3)Гидравликалық баспақтар. Жұмыс істеу принципі және есептеуі.

Гидравликалық баспақ негізінен статикалық әсерлі машина болып табылады. Гидравликалық баспақтың жұмыс принципі Паскаль заңына негізделген. Жалпы алғанда баспақ поршеньдермен (плунжерами) жабдықталған және құбыржолмен жалғанған екі камерадан тұрады (8.1 а сурет). Егер 1 поршеньге Р₁ күшін түсірсек онда қысым пайда болады р = Р₁/f₁. Паскаль заңы бойынша р қысымы сұйықтық көлемінің барлық нүктелеріне беріледі және үлкен поршеннің 2 табанына нормаль бағытталып дайындамаға 3 қысым түсіретін Р₂ = pf₂ күшін тудырады.

Паскаль заңы негізінде.

(8.1)

Гидравликалық баспақтың басты параметрі болып баспақтың номиналды күші табылады Р_н — жұмыстық тығынжылдардың белсенді ауданына баспақ цилиндріндегі сұйықтықтың номиналды қысым тудыруы.

Баспақтар технологиялық қолданылуына байланысты бір-бірінен негізгі түзілімдердің құрылымына қарай, олардын орналасуы мен санына және де негізгі параметрлер шамасына қарай Р_н, Z, Н, А х В (Z – қалыптау аралығының ашық биіктігі; Н – жылжымылы маңдайшаның толық жүрісі, А х В – стол өлшемдері) ерекшеленеді.

Гидравликалық баспақтар технологиялық қолданылуына қарай металдарға және металл емес материалдарға арналған болып бөлінеді. Металдарға арналған баспақтар бес топқа бөлінеді: соғу және қалыптау; сығымдау; қаңылтыр қалыптау; түзету мен жинау жұмыстарына арналған және металл қалдықтарды өңдейтін.

Бірінші топтағы баспақтарға: соқпалы – төсемді қалыптарда, қалыптау мен еркін соғу, Р_н = 5ч120 МН; қалыптау – магний және алюминий қорытпалы тетіктерді ыссы көлемді қалыптау, Р_н - l0ч700 МН; қобылдағыш – жабық ұя қалыпта болат дайындамаларды ыссы терең қобылау, Р_н = 1,5ч30 МН; ұзартқыш – сақиналар арқылы болат соғылмаларды ұзарту, Р_н = 0,75ч15 МН.

Екінші топтағы баспақтардың ішінде құбыршыбықты (трубопрутковые) және шыбық-пішінді (прутково-профильные) баспақтарды атауға болады – түсті қорытпалар мен болаттарды баспалау, Р_н = 0,4 ч120 МН.

Үшінші топтағы баспақтар: қарапайым әрекетті қаңылтыр қалыптау Р_н =0,5÷10 МН; кермелеу – цилиндрлі тетіктерді терең кермелеу, Р_н = 0,3÷4 МН; резинамен қалыптау үшін Р_н=20÷200 МН; қалың қаңылтырлы материалды жиектеу, ию, және қалыпту үшін, Р_н = 3÷45 МН; ию – ыссы күйінде қалың қаңылтырлы материалды ию, Р_н = З÷60 МН.

Бесінші топ: дестелейтін және брикеттейтін баспақтар металл жоңқа мен қаңылтыр металдың қиындыларын баспалауға арналған, Р_н = 1ч МН. Металл емес материалдарға арналған гидравликалық баспақтарға ұнтақты, пластмассаны, ағаш-жоңқалы беттер мен тақталарды баспалауға арналған баспақтар жатады.

Жетектің типі жұмыстық жүріс кедінде баспақты қоректендіретін жоғары қысымды сұйықтық көзімен анықталады. Ол гидробаспақ қондырғылардың жұмысы мен сұлбасына айтарлықтай әсер етеді. Сорапты аккумуляторсыз жетектерде, баспақты жоғарғы қысымды сұйықтықпен қоректендіру сораппен жүргізіледі.

Гидравликалық баспақтың технологиялық қолданылуы тұғырдың классификациясын (бағаналы, екі тіректі, бір тіректі, арнайы), типін, орындалуы мен цилиндрлер санын (тығынжылды, дифференциалды-тығынжыл, поршеньді т.с.с.) анықтайды.

24-билет

1.Кернеулі-деформация күйінің жеке схемалары.

2.Илемдеу процесінің параметрлері. Жаншу режімін, керілуді, және илемдеу күшін есептеу. Илемдеудің моменті мен қуаты.

3.Тоқпақтар. Тоқпақтың соққы массалардың арақатынасы.

