2.3.2 Расчет варианта замены латуни на бронзу и конструкции биметаллического пресс-поршня №1 и №2
2.3.2.1 Расчет варианта замены латуни на бронзу и конструкции биметаллического пресс-поршня №1
1. Расчет теплообмена:
Биметаллический пресс – поршень №1 (бронза на сталь) состоит из четырех прямоугольных бронзовых пластин в осевом направлении в точка 0°, 90°, 180°, 270°, что свидетельствует о рабочая поверхность биметаллический пресс – поршень №1 на половину состоит из бронзы, а другая из стали, следовательно коэффициент лучеиспускания равен:
Теплообмен биметаллического пресс – поршня №1 (бронза на сталь) по формуле (2.1) получили:
Вт
2. Расчет напряжения:
Биметаллический пресс – поршень №1 (бронза на сталь) содержащий бронзовую оболочку с пределом прочности 700 МПа работоспособность ограничена контактной прочностью. В данном случае допускаемое напряжение определяется по формуле (2.28):
где К = 0,75 – твердость материала ≤ 350 НВ;
По формуле (2.29) получили:
м/c
По формуле (2.28) получили:
МПа
3. Расчет износа:
Использование бронзовых сплавов в биметаллических пресс-поршня:
Износ биметаллического пресс – поршня №1 (бронза на сталь):
По формуле (2.24) получили:
4. Расчет при смятии:
Придел при смятии биметаллического пресс – поршня №1 (бронза на сталь):
По формуле (2.31) получили:
Н
Расчет предела при смятии:
300 МПа – придел текучести бронзы;
0,4 300 = 120 МПа – допускаемое напряжение смятия.
591,5 МПа – допускаемое напряжение смятия стали 4Х5В2ФС, конструкция биметаллического поршня состоит из стали и латуни возьмем средне арифметическое значение предела стали и латуни.
120 + 591,5 = 711,5 МПа
По формуле (2.25) получили:
5. Расчет затраченной мощности усилия прессования пресс-поршней:
Биметаллического пресс – поршня №1 (бронза на сталь):
Для биметаллического пресс – поршня №1 F = 32,3 Н;
По формуле (2.32) получили:
Вт
2.3.2.2 Расчет варианта замены латуни на бронзу и конструкции биметаллического пресс-поршня №2
1. Расчет теплообмена:
Биметаллический пресс – поршень №2 (бронза на сталь) состоит из четырех прямоугольных бронзовых пластин в осевом направлении в точка 0°, 90°, 180°, 270°, что свидетельствует о рабочая поверхность биметаллический пресс – поршень №2 на половину состоит из бронзы, а другая из стали, следовательно коэффициент лучеиспускания равен:
α = (0,35/2) + (0,87/2)=0,61;
По формуле (2.1) получили:
Вт
2. Расчет напряжения:
Биметаллический пресс – поршень №2 (бронза на сталь) содержащий бронзовую оболочку покрывающая на половину рабочую поверхность пресс – поршня, а другая из стальная рабочая поверхность, соответственно пределом прочности равен:
(700/2) + (1760/2) = 1230 МПа.
В данном случае допускаемое напряжение определяется по формуле (2.28):
где К = 0,825 – твердость материала ≤ 350 НВ;
По формуле (2.29) получили:
м/c
По формуле (2.28) получили:
МПа
3. Расчет износа:
Износ биметаллического пресс – поршня №2 (бронза на сталь):
По формуле (2.24) получили:
4. Расчет при смятии:
Придел при смятии биметаллического пресс – поршня №2 (бронза на сталь):
Расчет силы взаимодействия рассчитывается по формуле (2.31):
μ = (0,4/2)+(0,8/2) =0,6
где μ – коэффициент трения (бронза по стали μ = 0,4 и сталь по стали μ = 0,8, так как между биметаллическим пресс – поршнем №2 и пресс-формой возникают пары трения латунь по стали и сталь по стали):
Коэффициент трения принят μ = 0,6
N – сила нормального давления, Н;
По формуле (2.31) получили:
Н
Расчет предела при смятии:
300 МПа – придел текучести бронзового сплава;
1690 МПа – придел текучести стали 4Х5В2ФС
(300/2)+(1690/2) = 995 МПа
Принимаем придел текучести 967,5
0,6 995 = 597 МПа – допускаемое напряжение смятия.
591,5 МПа – допускаемое напряжение смятия стали 4Х5В2ФС, конструкция биметаллического поршня состоит из стали и бронзы возьмем средне арифметическое значение предела стали и латуни.
150 + 591,5 = 741,5 МПа
По формуле (24) получили:
5. Расчет затраченной мощности усилия прессования пресс-поршней:
Биметаллического пресс – поршня №2 (бронза на сталь):
Для биметаллического пресс – поршня F = 48,4 Н;
По формуле (2.32) получили:
Вт