Ламкі запобіжники

Для всіх ламких запобіжників характерно те, що вони ламаються по досягненні діючого на них зусилля визначеного значення і для відновлення роботи вимагають заміни. Для таких запобіжників варто враховувати той факт, що з часом границя витривалості матеріалу знижується. У зв’язку з цим щоб уникнути передчасного руйнування запобіжника при тривалій роботі їхній розрахунок варто робити на зусилля не менш чим 1,5Р_н. Як матеріал варто використовувати сталь з малою циклічною в’язкістю, наприклад, незагартовану сталь 45. Рекомендовані матеріали запобіжників і їх механічні властивості приведені в таблиці 9.2.

Рис. 9.5. Запобіжник, що зрізується

Таблиця 9.2

Механічні властивості матеріалів запобіжників

Марка матеріалу	Термообробка	Межа міцності σв, МПа
Сталь 45	Закалювання	700
	Нормалізація	600
Сталь 40Х	Закалювання	800
Чавун СЧ21	–	210

Діаметр розрахункового перетину стрижня для однозрізових штифтів запобіжника (рис.9.5) розраховують по формулі

, (9.42)

де k – коефіцієнт, що залежить від матеріалу стрижня; Для сталі k = 1,5, для чавуна k = 0,9;

T – сила, що зрізує штифт

;

M_кр – крутильний момент, на валу запобіжника;

R – радіус установки штифта запобіжника;

η₁, η₂ – коефіцієнти, що враховують тертя в підшипниках вала і тер­тя у втулці маховика; звичайно η₁ = η₂ = 0,98;

σ_в – тимчасовий опір матеріалу штифта, вибирається по таблиці 9.2.

Товщина пластини чашкового запобіжника (рис. 9.6) визначається по формулі

, (9.43)

де k – коефіцієнт, що залежить від матеріалу стержня; Для сталі k = 0,5, для чавуна k = 0,27;

D_ср – розрахунковий діаметр у мм, D_ср=0,5(D+d), D = d+0,25S;

Розміри запобіжника показані на рисунку.

Рис. 9.6. Чашковий запобіжник

Товщина ламкої пластини (рис. 9.7) визначається по формулі

Рис. 9.7. Ламкий пластинчастий запобіжник

, (9.44)

де b – ширина пластини;

T – сила, що діє на пластину.

Діаметр запобіжника, що розривається, (рис. 9.8) визначається по формулі

. (9.45)

Рис. 9.8. Запобіжник, що розривається

Пружинні запобіжники

Пружинні запобіжники розраховуються по загальновідомих формулах для розрахунку гвинтових чи тарілчастих пружин. Розрахункові зусилля визначаються з умов рівноваги важільних механізмів, до складу яких входять запобіжники. Приклад розрахунку пружинного розрахунку механізму привода затискного повзуна ГКМ приведений у роботі [21].

9.8. Розрахунок клинового столу кгшп

У сучасних моделях КГШП для переміщення столу використовується електропривод. Розрахунок клинового столу складається у визначенні зусилля, яких необхідно прикласти до регулювального клина для переміщення столу преса чи нагору вниз, а також необхідної потужності електродвигуна.

Унаслідок дії різних сил при спокої, підніманні й опусканні столу визначаються три сили, що діють на регулювальний клин (далі – просто клин).

Зусилля у відрегульованому механізмі при роботі

Схема сил, що діють на стіл і клин під час штампування, показана на рис. 9.9. З умови рівноваги для столу знаходиться сила, що діє на клин

. (9.46)

Тут позначено μ_д – коефіцієнт тертя руху на поверхнях столу. Коефіцієнт тертя руху μ_д не перевищує 0,125 і менше коефіцієнта тертя спокою μ_ст, величина якого складає 0,2…0,5 у залежності від умов тертя. Кут нахилу α клина столу дорівнює приблизно 12…16°.

Рис. 9.9. Схема сил, що діють на стіл при штампуванні

З рівняння (10.41) випливає, що на клин не буде передаватися зусилля штампування (R_k=0), якщо забезпечується самогальмування столу

,

звідки μ_д > 0,5tgα.

Аналіз існуючих конструкцій показує, що в багатьох конструкціях КГШП α > 14…16° і механізм не є само гальмуючим. Для запобігання зсуву столу під час роботи необхідно забезпечувати стопоріння клина, наприклад, упором його в станину.

Приймаючи, що повна сила R взаємодії між столом і клином спрямована по нормалі до поверхні їхнього контакту, з умови рівноваги клина 2 знаходиться

. (9.47)

Кут нахилу β поперечного клина приймається рівним 14…18°.

Зусилля P_k передається на регулювальний гвинт і повинне враховуватися при його розрахунку на міцність.