КШО Бочаров (1244845), страница 58
Текст из файла (страница 58)
Расчеты на прочность и долговечность деталей винтовых прессов необхо димо проводить с учетом влияния динамики, что позволяет избе жать как завышения прочности, а следовательно, и металлоемкости, так и снижения прочностных характеристик отдельных дета лей, а следовательно, достигать большей надежности и долговечности машины. Факторы, влияющие яа точность поковок. На точность размеров изделий, получаемых на винтовых прессах, влияют упругие деформации деталей пресса.
При внецентренном приложении нагрузки происходят перекосы ползуна, смещения нижней и верхней частей штампа, что вызывает погрешности заданных размеровпоковки. Эксперименты показывают, что отклонения штампа передаются на поковку в момент достижения максимальной силы деформирования и сохраняются при разгрузке (ЭНИКмаш, 1985). При максимальной внецентренной нагрузке непараллельность штампов может создавать до 24% геометрических погрешностси поковки, а боковое смещение штампов — до 57%. Эги результаты показывают, что необходимо совершенствовать конструкцию станины и направляющих ползуна. 27.2.
Расчет параметров и КПД винтового рабочего механизма 4В Д~ц(г) < [о1 (27.17) 304 Расчет параметров. К основным параметрам винтовых рабочих механизмов относятся средний диаметр и',. и угол подъема резьбы а. Важными параметрами также являются наружный и внутренний диаметры, шаг и число заходов резьбы, ход винта. В винтовых прессах различных конструкций обычно применяют сплошные нли полые (имеющие сквозное центральное отверстие небольшого диаметра) винты (рис. 27.3, а, б) [5Ц.
Винты с винтовым двизкеяием (при закрепленной в станине гайке), применяемые в фрикционных и гидровинтовых прессах, во время рабочего хода испытывают напряжение сжатия о от силы Е, на участке от ползуна до гайки вне зависимости от угла подъема резьбы ес 3 т С> В 025 А з 90 227 1 252 ! г в Рнс. 27.3. Конструкция винтов винтовых прессов: -,': — '. сплошной; 6 — полыи; в — профили резьбы: 1 — прямоугольный; 2— ' пепиевидныи; 3 — упорный; Ам 4, 4 — наружный, средний и внутренний етры резьбы; г — шаг резьбы; Л вЂ” радиус закругления; 1ь 1ь б — длина а, опоры винта н опоры маховика соответственно; 14 — толщина витка резьбы М, и".4/2(гка — р) Е„(г~а — р) ; е [о), [т) — допускаемые напряжения прн сжатии и кручении материала винта; а, р — соответственно угол подъема резьбы 305 ,-напряжение кручения т от действия момента М„на участке от ки до маховика тем больше, чем больше угол а: и угол трения в резьбе; р =- агс18 и; р — коэФФициент трения; д, средний диаметр винта.
Эквивалентные напряжения кручения о... = )Зт, рассчи1ац ные по формуле (27.18), равны напряжениям сжатия, рассчитан ным по формуле (27.17) при (а — р) < 16" 10'. Если (и — р) < 16'1О то для определения а, можно воспользоваться Формулой (27.17) в противном случае — (27.18). Обычно (а — р) < 16 10', тогда из Формулы (27.17) имеем д„.= — "' = " =1,15 — '. (27 19) Для стали 40ХН 1о) = 135 МПа, тогда с(, = 10,/Г„, (27.20) где с(, в см, Р„в МН. Винты с вращательным движением (при линейном движении гайки, закрепленной в ползуне), применяемые в прессах с различным типом привода, испытывают возрастающие с увеличени. ем а суммарные напряжения сжатия и кручения на участке от гайки, закрепленной обычно в ползуне„до верхней опоры винта: о,„=.й'+Зт = — '~ —,+ <1о1. (27.21) Р;, 16 318 (и — р) с Средний диаметр винта из выражения (27.21) (27.22) Для (и — р) = 12'30' — 3' = 9 30'.
Тогда (27.23) Н, =1,46 — ". 1 1о1 Для стали 40ХН [о1 = 135 МПа, тогда из выражения (27.23) получим для винтов с вращательным движением г(, = 12,7,~Ё„, (27.24) что приблизительно на 25 ... 27% больше, чем для винта с винтовым движением. 306 м винта 6 называют то перемещение, которое он получит " ',:;повороте в гайке на один оборот. В винтовых прессах испольразличные профили резьбы (рис. 27.3, в).
С целью измельче"-", профиля применяют многозаходную резьбу с числом заходов '"3,„.б. -;:,®~ц винта с многозаходной резьбой 6 = ядГ8а = И, (27.25) " г — шаг резьбы. ' Яинейное в и угловое д перемещения и скорость винта связаны ""'Ношениями (без учета упругих деформаций) Ь д, в = — ~р = <р — ' гйа; 2я 2 (27.2б) й д, в = — в = гв — 'гяа. 2а 2 ; $ПД н угол подъема резьбы винтового механизма.
