4.1.2. Расчёт главных размеров цилиндра и его кинематика

Диаметр цилиндра находим по (2.42):

м,

где

л.

Полный объём цилиндра по (2.47) составляет

л.

Объём камеры сгорания из (2.48) равен

л.

Индикаторная работа за один двойной ход по (2.49):

Нм,

где

м.

Работа сжатия воздуха по (2.50) :

Нм.

Работа расширения будет равна

Нм.

На подъём ударной части расходуется энергия подъёма, рассчитываемая по (2.51):

Нм.

Потери на трение и лобовое сопротивление воздуха при движении ударной части вверх по (2.52) будут равны

Нм.

Рабочая высота подъёма ударной части по (2.53) составит

м.

Максимальная высота подъёма ударной части, силу тяжести которой примем равной 18 кН, при нулевом отказе рассчитывается по (2.54):

м.

Время полного цикла работы молота рассчитывается с использованием формул (2.55) и (2.56):

с.

Частота ударов молота определяется из отношения

.

4.2. Расчёт трубчатого молота

Тепловой расчёт и определение основных технологических параметров осуществляется так же, как и в предыдущем примере. Поэтому рассмотрим примеры расчётов на прочность некоторых элементов молота.

4.2.1. Расчёт на прочность деталей кошки

Предварительно рассмотрим конструкцию и принцип действия кошки.

Кошка работает следующим образом. Для подъёма поршня кошка (см. рис. 4.1) опускается вниз до отказа. При этом внешний рычаг – рычаг (3) взвода и сброса – вступает в контакт с упором (упором поворота (3) рычага кошки), расположенным на верхней части молота, и заставляет рычаг (8) занять положение распора с серьгой (9), при котором подъёмный рычаг (1) выдвигается вперёд, входит через прорезь в поршне, занимая положение, показанное на рисунке. При подъёме кошки рычаг (крюк) (1) упирается в торцовую часть выточки поршня и вместе с ним движется вверх до тех пор, пока поворотный рычаг (3) не встретится с верхним упором, приваренным к направляющему цилиндру. При дальнейшем подъёме кошки рычаг (3) будет поворачиваться вокруг оси, а вместе с ним повернётся и рычаг (8) (так как они жёстко связаны посредством шлицевого валика (7)), вследствие этого серьга (9) выйдет из положения распора, а подъёмный рычаг(крюк) (1) под действием силы тяжести поршня отклонится вниз и освободит последний. Так осуществляется подъём и сбрасывание поршня при запуске молота.

4.2.1.1. Крюк

Конструктивная схема крюка (рычага) представлена на рис. 4.2.

Сила, действующая на крюк, =40 кН. Реакция в опоре (см. рис. 4.3):

кН.

7

Рис. 4.1. Кошка:

1 – крюк; 2 – палец; 3 – рычаг взвода; 4 – фиксатор положения поворотного рычага; 5 – пружина; 6 – пробка; 7 – валик шлицевой; 8 – рычаг шлицевой;

9 – щека; 10 – корпус; 11 – ось подвески кошки; 12 – винт стопорный

Реакции в опоре :

F_т

Рис. 4.2. Конструкционная схема крюка

Равнодействующая реакций, кН:

;

Проверяется прочность сечения .

Изгибающий момент в сечении, кНм:

,

.

Рис. 4.3. Расчётная схема крюка

Напряжение изгиба в сечении, Н/м²:

.

Момент сопротивления сечения крюка (см. рис. 4.4,а), см³:

;

.

.

Площадь сечения крюка (см. рис. 4.4,б), м²:

Рис. 4.4. Схема сечения крюка: а) ;б)II-II

;

.

Расстояния до центра тяжести сечения по оси , м:

.

Момент инерции сечения, см⁴:

;

.

Момент сопротивления сечения изгибу, см³:

.

Изгибающий момент в сечении (см. рис. 4.3) Нм:

;

.

Напряжение изгиба в сечении, Н/м² (МПа):

;

.

Сила растяжения в сечении, кН:

;

;

.

Напряжение растяжения, Н/м² (МПа):

;

.

Суммарное напряжение в сечении:

.

Крюк изготовлен из стали 40Х с пределом текучести Н/м² (90 МПа).

Запас прочности по пределу текучести:

.