КШО Бочаров (1244845), страница 68
Текст из файла (страница 68)
Для молотов с и, < 1000 ', рекомендуется уменьшить Г„„, на 1О %, а для молотов с т, > 1 000 рекомендуется увеличить Р;, на 10% 1131. Следует учитывать, что при Г, -+ Р„„КПД ударного д мирования т~, — ~ О, поэтому целесообразно при штамповке ог~ФМ ннчивать требующуюся конечную деформирующую силу велич~~:; ной, меньшей Г„,, Из выражения (32,15) следует, что максимальная сила в процессе ударного деформирования поковки получается больше при увеличении скорости соударения, приведенной жесткости конструкции молота в направлении удара и отношения т,/гло называемого кратностью масс. Кратность масс оказывает заметное влияние только при т~т, < 3.
При т,/т, > 3 и постоянной жесткости наиболыпее влияние на Е„оказывает скорость ударного нагружения. При этом уменьшается коэффициент трения металла о стенки штампа, что способствует лучшему заполнению гравюры штампа, сокращается время силового контакта штампа с поковкой, что важно для уменьшения передачи теплоты от поковки к штампу, для повышения стойкости штампов и уменьшения потерь теплоты особенно тонких поковок (слесарно-монтажный и медицинский инструмент). Вместе с тем возрастает сопротивление металла деформированию, увеличиваются напряжения, которые испытывают детали молота и, прежде всего, штоки паровоз- душных молотов, детали штампов, усиливаются нагрузки на фундамент, вибрации системы и шум при ударе, уменьшается надежность работы оборудования.
Максимальная скорость ударного нагружения в современных паровоздушных штамповочных молотах составляет 6...8 м/с, гидравлических и газогидравлических— 5... 6 м/с, высокоскоростных 18... 20 м/с (иногда 50 ... 100 м/с), приводных пневматических коночных молотах — 4,5 ... 5 м/с. С целью повышения надежности конструкции молотов наблюдается тенденция к снижению скорости.
Для уменьшения вибраций и шума там, где это экономически и экологически целесообразно, штамповочные молоты для горячей штамповки заменяют на винтовые горячештамповочные прессы (см. раздел У). КПД ударного деформнровання. В условиях работы молота происходит упругопластический удар, в результате которого поковка деформируется пластически и упруго, ударные массы и детали молота — упруго. Эффективная энергия молота Т, расходуется на полезную работу пластического деформирования поковки А„, работу упругой деформации поковки А„, и деталей молота Аг „„на трение в подвижных элементах конструкции молота и штампов (уплотнениях, направляющих, замках и т.и.) А„смещение центра взаимодействующих масс А, „.
В этих условиях необходимо рассматривать КПД ударного деФормирования поковки на молотах, сопровождающегося сложными процессами и затратами энергии в элементах конструкции молота. С целью упрощения КПД можно представить Чл = — — 1 — (А„„+ А„„+ А, з А„, )Т.. (32.16) А, Кинетическая энергия отражения масс после удара 365 Т'= т! (а;) /2+тз(из) /2, (32Л Р 'Х где л!!, л!, — массы рабочих частей и шабота; и!, из — скор отражения этих масс. Скорости отражения е; и ез можно определить, если пре~ ложить, что соударяющиеся массы абсолютно твердые, удар цей!! тральный„а шабот — свободное тело, не имеющее реакции.
Ца"' основе закона сохранения импульса движения !л!е! + гл2Р2 = (!я! + л!2)юс~ = гл!а! + и2а2~ (32.1 где е,„, — скорость смещения взаимодействующих масс. Используя понятие коэффициента е восстановления ско при ударе, как абсолютное значение отношения относительн '' скорости масс после удара к относительной скорости перед удар61х (32ЛФ, получим для молотов с неподвижным шаботом при г! = 0 прибли; женное выражение КПД ударного деформирования: Т1х= (1 — е) л!! + л!2 (32.26" Збб Аналогично можно получить выражение КПД для молотов;,,'' подвижным шаботом и бесшаботных: 2 (- )(1 ..) (32.21; (!л! + л!,')2Т, Расчеты по полученным формулам (32.20) и (32.21) удовл ",' ворительно совпадают с экспериментальными данными тольК „: для относительно длительных (или мягких) ударов при Гх.';~",,, > (3 ...
5) Та, где Та — период наиболее медленных собственных ю.",:.'::; лебаний одного из соударяюшихся тел, которые получаются й(а(а! осадке высоких заготовок и штамповке в подготовительных ручь!!$: ях штампов 113]. Объясняется это тем, что волны напряжений и деформацйф:";. распространяются в шаботе с конечной скоростью с, которая Ж:":! висит от модуля упругости Е и плотности р материала (метаалф'; с = ~ — (для стали с = 5 000 ... 6 200 м/с). При этом поле скоростеФ$, р смешения частиц вначале неоднородное.
