4.2.1.2. Проушина крюка

Напряжение в сечении , Н/м² (МПа) (см. рис. 4.5):

,

где - толщина проушины ( =0,018м).

2

Рис. 4.5. Схема проушины крюка

.

Напряжение в сечении проушины рассчитывается по формуле

,

где и .

.

Допускаемые напряжения для стали 40Х:

, .

4.2.1.3. Палец

Реакции в опорах (см. рис. 4.1,4.2,4.6), кН:

.

Рис. 4.6. Расчётная схема пальца

Изгибающий момент в сечении , Нм:

.

.

Момент сопротивления изгибу, см³:

,

.

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

;

.

Материал пальца – сталь 40Х с пределом текучести .

Запас прочности по пределу текучести составляет

.

4.2.1.4. Валик

Рис. 4.7. Расчётная схема валика

Реакция в опоре (см. рис. 4.7), кН:

.

Изгибающий момент в сечении , Нм:

.

Сила трения между корпусом фиксатора и направляющей (см. рис. 4.2), Н:

,

где -коэффициент трения, принятый равным 0,15.

.

Крутящий момент на валике (см. рис. 4.2), Нм:

,

.

Приведенный момент определяется по формуле, Нм:

.

.

Приведённое напряжение от изгиба и кручения, Н/м²:

.

Материал валика – сталь 40Х.

Запас прочности по пределу текучести:

.

4.2.2. Расчёт элементов пневмобуфера

Пневмобуфер предназначен для повышения частоты ударов по шаботу (см. рис. 4.8) При установке пневмобуфера верхняя часть направляющей трубы (2) наглухо закрывается крышкой (5), в которой имеется отверстие с сальниковым уплотнением (6) для движения штока (3), соединённого с поршнем (1). К верхней части направляющей трубы приваривается сварной резервуар коробчатого типа (пневмобуфер) (4).

Для сообщения надпоршневого пространства с пневмобуфером просверлено отверстие. При движении поршня вверх воздух из надпоршневого пространства перепускается через это отверстие в пневмобуфер. При этом между поршнем и крышкой возникает «воздушная подушка», которая не допускает их жёсткого соударения. Падение поршня происходит под действием собственной массы, а также под действием давления воздуха в пневмобуфере, что повышает частоту ударов о шабот до 70 в минуту.

Рис. 4.8. Схема пневмобуфера (а) и рабочий цикл (б):

I – движение поршня вверх; II – поршень в верхней «мёртвой точке»;

III – движение поршня вниз.

4.2.2.1. Штанга

Осевой момент инерции поперечного сечения штанги (см. рис. 4.9) определяется по формуле, см⁴:

;

.

Рис. 4.9. Расчётная схема штанги буфера молота

Площадь поперечного сечения штанги, м²:

.

Радиус инерции поперечного сечения штанги, м:

.

Гибкость штанги пневмобуфера рассчитывается по формуле

,

где -коэффициент приведения длины, величина которого для стержня постоянного поперечного сечения зависит от типа и расположения опор, а также от характера нагрузки (значения принимаются из таблиц).

Для нашего примера, соответствующего случаю, когда нижний конец стержня закреплён шарнирно, а верхний не поворачивается («плавающая заделка»), =2,0. Тогда

.

Напряжение сжатия рассчитывается по формуле, Н/м²(МПа):

,

где -сила, сжимающая штангу (сила тяжести молота),Н;

-площадь поперечного сечения штанги, м²;

-коэффициент продольного изгиба (или коэффициент уменьшения основного допускаемого напряжения на сжатие), значение которого зависит от материала и гибкости стержня и в нашем случае составляет 0,48.

.

Изгибающий момент от внецентренного приложения нагрузки, Нм:

.

Момент сопротивления поперечного сечения штанги пневмобуфера находится из соотношения, см³:

;

.

Напряжение от изгиба, Н/м² (МПа):

.

Суммарное напряжение, Н/м² (МПа):

.

Критическая сила определяется по формуле Эйлера, кН:

,

где - модуль предельной упругости материала штанги буфера молота (в среднем для стали принимают Н/м²).

.