Козгрфициполезного действия винтовопз механизма с прямоугольным илем резьбы при движении винта по направлению действия "ы или крутящего момента во время разгона и холостого двия ползуна вниз и вверх т) „„= г8(а — р)/Гйа, (27.28) ~и движении против деформирующей силы во время рабочего 'а (27.29) р' = агсГ8 —, Р совр .'е ~3 — угол наклона опорной поверхности профиля резьбы. -:,: Как это показано на рис. 27.4, с увеличением угла подвела резьр до 45' повышается КПД винтового механизма т1, „но возрает металлоемкость и стоимость материала (5„) конструкции бочих частей из-за уменьшения доли кинетической энергии вра"ательного движения в составе эффективной энергии пресса, а е возрастает металлоемкость гайки из-за увеличения диаметра .
Оптимальное значение угла подъема резьбы а„„„= 10...!3' (27.30) 307 п„х = Гйа/Гй(а + Р). :„Например, при а = 12'30', р = 3' при разгоне вниз по направВшо к поковке и вверх г)„=- 0,75, а во время деформирования = 0,8 (рис. 27.4). "',::.Для винтов с трапециевидным профилем резьбы можно исьзовать приведенный угол трения о, о„, Г, Рис. 27.4. К определению узла поль ема резьбы: о — суммарная относительная с гоимо, „ материала и энергии; Я, — Функция сто имости материала; Я,. — Функция стоим„ сти энергии; Ч, — КПД винта 0,8 0,6 0,4 0,2 0 10 20 30 40 а,... получено в результате исследования на минимум функции сто имости электроэнергии и материала рабочих частей и гайки, отнесенной к одному циклу работы (51. Функция стоимости электроэнергии Яс = Сс (1 '11в) = Сс ~1 ~1 (27.31) Т, Тл Г 18(а — Р)1 'Ч.
' "Ч.~ 18п где С, — стоимосп единицы электроэнергии; 11л — КПД привода. Функция стоимости материала рабочих частей пресса и гайки ум = "' ги+,), я + ' тлг(п)~ (27.32) 27.3. Особенности расчета деталей на прочность Винтовой рабочий механизм. Схемы для всех случаев силового нагружения винтовых рабочих механизмов приведены в 15) (Ю.А. Зимин, 1976). Эпюры сжимающих сил и крутящих моментов составляют в предположении равномерного нагружения всех витков резьбы. Реально обеспечить зто не удается, так как винт и 308 где С„п С т — стоимость единицы массы материала рабочих частей и гайки; аа — расчетное число рабочих циклов в течение срока амортизации; т,(гт) — масса гайки в зависимости от угла а. Суммарная функция стоимости Я = Я, + о, имеет пологий минимум при 1О < а в, ь 13 .
Оптимальное значение гс смещается в меньшую сторону при увеличении стоимости материала и в ббльшую сторону при удорожании энергии. Применение в прессах винтовых механизмов с углом подъема резьбы 12 < а < 16' при р = 0,05 обеспечивает КПД винтового механизма т1, = 0,76 ... 0,81. Наиболее распространены винты с углом подъема резьбы а = 12 ... 12'30' (см, рис.
27.4). подвержены различным по величине и знаку деформациям. "и:расчетах принимают коэффициент неравномерности 1,2... 1,5 ' ' ""тают наиболее нагруженным первый виток. Без учета нерав'мерности нагружения считаем, что в опасной точке сечения 4Е -"та действуют сжимающие напряжения о = — и касатель- ~2 Мкр напряжения т =, . Эквивалентное напряжение О, 2ао о„, =,/о-' +Зт'. (27.33) рдпас прочности по пределу текучести а, пэкв '-,.;:3апас прочности по пределу выносливости при циклических ":мальных и касательных напряжениях П= (27.35) ~л~ -вл' ' ' и, л, — запас прочности по пределу выносливости соответ- " ' нно при нормальных и касательных напряжениях.
.',,::. ,Запас прочносги по пределу выносливости при нормальных ' 'гулических напряжениях о, (27.34) о'. ~ — 2Ч „) г., и, =- -' (.' 2в,) А, — коэффициент концентрации касательных напряжений в ьбе. 309 :к, — коэффициент концентрации нормальных напряжений в , ьбе; е — масштабный фактор; е = 0,7...1; )3 — коэффициент ты поверхности, ~3 = 0,8 ...1,3; 1у, — коэффициент чувстви"ьности материала к асимметричности цикла. ~у, = 0,15...0,2 -.В.Серенсен и др., 1963). ,::,:.Запас прочности по пределу выносливости при циклических ", тельных напряжениях т, Стаиява.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