Спустя (3 ... 5) Т„поле ска;;,:-'-" ростей успевает выровняться и стать однородным, а потенциальная энергия упругих волн переходит в кинетическую энергию отскока, с учетом которой и получены формулы (32.20) и (32.21). Для расчетов п,„«жестких» ударов для различных конструкций молотов при ~„< (3...5)Т«этими формулами пользоваться не рекомендуется 113, 19, 5Ц.
Коэффициент е восстановления скорости при ударе зависит от материала, формы и размеров соударяющихся масс и поковки, от величины скоростей. Значение коэффициента изменяется в широких пределах при штамповке в нескольких ручьях штампов на одном и том же молоте, а также при штамповке на разных молотах.
Это создает трудности и приводит к ошибкам при расчетах. Обычно принимают приближенные средние значения е. Для свободной ковки и подготовительных операций штамповки е = .= 0,15... 0,4, а для штамповки в окончательных ручьях штампов е = 0,5...0,65. При «холодном» ударе штампов без поковки е =. =- 0,75...
0,8. Кратность (соотношение) ударных масс. Соотношение ударных масс т,/т, в молотах с подвижным шаботом и соотношение масс шабота и ударной массы в молотах с неподвижным шаботом называется кратностью масс. Кратность масс влияет на КПД ударного деформирования и на степень ударного возлействия молота на основание. Из выражения (32.20) видно, что при постоянном значении е влияние кратности ударных масс и,/т, на значение КПД непостоянно.
При отношении т,/т, < 10, КПД резко снижается, а при т,/я, > 10 повышается незначительно (рис. 32.3, б). В связи с этим при конструировании ковочных молотов обычно принимают и,/т, = 10 — 15. Дальнейшее увеличение т,/и, не приводит к существенному возрастанию КПД, но способствует уменьшению вибраций и некоторому увеличению жесткости удара. Поэтому в современных шаботных штамповочных молотах т,/т, =- 20 — 25.
В бесшаботных молотах и в молотах с подвижным шаботом влияние кратности масс на КПД ударного деформирования очень мало, так как ударное деформирование происходит при встречном перемещении ударных масс, поэтому импульсы движения преобразуются в одинаковые, но противоположно направленные импульсы сил. В молотах с подвижным шаботом обычно т2/и, < < 3.
32.3. Особенности расчета основных деталей на прочность Расчет штоков. Штоки иаровоздуишмх штамиовочиых молотов. Диаметр штока паровоздушных штамповочных молотов (рис. 32.4) выбирают из условий минимальных продольных напряжений и 367 и напряжений изгиба в нем, а также из условий устойчивости (а! > 0,041) и максимальной передачи энергии массой штока (131: 2 а( = —" — — > 0,041, (32.22) У0,1(1 „) где !'в — объем поршня, см'; 1 — длина штока без верхнего и нижнего посадочных конусов, см; 1, — длина нижнего' конуса, см. Максимально возможная величина, силы при ударе гцтампа о штамп без' поковки и учета местных упругопластических деформаций Р„, = рсва„, (32.23) где р — плотность стали; с — скорост Рис.32.4.Рабочиечастипа- упругой волны в стали, с = 5000 м/с„; ровоздушного молота: р — скорость соударения; Юа, — пло-',-, т — поршневые кольца; 2 — щадь соударения.
поршень; з — штвк; ~ — штл- Действительные силы при штампов ':: ка; 5 — латувваа врвкааака: ке обычно меныие величины, опреде,,"' а — гаарвав ыаььа (вава! ляемой по формуле (32.23), и это учи-' тывается введением коэффициента вос",,: становления скорости е < ! и других, иногда сложных по структу-, ре коэффициентов, отражающих условия натруженна детали. Под,''.,: ставляя в (32.23) для ударной массы р = и/!'=- т/Яг (где т -",,", масса; Р; Ю, Ь вЂ” соответственно обьем, площадь сечения и высо' -: та), получим, вводя е и фазовый коэффициент я/10, выражение" подобное рекомендуемому, например О.Г. Власовым и др.
!13Г„::- при е = ! для определения максимальной силы: (32.24в Конструкции и расчеты основных деталей молотов приведена)!Ь в работах (13, 19, 5Ц. Штоки молотов изготавливают из легиро.-,' ванных хромом (прочность), никелем (вязкость), ванадием илг1;;; молибденом (мелкодисперсность, прокаливаемость) сталей, а! содержанием углерода более 0,3 %, например 18ХН ВА, 40ХНМА;;:-'ь ЗОХНЗА, 40ХНА Штоки выполняют цельными вместе с поршнем, или разъем-,"; ными.
В последнем случае применяют горячую посадку поршня на:;:.;, конус штока. Штоки изготавливают ковкой с последующей тер"":; 368 мической обработкой в вертикальном положении на микрострукзуру — сорбит. После термической обработки штоки шлифуют и накатывают роликом. Эффективная глубина наклепанного слоя 1юсле накатки выбирается по зависимости: (32.25) где Ы вЂ” диаметр накатываемой части штока.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
