехколонных прессов;г) станины рамной конструкции.С т а н и н ы о д н о с т о е ч н ы х п р е с с о в . В общем случае расчетную схемуодностоечной литой станины пресса можно представить в виде, показанном нарис.
10.1, а, где участок станины, определяемый углом а, можно рассматриватькак брус большой кривизны, а участок высотой а - как стойку, находящуюсяв условиях растяжения при внецентренном приложении силы.Распределение напряжений в сечениях бруса большой кривизны при поперечном изгибе определяют по формуле312г л ава 10. Типовые конструкции узлов гидравлического прессаa = ^—^i^^,F(10.8)Fe{p-\-y)Здесь N^, М^ - нормальная сила и изгибающий момент, действующие в рассматриваемом сечении бруса, N^ = 2Р„^^ cos а; М^ = PHOMC^I + /2 + 2Г COS а ) ; Р^^^ - номинальное усилие одного гидравлического цилиндра; г - радиус кривизныволокна, проходящего через центр тяжести сечения; у - расстояние от нейтрального волокна до рассматриваемой точки сечения; Z^, /2 - см.
на рис. 10.1; F площадь поперечного сечения станины; е - эксцентриситет (см. рис. 10.1, б);р - радиус кривизны нейтрального волокна сечения бруса большой кривизны,rdFP = WJ./F^и - текущий радиус, и = р -^у.Форму поперечного сечения станины необходимо выбирать такой, чтобынапряжения в наружном и внутреннем волокнах были одинаковыми. Для этогоцентр тяжести сечения должен быть расцоложен ближе к внутреннему волокну,чем к наружному. Точное его расположение можно найти в каждом конкретномслучае на основании расчетов. Форма сечения, наиболее удовлетворяющая требованию равнопрочности, показана на рис.
10.1, а.Распределение напряжений в сечениях, расположенных внутри угла а, вычисляют по формуле^_2Р„,,Fp^^^(l^+i^+2r)yIгде / - момент инерции сечения.При определении напряжений в составных станинах, стянутых стяжнымиболтами, необходимо учитывать усилие предварительной затяжки. Чтобы обеспечить нормальную работу пресса, следует выбрать такое усилие предварительной затяжки, при котором не раскрывался бы стык между отдельными частямистанины при нагружении пресса силой, равной номинальному усилию.Для определения напряжений в стяжных болтах и в станине с учетом предварительной затяжки нужно составить уравнение перемещений:где А/б, А4-Г - деформации соответственно болта и станины от силы предварительной затяжки; А/^, А/^^ - то же от совместного действия сил предварительной затяжки и рабочей.В соответствии с законом Гука эти деформации можно выразить через внутренние силы:313Раздел П.
ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ ПРЕССЫPJ.Al,=-j^^;niEF),А/' =NJ,А / ; = ^ ^(EF),Al„=j^^;(EF),A^cxPly,(EF)^(10.9)^CT'(EIJ,где PQ - сила предварительной затяжки.Сумма проекций действующих сил(10.10)пЩ = Р + М„,где п - количество стяжных болтов; Р - сила, приложенная к ползуну пресса.Решая совместно уравнения (10.9) и (10.10), находятN,=-о_ =-Piyh^'^^"(EF)Jст б1+n{EF),l„n{EF),l^1+(EF) СТ б(EIJ,и - + - /.n{EF),(EF)^PiyL11(ElXr^бn{EF),_j_Чт{EF)^[При определении сил в стяжных болтах необходимо принимать у = ±а(см. рис. 10.1, б). При определении напряжений в станине ^ изменяется в пределах от +6 до - 6 согласно предыдущим рассуждениям.Если силу Р прикладывать эксцентрично относительно оси у, как показанона рис.