Цилиндрлік үлгілікті созған кездегі ең қарапайым сызықтық кернеу күйін қарайық. Цилиндрлік үлгілік у осі бойымен Р күшімен тартылсын. Үлгіліктің көлденең қимасында S₀ әсер етуші тік кернеу мынаған тең (оқулық [4] қараңыз):

. (13.1)

Нормалі болатын у осіне α бұрышымен орналасқан еңкіш алаңда тік кернеудің жалғыз ғана сыңары σ_у әсер етеді. Осы сыңар бір жағынан толық нормальды кернеу болып саналып мынандай теңдікпен табылады:

. (13.2)

Толық кернеуді мынандай екі бөлімге бөлуге болады: қиғаш алаңның нормалі бойымен бағытталған тік кернеу; алаңның жазықтығында әсер ететін жанама кернеу . Олардың мөлшері мынандай формулалармен есептеледі:

немесе (13.3)

(13.4)

және

немесе (13.5)

(13.6)

Кернеу σ_о басты тік кернеу екендігіне көз жеткізу қиын емес. Өйткені α = 0 болған кезде жанама кернеу жоқ болады ( = 0), ал толық кернеудің алаң нормаліне проекциясы ең үлкен мөлшерді алып мынаған тең болады:

( )_=0 = σ_max = σ₁. (13.7)

Жанама кернеу ең үлкен мөлшерді болған кезде алады және мынаған тең болады: .

Осы жағдайда нормальды кернеу тағы да тең болады, өйткені . Нормальды және жанама кернеулердің ең аз мөлшері, олар жоқ болатын ( = = 0) у осіне паралельді алаңдарда болады.

Сыртқы күштің әсерімен созылатын үлгілікте _х, _у, _z деформациялары пайда болады. Басты бағытта пайда болатын деформациялар ₁, ₂, ₃ басты деформациялар болып саналады. Созу кернеуінің бағытындағы салыстырмалы деформация ₁ таңбасы бойынша оң болады (салыстырмалы ұзару). Оны бойлық деп санау қабылданған, ал ₂ = ₃ деформацияларын көлбеулік деп есептейді.

Сызықтық кернеу күйінің кернеулер, деформациялар және деформациялар жылдамдығы тензорларын қарайық.

Жай созу (орта қысылмайды, ₁ = , ₂ = ₃ = -0,5 ,  > 0, ₁ = , ₂ = ₃ = -0,5 ,  > 0, ₁ > 0, ₂ = ₃ = 0):

; ;

Жай қысу (орта қысылмайды, ₁ = ₂ = 0,5 , ₃ = -,  > 0, ₁ = ₂ = 0,5, ₃ = - ,  > 0, ₃ < 0, ₁ = ₂ = 0):

; ;

.

Жазық кернеу-деформация күйі. Нормальды кернеулердің сыңары σ₃₃ = 0 деп жобалайық, демек 3 көрсеткішін қосатын жанама кернеулер нөльге тең болады, яғни σ₁₃ = σ₂₃ = σ₃₁ = 0. Осы себептен жазық кернеу күйі болған кезде тепе-теңдіктің дифференциалдық теңдеулер жүйесі екі теңдеуден тұратын болады, яғни

,. (13.8)

Еңкіш ВС ауданындағы кернеулерді анықтайық (13.1 – сурет). Осы еңкіш алаңдағы нормаль х осімен α бұрышын құрсын. Кубтың ОВ және ОС қабырғаларында σ₁₁ және σ₂₂ нормальды кернеулері және σ₁₂ жанама кернеуі түсірілген. Бағыттаушы косинустар мынаған тең: n₁ = cosα; n₂ = sinα; n₃ = 0.

Бағыттаушы косинустардың мәнін мына теңдеуге қойып

нормальды кернеудің мынандай мәнін аламыз:

(13.9)

Мынандай тригонометриялық байланыстарды қолданып , және 2sinα cosα = sin2α, келесі теңдеуді алуға болады:

, (13.10)

немесе басты кернеумен

(13.11)

13.1 – сурет Жазық кернеу күйі болған кезде көлбеген алаңдағы кернеулер

Осы теңдеуді келесі түрге өзгертуге болады:

(13.12)

Мынандай формулаларды қолданып:

;

жанама кернеуді анықтайтын формуланы табуға болады:

(13.13)

немесе басты кернеумен . (13.14)

α = 45^о болған кезде жанама кернеу ең үлкен болатындығы осы теңдеуден шығады, яғни .

Осы теңдеу бойынша ең үлкен жанама кернеу басты нормальды кернеулердің жартылай айырмасына тең.

Басты кернеулерді (σ₁ және σ₂) еркін координатты осьтердегі кернеулер σ₁₁, σ₂₂ және σ₁₂ арқылы анықтайтын теңдеулерді шығарайық.

