5.1 Сурет – Болжамды индикаторлы диаграмма

Мұндай теңдеулерді шешу өте қиын. Сондықтан жылдамдық пен уақытты болжамды индикаторлық диаграммаларына негізінде жуықтатылған графоаналитикалық әдістерді қолданады. Ол үшін төменгі және жоғарғы жұптардың индикаторлы сызықтарын ірі масштабта сызу қажет (біздің жағдайда — жоғары жүріс үшін), алқұлайтын бөліктің қалған жолын (γ '+ β')H_m жоғарғы шеткі нүктеге дейін 10 тең аймаққа бөледі. Энергияның сақталу заңын ескере отырып, ΔA_k жұмысының оң және теріс өсінділері сыртқы күштердің әсерінен кез келген k аймақта ΔL_k құлайтын бөліктің кинетикалық энергия дәрежесі тең жағдайда ұлғаяды неесе төмендейді. k аймағындағы сыртқы күштер мүмкіндік дәлдіктерімен, индикаторлы қысым қисығын р = f (H) сызықтық тәуелділікпен алмастыру келесі түрде анықталуы мүмкін:

(5.6)

мұндағы: P′_В.ср— қарастырылатын аймақтағы төменгі жұптың орташа қысымына пропорциональды орталанған белсенді күші;

мұндағы: р′_k, p′_k+1 – төменгі жұптың аймақтың басында және аяғындағы индикаторлы қысымы k; P′′_b._cp – жоғарғы жұпқа қарсықысымның орталанған күші;

р_к", р_к+1" – жоғарғы жұптың аймақтың басында және аяғындағы индикаторлы қысымы k;

Бірақ

,

аймақтың соңындағы қысым

. (5.7)

Дәл солай индикаторлы сызық бойынша жоғарғы және төменгі жұптың толық бірлік соқысында төмен жүріс жылдамдығын есептейді.

Көрнекілік үшін жылдамдық пен үдеу графигін тұрғызу тиімді

Есептің дұрыстығын былай тексереді:

1. Бірлік жүрісінің төменгі нүктесінде жылдамдық толық соққының кинетикалық энергиясының талап етілген дәрежесіне сәйкес болуы қажет:

2. Бірізділік жүрістердің төмен жүрісі кезінде жоғарғы жылдамдық шеткі төменгі нүкте жетпейтін аралықта болады, яғни соққы алдында

мұндағы: L_э.п – бірізділік соққының тиімді энергиясы.

3. Жоғарғы жүрістің аяғында жылдамдық нольге тең болуы қажет (есепте бұл шама негізінде нольге қарағанда өте жақсы және секундына 1сантиметрмен өлшенеді).

0,1 (γ '+ β')H_m бөлік аралығындағы үдеу өзгеруін ескермей, Н_к және H_к+1 қозғалыстарды бір қалыпты үдемелі деп есептейміз. Онда механикадан белгілі қатынастардан

0,1(γ '+ β')H_m =

анықтаймыз t_k:

(5.8)

Жоғары жүріс уақыты

(5.9)

Құлайтын бөліктің соққыға дейін жүріс уақыты

(5.10)

Егер соққының t_P, өзін аз уақытта түсіретін болсақ, төмен–жоғары t_дв._х, қозғалыстың бір циклінің уақыты

t_дв._х =t_В+t_н. (5.11)

Тоқпақтың бір минутта соққы саны бір екі жүрістің есептелген уақыты бойынша анықталады (уақытша тоқтау ұзақтығын есептемегенде):

n = (5.12)

Негізінде алынған сан, тоқпақтың мүмкіндік шегін сипаттайтын номиналь көрстекіш болып табылады. Егер тоқпақты қолмен басқарсақ, онда машинист біліктілігі және машина жағдайы қаншалықты мүмкіндік береді, соншалық соққы бірлігін жүргізуге болады.

Ұсынылған әдебиеттер: Нег.1[366–387], 2[97–127].

Бақылау сұрақтары.

1. Тоқпақтың құлайтын бөлігінің толық соғылуында тиімді энергия қаншаға тең?

2. Жылдамдық пен уақыт қалай есептеледі?

3. Төменгі бірлік жүрістің аяғында жылдамдық қаншаға тең?

4. Бірізділк жүріс кезінде қаншалық жылдамдыққа жетуге болады?

5. Тоқпақтың соққы саны нені сипаттайды?

6 Дәріс. Бу–ауалы тоқпақтардың тетіктері. Тоқпақ тетіктерінің өлшемін таңдау.

Бу–ауалы тоқпақтар жоғарыда келтірілгендей үш өлшеммен сипатталады: технологиялық, машина және беріктік. Соңғы өлшемдері беріктік есептеулер негізінде тағайындалады.

