ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Особенности задач определения напряжений и жесткости деталей и узлов мощных прессов из "Напряжения и деформации в деталях и узлах машин " В связи с ростом нагрузок, создаваемых прессами при обработке металлов давлением, возникает необходимость более тщательно оценивать прочность их силовых деталей и разрабатывать новые конструктивные варианты прессов, позволяющих осуществлять передачу весьма больших нагрузок. Так как детали прессов работают на переменную нагрузку, соответствующую рабочим циклам штампования, то для оценки прочности деталей необходимо определять как общие, так и местные напряжения в зонах концентрации и на стыках деталей. Поэтому при исследовании распределения напряжений на объемных моделях должна воспроизводиться форма деталей с радиусами закруглений, отверстиями и пр., а также действительные условия сопряжений деталей в узлах. Прозрачные объемные модели из оптически чувствительного материала позволяют исследовать распределение напряжений. На тензометрических моделях из материала с низким модулем упругости воспроизводятся условия сопряжения деталей и может находиться распределение давлений по поверхностям контакта (в подштамповых плитах ив узлах). [c.508] Большое влияние на точность штампуемых изделий имеют деформации от изгиба стола и подвижной траверсы, а также упругие деформации от вертикального сжатия листов траверсы. Вследствие деформаций траверсы и станины на поверхностях, передающих контактные давления, и в местах соединения продольных плит друг с другом возникают также значительные переменные касательные силы, вызывающие в зонах контакта знакопеременные напряжения растяжения — сжатия. В сочетании с высокими пульсирующими растягивающими напряжениями от изгиба это может приводить в связи с повторными нагрузками пресса к контактной усталости. Определение напряжений в узлах осложняется также наличием касательных сил и неравномерным распределением нагрузки по соединительным элементам (втулки, валики). [c.509] Изучение напряжений в конструкциях прессов проводится в двух направлениях а) изучение распределения усилий в конструкции пресса с применением модели конструкции, на которой воспроизводится силовая схема, близкая к реальной б) излучение напряженного состояния деталей и узлов на моделях, нагружение которых вытекает из общей силовой схемы пресса. Способы измерений, исследуемые конструкции и модели приведены в табл. VII. 1. [c.510] Здесь для применяемых в крупногабаритных прессах сталей коэффициент влияния асимметрии циклов ij == 0,1 н- 0,2 и a i— предел усталости при симметричном цикле. Напряжения и а , полученные для зон концентрации, в связи со значительными размерами деталей и радиусов вырезов вводятся в расчет без снижения на неполную чувствительность материала к концентрации напряжений, т. е. принимается q — 1 [И ]. [c.511] Блок рабочих цилиндров. Детали блока цилиндров (фиг. VII. 2) являются соосными деталями вращения. Их основная нагрузка является осесимметричной. Расчетные методы позволяют получить для цилиндра и плунжера номинальные кольцевые напряжения и напряжения в осевом сечении, напряжения среза в днище (в месте сопряжения со стенкой) и номинальные сжимающие напряжения в толкателе. Путем расчета приближенно учитывается возможный эксцентрицитет нагрузки из-за сил трения, препятствующих проворачиванию толкателя, и проверяется устойчивость крепления цилиндра при создаваемом боковом давлении на плунжер. [c.511] Однако расчет наибольших напряжений невозможен из-за сложности формы образующих, наличия отверстий и каналов. Использование имеющихся в справочниках коэффициентов концентрации в рассматриваемых случаях также затруднено. [c.511] Условия совместной работы деталей блока цилиндров на моделях допускают раздельное исследование цилиндра, плунжера и шарнирного толкателя с приближенным моделированием контакта и контакта с деталями смежных узлов. [c.511] При опирании на дно напряжения невелики, а при опирании на бурт эти напряжения распределяются неравномерно и являются одними из наиболее опасных. Для возможности замера напряжений у поперечных отверстий в стенках цилиндра объемная оптическая модель должна быть выполнена в достаточно крупном масштабе с тем, чтобы наименьшее исследуемое отверстие имело в модели диаметр не менее 2—4 мм. [c.512] Для выявления влияния