х осінің бағытын нормалі бағытымен сәйкестіріп және мына теңдеулерді ескеріп

; (13.15)

(13.16)

және тағы да сәйкестіргенде pⁿ = ₁₁ және ⁿ = ₁₂ екендігін ескеріп мынандай теңдеулерді аламыз:

; (13.17)

; (13.18)

; . (13.19)

₁ мен ₂ және α анықтау үшін жоғарыда жазылған теңдеулерді бір біріне қосып және алып мынаны табамыз:

_х + _у = ₁ + ₂ (13.20)

_х - _у = (₁ - ₂) cos2 (13.21)

(13.21) және (13.19) теңдеулерін екі есеге дәрежелейік және олардың оң және сол жақтарын бір біріне қосайық. Сонда мынандай теңдеуді аламыз:

(13.22)

(13.20) және (13.22) теңдеулерінен мынандай теңдеулерді шығаруға болады:

; (13.23)

. (12.24)

(13.19) теңдеуді (13.21) теңдеуге бөліп мынаны аламыз:

. (13.25)

(13.23) және (13.24) теңдеулерді (13.19) теңдеуге қойып мынаны аламыз:

. (13.26)

Жазық кернеу күйі үшін басты кернеумен кернеу тензоры мынандай түрді қабылдайды:

. (13.27)

Жазықтық кернеу девиаторы былай анықталады:

. (13.28)

Қаралған жағдай үшін орташа кернеу мынаған тең:

. (13.29)

Деформация процесінде тұтас ортаның материальды бөлшектері координатты жазықтықтардың біреуіне паралельді қозғалуы мүмкін, мысалы х₁ және х₂. Осындай жағдайда жылжу векторының сыңарлары мынандай жазық қозғалу өрісін құрайды:

u₁ = u₁(х₁, х₂); u₂ = u₂ (х₁, х₂); u₃ = 0. (13.30)

Орын ауыстыру векторларының сыңарларын Грин, Альманси және кіші деформация тензорлары сыңарларын анықтайтын формулаға қою, жазық деформация күйіне сәйкес келетін мынандай деформация тензорларын алуға мүмкіндік береді:

; ; . (13.31)

Осы тензорлардың басты сыңарлары үшінші дәрежелі теңдіктерді шешу арқылы анықталады. Жазық деформация болған кезде басты деформацияның біреуі нөльге тең болады. Сондықтан үшінші дәрежелі теңдеулер екінші дәрежесі бар мынандай теңдеулерге айналады:

(13.32)

Осы теңдеулерден, деформация тензорының симметриясын және мынандай қатнастарды Е₁  Е₂  Е₃, L₁  L₂  L₃, ₁  ₂  ₃ ескеріп мынаны аламыз:

(13.33)

Жоғарыдағы формулалар бойынша Е₁, Е₂ немесе L₁, L₂ анықтауға болады. Ол үшін ₁₁, ₂₂ және ₁₂ кіші деформация тензорларының сыңарларының орнына Грин немесе Альманси тензорларының сыңарларын қойады.

Сонымен басты сыңарлармен жазғанда жоғарыда жазылған тензорлар мынандай түрді алады:

; ; .

Қысылмайтын орта үшін ығысу деформациясының қарқындылығы мынандай формула бойынша анықталады: . (13.34)

Жазық деформация күйі үшін кернеу тензорын және деформация жылдамдығы тензорын қарайық.

Жазық ағыс үшін (υ₁ = υ₁(x₁, x₂), υ₂ = υ₂(x₁, x₂), υ₃ = 0):

.

Қысылмайтын орта үшін .

Жазық деформация күйі үшін

; .

Қысылмайтын орта үшін .

Жазық кернеу күйі үшін (σ₁₁ = σ₁₁(x₁, x₂), σ₂₂ = σ₂₂(x₁, x₂), σ₁₂ = σ₁₂(x₁, x₂), σ₁₃ = σ₂₃ = σ₃₃ = 0):

; .

2. Илемдеу деп суық немесе қыздырылған металды айналып тұрған Илемдеу станы біліктерінің арасынан өткізіп, қысыммен өңдеуді айтады.

Біліктер мен дайындаманың өзара орналасуы және біліктердің пішіні мен саны әртүрлі болуы мүмкін. Илемдеудің негізгі үш түрін ажыратады: бойлық, көлденең және көлденең винтті.

Бойлық Илемдеуде (2.1а-сурет) дайындама (2) қарама-қарсы ай-налатын біліктердің (1) арасында деформацияланып, білік өстеріне перпендикуляр жылжиды.

