Приклад 19. Виконати розрахунок повзуна кривошипного гаряче штампувального преса зусиллям 25 МН.

 

Початкові дані:

Номінальне зусилля P_н, МН – 25;

Ширина повзуна B_п, см – 115;

Довжина нижніх напрямних L_н, см – 140;

Довжина верхніх напрямних L_в, см – 60;

Довжина хоботу L_х, см – 145,5;

Зазор в нижніх напрямних Δ_н, см – 0,1;

Зазор в верхніх напрямних Δ_в, см – 0,08;

Матеріал тіла повзуна – сталь 35Л.

 

Рішення

Повзун КГШП традиційного виконання має додаткові напрямні, розташовані на кінці хоботу (рис. 5.2). Нецентральне навантаження повзуна можливе як в площині головного виконавчого механізму (площина ZOY), так і в перпендикулярному напрямі (площина XOY).

Зменшення зазору в нижніх напрямних від температурного розширення повзуна становить при різниці температур 30°

Максимальний прогин хобота при навантаженні повзуна в площині XOY, тобто спереду-назад по формулі (5.6) буде

Якщо зазори в напрямних одинакові в обох площинах навантаження, тоді по спрощеній методиці приймається, що прогин повзуна при навантаженні в площині ZOY, тобто зліва-направо, також становить 0,082 см.

Моменти інерції перетину Б-Б, розташованого на тілі повзуна, тобто максимальні значення моментів інерції, становлять: J_zmax=518788 см⁴, J_xmax=995843 см⁴. Відстань від нижньої частини перетину до центральної осі дорівнює: x_c=40,7632 см, z_c=35 см.

Хобот повзуна має змінний перетин, тому спрощено приймається зміна моменту інерції повзуна по лінійному закону. Максимальний перепад перетинів ΔJ становить приблизно 2,5. В такому разі коефіцієнт зміни перетину k_j дорівнює 0,84.

В небезпечному перетину, розташованому на відстані y=30 см від тіла повзуна (показано на рис.) хобот послаблено прямокутним вікном і його моменти інерції становлять: J_zВ=343708 см⁴, J_xВ=751053см⁴. Відстань від нижньої частини перетину до центральної осі дорівнює: x_cВ=34,16 см, z_cВ=32 см.

В такому разі максимальні напруги в перетині хобота на тілі повзуна при навантажені в двох площинах відповідно будуть:

· навантаження в площині ZOY

· навантаження в площині XOY

В перерізі, розташованому на відстані y=30 см від тіла повзуна (перетин В-В), напруги відповідно становлять:

· навантаження в площині ZOY

· навантаження в площині XOY

При навантаженні в площині ZOY в тілі хобота виникають дотичні напруги від зміщення зусилля в верхніх напрямних відносно перетину хобота. Зусилля на додаткових напрямних по формулі (5.10) становить

Сума в знаменнику формули (5.9) для перетину, розташованого на тілі повзуна (перетин Б-Б) дорівнює 3,53^.10⁶ см⁴, для перетину В-В сума становить 3,07^.10⁶ см⁴.

Тоді дотична напруга перетині при навантаженні повзуна в площині ZOY по формулі (5.9) буде

· перетин Б-Б (розмір x_τБ =15 см)

· перетин В-В (розмір x_τВ =10 см)

Еквівалентна напруга по гіпотезі енергії формозміни при навантажені повзуна в площині ZOY становить:

· перетин Б-Б

· перетин В-В

Допустиме значення напруг в тілі повзуна становить (з табл. 5.1 для сталі 35Л σ_Т=250 МПа)

Таким чином встановлено, що найбільш небезпечним є перетин хоботу біля тіла повзуна, однак максимальні напруги не перевищують допустиме значення.