10.1, б, то необходимо учитывать изгиб станины относительно оси;;:А^б=-Piyh^'^(ЕЕ) СТ^бJ1+n{EF),l„(EIJc314/„n{EF), - +(EF)^PexL(EIJy/CTL/„L+n{EF),(EF)^г л ава 10. Типовые конструкции узлов гидравлического пресса^'1+-Piyhhn(EF),n{EF),lб ст(EIJciEF)J,L(EF),+PexL(Е1Лу /CT4n{EF\L+ -(EF),где ly - момент инерции сечения станины относительно оси у.Наиболее нагруженным будет болт, для которого у = -а, ах = -а^.Силу предварительной затяжки болтов определяют из условия, что при у -и X = -Z?! в станине [a^J > 0:р,>р1n{EF),lб1+iEF)„l,+{EF)у / CTIbLСТ(EIJ.L/.-+n(EF), - + -(EF),eb\l.LLn{EF), - + -(EF),К о л о н н ы е с т а н и н ы г и д р а в л и ч е с к и х п р е с с о в . Чаще всего для определения напряжений в колонных станинах гидравлических прессов принимают расчетную схему в виде плоской рамы с приложенной несимметричнойсилой относительно вертикальной оси.При выборе способа воздействия сил на раму необходимо учитывать конструктивные особенности пресса: наличие или отсутствие хвостовика или песта у плунжера, размеры зазоров между направляющими втулками подвижнойпоперечины и колоннами (рис.
10.9) и др.Расчетную схему можно представить в виде пространственной рамы(рис. 10.10) с учетом следующих допущений:1) жесткость неподвижных поперечин (верхней и нижней) на изгибе великапо сравнению с жесткостью колонн пресса, что позволяет принимать поперечины абсолютно жесткими, т. е. {EJ)^^^ == оо;2) распределенные нагрузки, приложенные к рабочему инструменту в процессе выполнения технологической операции, можно заменить равнодействующей315Раздел IL ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ ПРЕССЫРис.
10.9. Варианты приложения силы вколонной станине в зависимости от зазорамежду направляющей втулкой и колонной:а, б - при минимальном и максимальном отклонении по ходовой посадке соответственно; в при чрезмерно большом отклоненииРис. 10.10. Расчетная схема колонной станины в виде пространственной рамысосредоточенной силой, равной номинальному усилию пресса Р^^^ и приложеннойэксцентрично относительно осей Ох и Оу\3) подвижная поперечина направляется втулками;4) колонны жестко закреплены в неподвижных поперечинах, раскрытия стыкав местах крепления не происходит;5) напряжения, действующие в колоннах и вызванные приложенными нагрузками, не превышают предела текучести, что позволяет пользоваться принципомнезависимости действия сил. Следовательно, расчетную схему можно представитьв виде трех схем, нагруженных соответственно силой Р^^^, изгибающим моментомМу = Р^^^е^ относительно оси Оу и изгибающим моментом М^^Р^^^е2 относительно оси Ох.Согласно схеме, приведенной на рис.
10.10, от действия номинального усилияРдо^ в колоннах пресса возникают растягивающие силы N^ = N2 = М^=М4=М=Р^^^ /4и соответственно напряжения a^^ = a2^=G2^=a^'^=c^= Р^^^/(4F).316г л ава 10. Типовые конструкции узлов гидравлического пресса1|11тh1кllfe ® щ2(Н-Ь)zN£HOM£14(H-b)4(H-b)ш2(Н-Ь) Н2(H-b)Рис. 10.11. Расчетная схема (а) и эпюры изгибающих (б, г, д) и нормальных (в, ё) силв станине прессаРасчетная схема и эпюры единичной и заданных сил показаны на рис. 10.11,а-г.
Для определения сил в колоннах от действия изгибающих моментов необходимо раскрыть статическую неопределимость уравнения равновесия для рамы.Для этого составляют каноническое уравнениеXi5n+5ip-0где Х^ - неизвестная поперечная сила; 6| j - перемещение от действия силы Х{,Ъ^рперемещение от заданной силы Р.Перемещения от единичной и заданной сил соответственно определяют поформулам6п-4EI EF'^\6Е1Неизвестную силу Xj находят из решения канонического уравнения:X,_Р.о.еЛ^-Ь1Н)1,Р/, F + 4/317Раздел IL ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ ПРЕССЫОкончательные эпюры нормальных сил и изгибающих моментов представлены на рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