Көлденең Илемдеудеда (2.1б-сурет) өстері параллель біліктер бір бағытта айналып, дайындаманы айналдыра деформациялайды. Дайындама бұл жағдайда білік өстері бойымен жылжиды.

Көлденең-винтті Илемдеуде (2.1в-сурет) бір бағытта айналатын біліктер белгілі бір бұрышпен орналасқан. Оның нәтижесінде біліктер дайындамаға айналмалы және ілгерілемелі қозғалыс береді.

Илемделген бұйымның көлденең қимасының пішінін профиль(пішін) деп атайды. Әртүрлі профильдер жиынтығы түржиын деп аталады. Илемдеп алынатын пішіндер сортаменті келесі топтарға бөлінеді: сорттық илем, табақтық (беттік) илем, құбырлар және илемнің арнайы түрлері.

Сорттық илем (2.2-сурет) өзі екі топқа бөлінеді: қарапайым геометриялық пішінді (квадрат, дөңгелек, алтыбұрыш, тікбұрыш) және күрделі пішінді (рельс, коставр, швеллер, бүрыш т.б.)

Беттік илем жұқа (қалыңдығы 4 мм-ге дейін) және қалың болып бөлінеді.

Илемдеу өндірісінің өнімі халық шаруашылығының барлық саласында өте кең қолдануды тапты. Осы өнім әр түрлі пішіні бар дайындама ретінде машинаның, білдектің, трактордың, автомобильдің, вагондардың, теміржолдың және т.б. жабдықтардың тетіктерін жасау үшін қолданылады.

3. Жалпы мәліметтер және жұмыс принціпі. Тоқпақтар деп – соғудан бұрын жетек энергиясы, құрал-сайман бекітілген жұмыстық массаның сызықтық жүрісінің кинетикалық энергиясына, ал соғу кеінде – соғылманы деформациялаудың пайдалы жұмысына алмасатын, соғумен әсерететін ұсталық қалыптау машиналарын айтамыз. Тоқпақтардың жетектерінде бу, сығылған ауа немесе газ, қысыммен әсерететін сұйықтық, жанғыш қоспа, жарылғыш заттар, электромагнитті және гравитациялық өрістер (жылу, химиялық, электродинамикалық, гравистатикалық энергия түрлері).

Тоқпақтардың жұмыс істеу принципі, кинетикалық энергияны Т_э (тоқпақтың әсерлік энергиясы деп аталады) жинау мақсатымен соғылмаға бағытталған бос жүріс кезінде жетектін жұмыстық шығындалуымен А_п және жұмыстық жүріс кезінде соғылманы деформациялаудың пайдалы жұмысына А_д қолдану үшін, жұмыстық массаларды υ жылдамдыққа дейін екпіндету болып табылады: А_п → Т_э→А_д немесе

, (6.1)

мұнда: η_р – екпіндетудің ПӘК; η_д – соғумен деформациялаудың ПӘК.

Кинетикалық энергияға ауысатын жетектін жұмысы,

, (6.2)

s_p – үдеу жолы; Р (s) – екпіндетілетін күш.

Соғылманы деформациялау жұмысына ауысатын кинетикалық энергия.

, (6.3)

мұнда: m₁ және m₂ – жұмыстық массалар; υ₁ және υ₂ – жылдамдықтар; А_д – бір соғу кезінде, орындауды қажет ететін соғылманы деформациялау жұмысы,

, (6.4)

Классификациясы. Механикалық соққы деп қатты денелердің соқтығысуы кезінде денелердің кинетикалық энергиясының, толық немесе жартылай деформация энергиясына айналуының бірретті құбылысын айтамыз.

Тоқпақтарды үш негізгі белгілеріне байланысты классификациялайды: техно­логиялық қолданылуына, типі мен жетек әсерінің еселігі және құрылымдық орындалуына қарай.

Технологиялық қолданылуына қарай тоқпақтарды соғу (еркін соғу үшін), қалыптау (көлемді қалыптау үшін) және қаңылтыр қалыптау (қаңылтыр дайындамаларды қалыптау үшін) деп бөледі. Соңғысына соққылау тоқпақтар жатады (6.1 сурет). Соққылау тоқпақтарды үлгі бойынша қаңылтыр дайындамаларды жергілікті деформациялауға қолданады.

Жетек типіне қарай төменде қарастырылатын сегіз құрылымдық топқа бөледі. Бірінші топқа бу ауалы тоқпақтар жатады (6.2 а сурет). Тоқпақтардың жылжымалы бөлігін бу немесе сығылған ауа қысымымен (7-9) 10⁵ Па қозғалысқа келтіреді. Бу немесе ауа энерготасымалдаушы болып табылады. Жұмыс массаларының максималды жылдамдығы 6-7 м/с.