неравномерной (по окружности) упругости кольцевой опорной площадки в архитраве, что связано с конструкцией архитрава, могут быть приведены измерения продольных деформации в различных местах по окружности цилиндра на модели из органического стекла, воспроизводящей цилиндры и архитрав. Результаты такого исследования для пресса УЗТМ-170 приведены в работе [7] и показали неравномерность напряжений по окружности цилиндра под буртом порядка 10—15%. [c.512] Плунжер, как показали исследования на объемных оптических моделях, имеет большую однородность напряженного состояния, и наибольшие напряжения (для рассмотренных конструкций плунжеров) в местах переходов и у отверстий не превосходят по абсолютной величине кольцевое номинальное напряжение в стенке более чем на 10—15%. [c.512] Экспериментальное исследование деталей блока цилиндра на оптических и тензометрических моделях дало полную картину напряженного состояния этих деталей в рассмотренных конструкциях прессов, выявило их слабые места и позволило надежно оценить их прочность на основе знания истинных величин напряжений. В результате этого пришлось отказаться от некоторых отверстий и сгладить оказавшиеся опасными по усталостной прочности резкие переходы [6]. [c.513] Рама колонного пресса. В колоннах пресса расчетом определяется номинальное напряжение растяжения от основных нагрузок (давление в цилиндре, вес архитрава и вес самих колонн) и от затяжки гаек на бочке архитрава и нижней поперечной балке. [c.513] Для оценки усталостной прочности колонны на участке с резьбой при расчете принимались коэффициенты концентрации а = 2,7 для участка с незагруженными витками и = 3,8 для загруженных витков. Кроме того, расчетом определяются напряжения в колонне от изгиба, связанного с прогибом горизонтальных элементов пресса и с возможным эксцентрицитетом нагрузки от штампуемого изделия. [c.513] Проверка правильности выбора при расчете коэффициентов концентрации вблизи ненагруженных и нагруженных витков резьбы колонны может быть выполнена при помощи поляризационно-оптических измерений на замороженных объемных моделях участков колонн с резьбой. Некоторые результаты этих исследований приведены в разделе 36. [c.513] Литой архитрав (см. фиг. УП. 1, б) имеет переменную высоту и ширину сечения, сложную форму боковых поверхностей и отверстия для установки рабочих цилиндров и головок колонн. Расчет напряжений в поперечных сечениях архитрава по формулам для простых балок является удовлетворительным для среднего сечения архитрава, но не позволяет, как показали проведенные исследования на моделях, найти наибольшие напряжения, возникающие в сечении по входящему углу нижнего контура архитрава. Правильное определение перемещений по кольцевым опорным площадкам цилиндров может быть произведено с применением моделей из органического стекла. На этих моделях, выполненных с масштабом геометрического подобия а = 15 -ь 25, могут быть с достаточной точностью найдены с помощью наклеиваемых тензодатчиков наибольшие напряжения в различных местах архитрава, необходимые для проверки прочности [7]. [c.513] Исследование влияния всех конструктивных элементов на распределение напряжений и усилий может быть выполнено на тензометрических моделях из органического стекла полной конструкции рамы и отдельных пластин и на оптических моделях узлов и пластин рамы (см. раздел 37). [c.514] Выбор конфигурации хвостовых частей пластин ригеля и стойки, а также способа их соединения может быть сделан с применением плоских оптических моделей, позволяющих сопоставить величины и концентрацию напряжений для различных вариантов. Данные для некоторых форм хвостовых частей пластин приведены в работе [1 ]. [c.515] Наиболее трудной для исследования задачей является определение напряжений в стыках, передающих нормальные и касательные нагрузки. Наиболее правильно эта задача может быть решена путем измерений деформаций и давлений на площадках контакта в узлах натурных конструкций. Моделирование и способы измерения напряжений и давлений по поверхностям стыков до настоящего времени недостаточно разработаны. В разделе 38 на модели траверсы пластинчатой конструкции из органического стекла рассматривается влияние сил трения по площадкам контакта. Некоторые результаты исследования контактных давлений и напряжений приведены также в работах [3], [12], [13]. [c.515] Вернуться к основной статье