Беріктік есептеулер, жұмыстын нақты шарттарына сәйкескелетін тетіктін есептік сұлбасы белгілі болғанда құрылады.

Бу–ауалы тоқпақтың тетіктері күрделі шарттарда жұмыс істейтіндіктен оларға есептік сұлбаларды құру қиындау болып келеді.

Қазіргі кездегі тоқпақтарда қолданылатын тетіктердің көлденең қимасының өлшемдері, түйісетін тетіктердің жаңасу ауданының өлшемдері және тетіктін геометрия пішіні тетіктін жұмыс сапасына әсерететін барлық фактоларды ескеретін өндірістік тәжірибе негізінде анықталады: беріктік, тозуға шыдамдылық, қатыңдық, дірілге тұрақтылық.

Тетіктер үшн материалдың жаңа маркасы, тоқпақ құрылымына еңгізілген өзгерістер, тетікті жасаудың жаңа әдістері – осының барлығы бірге өлшемге әсер етеді.

Құлаушы бөлігінің салмағы G қалыптау тоқпақтарының жұмысы кезінде пайдаболатын Р соққы күші тоқпақтың құлаушы бөлігінің G 1 тоннасына 1000 т деп есептеліп анықталады.

Осы эквивалентті жүктелуді қабылдай отырып, тоқпақ тетіктерінің қабылданған өлшемдерінің негізінде жанасудың түйіскен жазықтығы бойынша және тетіктердің көлденең қимасында пайда болатын жуық кернеулерді анықтауға болады, осы тетіктердің кернеулік күйін білу үшін.

Р күші міндетті түрде боек немесе қалып арқылы тоқпақтаманың төменгі жазықтығына және қалып жастықшасы арқылы жастық пен төстің түйісіп жаңасқан жазықтығына әсер етеді.

Бірінші түісу жазықтығы болып қалып сағасының жазықтығы табылады.

МЕСТ 6039–81 бойынша төрт топтағы тоқпақтар үшін I, II, III, ІV сәкесінше мағаның ендері тағайындалған В₁: 160, 200, 300 және 400 мм ( 6.1 сурет).

Қалыптар сағасының ұзындығы тоқпақтың мандайалдына (фронт) перпендикуляр тоқпақтаманың төменгі жазықтығының өлшемімен шектеледі.

Егер сғу күшін Р қалып сағасының аудан шамасына жатқызсақ онда жаңасу кернеулері 0,5–15 т тоқпақтар үшін, сәйкесінше 1000–2500 кг/см² аралығында өзгереді.

Қалыпасты жастық пен төс арасындағы түйісу ауданы саға ауданына қарағанда үлкен, соған байланысты түісу кернеуі азайады және құлау бөлігінің салмағы 0,5–9,0 т тоқпақтар үшін 200—600 кг/см² құрайды, яғни машинажасаудағы мүмкіндіктерден аспайды. Көп жағдайларда Р соққы күші соташық өсіне қатысты эксцентрикті әсереткізеді. Күш эксцентрикті әсеретсе соққы кезінде тоқпақтамаға әсерететін (6.2 сурет) және оны бұратын, төнкеруші момент пайда болады. Тоқпақтаманың бұрылмауына бағыттаушылар мен соташық поршенмен ықпал етеді.

Т

6.1 Сурет. – соққыш сағасының сұлбасы

оқпақтамаға әсерететін төнкеруші моменттін шамасы мынаған тен:

М=Iе=Р_нl_б

Мұндағы: Р_н – тоқпақ тіреулеріне бағыттаушылар арқылы әсер ететін, көлденең соғу күші;

l_б – тоқпақтама биіктігі.

Егер, бағыттаушылар арасындағы арақашықтықтың жартысына тен, эксцентриситеттің шеткі мәннің қабылдасақ, қалыптау тоқпақтары үшін тоқпақ мандайалды бойынша тоқпақтама ені жуық шамамен оның биіктігінің 0,8 құрайтының ескерсек, онда күш мынаған тен болады

Р_н =Р = 1000 • G • 0,4 = 400 G.

G – тоннамен келтірілген.

Күші 0,5—9,0 т тоқпақтар үшін бағыттаушылар ұзындығы 1200–1400 мм аралығында және сәйкесінше ені 120—300мм аралығында болады.

Бағыттаушылардың түісу ауданына Р_н күшін түсіріп (6.2 сурет) 150—900 кг/см² аралығында түісу кернеулерін аламыз. Кернеулер машинажасау нормаларына сай алынды.

Бағыттаушыларға әсер ететін Р_н күші олар арқылы тоқпақ тіректеріне әсер етеді және оларды төс мндайалды бойына бағыттауға тырысады. Мұндай ығысуға төс бүйірлеріндегі құйылмалар кері әсер етеді (6.3 сурет).