 |
5. Порядок выполнения работы. 6. Форма отчета о работе. 7. Контрольные вопросы и задания. Рекомендуемая литература. Практическое занятие № 5 Расчет усилия зажатия свариваемых деталей в прижимных механизмах
|
|
|
|
5. Порядок выполнения работы
5. 1. Ознакомиться с содержанием методических рекомендаций по выполнению практической работы
5. 2. Ознакомиться с теоретическими положениями по теме практической работы
5. 3. Выполнить индивидуальное задание
Разработка принципиальной схемы приспособления должна быть проведена с учётом выбранной ранее схемы базирования конструкции. При выборе установочных и зажимных устройств необходимо руководствоваться основными правилами разработки приспособления: удобство эксплуатации, простота конструкции, возможность быстрой установки деталей в приспособление и снятие готовой конструкции с него. Обосновать выбор тех или иных установочных и зажимных устройств.
5. 4. Оформить отчет
6. Форма отчета о работе
6. 1. Тема, цель работы.
6. 2. Разработка принципиальной схемы приспособления, с учётом выбранной ранее схемы базирования конструкции.
6. 3. Обосновать выбор тех или иных установочных и зажимных устройств.
6. 4 Результаты работы представить в виде отчета.
7. Контрольные вопросы и задания
7. 1. Какие обозначения применяют для устройств зажимов?
7. 2. Какие обозначения применяют для форм рабочей поверхности опор?
7. 3. Что такое принципиальная схема приспособления?
Рекомендуемая литература
Овчинников, В. В. Оборудование, механизация и автоматизация сварочных процессов: учебник для студ. учреждений сред. проф. образования / В. В. Овчинников. — М. : Издательский центр «Академия», 2013
Практическое занятие № 5 Расчет усилия зажатия свариваемых деталей в прижимных механизмах
1. Цель работы
С учетом разработанной принципиальной схемыприспособления для сборки и сварки балки двутавровой, а также усилий, возникающих в приспособлении рассчитать клиновые и эксцентриковые прижимы.
|
|
|
2. Задание
1. Для закрепления полок двутавра назначить односторонний или двусторонний клиновой прижим.
2. По заранее рассчитанному усилию закрепления деталей произвести расчет элементов клинового прижима.
3. Произвести расчет элементов эксцентрикового прижима.
3. Оснащение работы
Справочная литература
Варианты заданий
4. Основные теоретические сведения
Клиновые прижимы в основном используются для прижатия одного элемента к другому, для выравнивания кромок и как стяжное устройство.
б
а
Рисунок 1. Клиновой прижим:
а – с двусторонним скосом клина; б – с односторонним скосом клина
Для необходимого зажатия детали усилие, прикладываемое к клину, определяется по формуле:
| Q1= P[tg(a + r)+tgr], | (1) |
где Р – требуемое усилие прижатия детали, Н; a – угол скоса клина; r – угол трения клина и детали, равный арктангенсу коэффициента трения скольжения.
Для поджатия детали на величину с клин должен переместиться на величину l
, (2)
Раскрепление сваренного узла выполняется через усилие выколачивания клина, которое определится по формуле
| Q2= P[tg(r - a)+tgr]. | (3) |
Если угол скоса клина a будет равен 2ρ , то для выколачивания клина не потребуется никакого усилия, так как Q2 = 0 Н. В этом случае закрепить деталь не представляется возможным, так как будет происходить самораскрепление прижимаемой детали. Поэтому при проектировании клиновых прижимов необходимо соблюдать условие самоторможения:
α ≤ 2ρ –для одностороннего клина;
α 1 + α 2 ≤ 2ρ –для двустороннего клина.
Коэффициент трения стали при сухой и чистой поверхности составляет 0, 8, при смазанной поверхности 0, 16. Тогда угол трения в зависимости от вида поверхности будет варьироваться в пределах 9º …38º. Угол скоса клина в этом случае принимается в пределах 4, 5º …19º.
|
|
|
Ширину клина обычно принимают 30 мм. Толщину клина определяют из условия прочности на смятие рабочих поверхностей клина:
| P | £ [ sсм ], | (4) | |
| F | |||
где Р – требуемое усилие зажатия детали, Н; F – площадь поперечного сечения клина в месте приложения сжимающей нагрузки, мм2; [σ см]=0, 5.. 0, 6σ т – допускаемое напряжение на смятие, МПа.
Опаснее будет смятие той части, где площадь сечения меньше, поэтому толщину и ширину клина необходимо рассчитывать с учетом наименьшей площади поперечного сечения в месте действия сжимающего напряжения.
Эксцентриковые прижимы могут применяться самостоятельноили в комбинации с другими звеньями, рычагами, винтами или пневматикой.
Эксцентриковый зажим развивает усилие прижатия детали Р, 10.. 12 раз превосходящее усилие, прикладываемое на рукоятке эксцентрика Q. Усилие, прикладываемое на рукоятке эксцентрика принимается равным 150…200 Н.
Для надежного закрепления детали должно выполняться условие самоторможения эксцентрика:
| Pe £ F | D | + F ' | d | , | (5) | |
| тр | тр 2 | |||||
где е – эксцентриситет, мм; D – диаметр эксцентрика, мм; d – диаметр оси вращения кулачка, мм; Fтр – сила трения в контакте, кулачок – деталь, Н; Fтр' – сила трения на оси вращения кулачка, Н.
На рис. 2 представлена схема эксцентрикового прижима.
Сила трения равна произведению коэффициента трения f на усилие
Р в контакте. Таким образом,
| Fтр= fP . | (6) |
Силой трения на оси вращения кулачка можно пренебречь, тогда условие самоторможения будет выражаться следующим образом:
| Pe £ fP | D | . | (7) | |
Коэффициент трения для стали по стали при сухой и чистой поверхности равен 0, 8, при мокрой – 0, 16.
Рисунок 2. Схема эксцентрикового прижима
При зажатии детали с чистой и сухой поверхностью условие самоторможения будет выглядеть следующим образом:
|
|
|
| e £ 0, 8 | D | . | (8) | |
При зажатии детали, имеющей на поверхности следы масла или влаги, условие самоторможения будет иметь вид
| e £ 0, 16 | D | . | (9) | |
Величина эксцентриситета обычно задается в пределах 3…6 мм, диаметр эксцентрика 40…80 мм. Длина плеча L в зависимости от конструкции приспособления обычно принимается равной 250…350 мм. Рабочая поверхность эксцентриков должна быть износостойкой, так как она подвержена сильному истиранию, поэтому эксцентрики изготавливают из закаленной стали.
Ширину эксцентрика можно найти из формулы
| b = | 0, 638P | , | (10) | |||||||||||
| æ | - m 2 | - m 2 | ö | |||||||||||
| [s ] | ç | + | ÷ | |||||||||||
| E | E | |||||||||||||
| Dç | ÷ | |||||||||||||
| è | ø | |||||||||||||
где [σ ] – допускаемое напряжение на смятие в месте контакта эксцентрика
с заготовкой, принимаемое для закаленных сталей 800…1200 МПа; E1, Е2–упругости материалов эксцентрика и прижимаемой детали(для сталей Е = 2× 105…2, 2 × 105 МПа); µ1, µ2 – коэффициенты Пуассона материалов эксцентрика и прижимаемой детали (для стали µ = 0, 25…0, 3).
|
|
|
