Расчеты оборудования на прочность



В результате проведенного расчета энергосиловых параметров видно, что при производстве железнодорожных колес по предложенной технологии, инструмент деформации подвержен высоким нагрузкам, поэтому необходимо выполнить проверочный расчет его элементов на прочность.

Проверочный расчет штампов формовочного пресса

Инструмент деформации работает в условиях жесткого подпора, поэтому проверочный расчет штампов будем вести на смятие и сжатие.

Напряжение смятия определяем по формуле (66):

 

                      (66)

Где P – усилие воспринимаемое штампом; Fоп – площадь штампа в опорном сечении (полотно штампа) мм;  – допустимое напряжение на смятие (для стали 5ХНМ – 740 МПа, при температуре в 400 0С).

Для верхнего штампа:

Для нижнего штампа:

Величина напряжения смятия меньше предельно допустимого значения, штампы работают в области допустимых нагрузок.

Определим запас прочности:

 

;

.

Напряжение сжатия определяем по формуле:

   (67)

Где P – усилие воспринимаемое штампом; Fоп – площадь минимального сечения, мм;  – допустимое напряжение на сжатие (для стали 5ХНМ -1420МПа, при температуре 20 °С, по рекомендациям).

Для верхнего штампа:

Для нижнего штампа:

 

 

Величина напряжения сжатия меньше предельно допустимого значения, штампы работают в области допустимых нагрузок.

Определим запас прочности:

 

;

.

 Проверочный расчет формовочного кольца

Проверочный расчет формовочного кольца проведем, используя формулы Ляме, для случая, когда кольцо равномерно нагружено внутренним давлением p, создаваемым распирающим усилием, величина которого составляет (0,3 ÷ 0,4) от технологического усилия:

        (68)

Где P – усилие штамповки; r0 –внутренний радиус кольца, мм;  – высота кольца.

По формулам Ляме определяют тангенциальные растягивающие и радиальные сжимающие напряжения на внутренней поверхности и сравнивают их абсолютные значения с допускаемыми:

                                                                                                    (69)

                                                                                                 (70)

Где r –наружный радиус кольца, мм.

Величина растягивающих и сжимающих напряжений меньше предельно допустимых значений, кольцо работает в области допустимых нагрузок.

Определим запас прочности.

;

.

 Проверочный расчет эджерных валков

Наиболее опасным местом является шлицевое соединение эджерного валка и приводного вала стана. В отечественной и зарубежной практике в основу расчета зубьев положено определение напряжений смятия (средних контактных давлений). Напряжения изгиба и среза в основании зуба пропорциональны напряжениям смятия, и последние можно рассматривать как обобщающий критерий.

Расчет ведут по формуле:

                        (71)

Где Мк – передаваемый крутящий момент; dср – средний диаметр соединения, мм; z – число зубьев (z=42); h – высота поверхности контакта; l – длинна поверхности контакта; y - коэффициент неравномерности распределения нагрузки 0,7..0,8.

Средний диаметр определим по формуле:

                                            (72)

Где m – модуль соединения (m=5); z – число зубьев (z=42).  

Для эвольвентного профиля:

Для данного профиля с учетом зазоров принимаем .

Для переднего эджерного валка:

Для заднего эджерного валка:

Величина напряжения смятия меньше предельно допустимого значения, валки работают в области допустимых нагрузок.

Определим запас прочности.

;

.

. Проверочный расчет штампов выгибного пресса.

Инструмент деформации работает в условиях жесткого подпора, поэтому проверочный расчет штампов будем вести на смятие и сжатие.

Напряжение смятия определяем по формуле:

(73)

Где P – усилие воспринимаемое штампом; Fоп – площадь штампа в опорном сечении (полотно штампа) мм;  – допустимое напряжение на смятие (для стали 5ХНМ – 740 МПа при температуре в 400 0С) .

Для верхнего штампа:

Для нижнего штампа:

Величина напряжения смятия меньше предельно допустимого значения, (по рекомендациям), штампы работают в области допустимых нагрузок.

Определим запас прочности.                                                                                                                                   

       

;

.

Напряжение сжатия определяем по формуле:

   (74)

Где P – усилие воспринимаемое штампом; Fоп – площадь минимального сечения, мм;  – допустимое напряжение на сжатие (для стали 5ХНМ -1420 МПа, при температуре 20 °С,

 

Для верхнего штампа:

 

Для нижнего штампа:

Величина напряжения сжатия меньше предельно допустимого значения, (по рекомендациям), штампы работают в области допустимых нагрузок.

Определим запас прочности 

 

;

.

Проверочный расчет прошивня выгибного пресса.

Прошивень при работе подвергается действию нагрузок разного характера, взаимодействует с плитой штампа, поэтому прошивень рассчитывают на изгиб со сжатием.

Расчет проведем по формуле:

      (75)

где W – момент сопротивления пуансона в опасном сечении (для круглого сечения W = pd3/32);

е – величина смещения оси прошивня, для вырубки-пробивки равна одностороннему зазору между инструментами (4 мм);

М = P×е – изгибающий момент;

Fоп – площадь поперечного сечения пуансона в опасном сечении.

Величина напряжения сжатия меньше предельно допустимого значения (по рекомендациям), прошивень работает в области допустимых нагрузок.

Определим запас прочности.

                                            

.

 


Дата добавления: 2018-06-27; просмотров: 308; Мы поможем в написании вашей работы!






Мы поможем в написании ваших работ!