- предел выносливости по нормальным напряжениям

- предел выносливости по касательным напряжениям

Общий коэффициент  запаса прочности:

  Прочность сечения обеспечена

Расчет  колонн

Установлено 4 колонны, диаметром Ø120мм. Усилие растяжения Р=4МН.

Напряжение растяжения:

Колонны изготовлены  из стали 45

Коэффициент статической  безопасности:

3.2.2. Машина продольной  просечки и вытяжки металла с механическим приводом

 

Расчет  мощности электродвигателя привода горизонтального  вала просечных матриц

Расчет ведем по работе деформации металла (просечки заготовки).

Усилие просечки – Рд=Рном=3МН

Ход просечных  матриц – h=4мм

Работа  деформации:

Работа холостого хода равна 10% от

т.е.

Работа  сил трения:

, где   - момент трения, кНм

              - угол поворота кулачков, соответствующий ходу просечных матриц

          

, где     - плечо трения

- коэффициент трения

- радиус кулачка 

Работа сил  упругой деформации:

, где  – модуль жесткости машины

Суммарная работа:

Мощность двигателя  привода вала:

, где   - время одного оборота вала

           - суммарный К.П.Д.

С учетом потерь на задачу металла в машину, перемещения профильной матрицы, которые  составляют ≈20%. Выбираем электродвигатель с N=30кВт.

Расчет на прочность горизонтального вала

Расчетная схема:

Усилие  Р – усилие на эксцентриковый ролик  от колено – рычажного механизма.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Расчетное сечение 1-1: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Момент  инерции сечение 1-1:

Момент  сопротивления изгибу:

Момент  инерции кручения:

Момент  сопротивления кручению:

Напряжение  изгиба:

Напряжение  кручения:

Концентратор  напряжения в сечении – шпонка:

Сталь 45:

Коэффициент запаса по нормальным напряжениям:

Коэффициент запаса по касательным напряжениям:

- предел выносливости по нормальным напряжениям

- предел выносливости по касательным напряжениям

Общий коэффициент  запаса прочности:

Сечение удовлетворяет условию циклической  прочности. 

3.3. Расчет  гидроприводов машины просечки  вытяжки. 

Рабочий цикл машины. 

    Исполнительные механизмы машины  приводятся от гидроцилиндров. Питание  гидроцилиндров производится от  радиально-поршневого насоса с  рабочим давлением жидкости  . Используется минеральное масло   (И-20). Выбор производительности насоса определяется размерами гидроцилиндров, величиной хода и скоростью перемещения их штока. Произведем оценку гидроприводов.                                                                          

Пуансоны  вытяжки перемещаются в вертикальной плоскости двумя поршневыми гидроцилиндрами.                                                                                 

Усилие  одного гидроцилиндра равно:

                                                                                                 

где    - диаметр поршня гидроцилиндра, мм                                                            

       - диаметр штока гидроцилиндра, мм                                                             

С учетом неравномерностей работы цилиндров:                                                         

                       (3.4)                                                                   

где       - коэффициент неравномерной работы                                                  

        

Минимальный диаметр штока определим из условия  его прочности на растяжение. Материал штока – сталь 45 ( ). Допустимые напряжения растяжения .                              

                                                                                      

                                                                

Принимаем ближайшее значение по размерам манжет уплотнений:     

Из формулы (3.4.)                                                                                                         

                                       

Выбираем  внутренний диаметр цилиндра по размерам манжет уплотнений .: .

Привод  ножей просечки металла включает коленно-рычажный механизм и гидроцилиндр. Конструктивно принимаем полный ход, соответствующий прорезки листов толщиной 4 мм: . Из геометрических соотношений:                                                             

;                  (3.5)                                                      

где - длина плеч коленно-рычажного механизма                                                   

Из формул (3.5):                                                                                                            

; 

      ;                                                                                          
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Полный  ход поршня гидроцилиндра:                                                                             

                                                                                     

Усилие  гидроцилиндра  с учетом трения в шарнирах:                                           

;                                                                             

где          - угол трения в шарнирах                                                                                   

        - коэффициент трения скольжения  ( )                                             

          - диаметр осей рычагов ( )                                                       

                                                                                                   

                                                            

Диаметр штока  гидроцилиндра:                                                                                     

                                                                       

Диаметр гидроцилиндра (рис 3.1):                                                                                

                                                                          

Принимаем диаметр  цилиндра 280мм. При ходе поршня объем рабочей жидкости гидроцилиндра равен:

                                                                       

При скорости перемещения  поршня равной , время его полного хода    

составляет:

                                                                                                        

С учетом коэффициента объемного сжатия жидкости ( ) необходимая производительность насоса равна:                                                                              

                                                                            

Выбираем  радиально-поршневой насос НПС-100 с характеристиками:            

    Номинальный расход жидкости ( )                  -                                        

    Давление жидкости                                              -                                          

    Мощность электродвигателя привода                -                                           

    Объемный К.П.Д   ( )                                         -                                               

Определим машинное время гидроприводов машины (для построения циклограммы работы).