2.2. Давления, развиваемые резиновыми подушками

В ряде литературных источников указано: резина подобна вязкой жидкости и передает давления во все стороны с одинаковой силой, т. е. подчиняется закону Паскаля. Иногда это положение сопровождается некоторыми оговорками.

Рис. 5. Зональное давление и его составляющие

Последние работы в этой области показали, что в действительности в отдельных зонах резиновой подушки, заключенной в контейнер, давления различны.

Обозначим эти зональные давления через Q₃. Величина Q₃ является вектором: ее вертикальную составляющую обозначим через Q_зв, а горизонтальную — через Q_зг (рис. 5). Среднее расчетное давление равно:

(3)

где Р_пр — усилие пресса;

F — рабочая поверхность резиновой подушки.

Введем понятие коэффициента использования давления который представляет собой следующее соотношение:

(4)

Э тот коэффициент характеризует степень использования усилия пресса в различных зонах и является своеобразным «коэффициентом полезного действия контейнера». Таким образом, зональное давление:

(5)

Так как Q₃ является вектором, то его можно разложить на составляющие: горизонтальную и вертикальную:

Работа резиновой подушки характеризуется еще градиентом давления.

Градиент давления есть перепад давлений в данном на правлении на единицу длины, т. е.

(6)

где Г—градиент давления;

Q₃¹ — давление в данном направлении в точке 1;

Q₃¹¹ — давление в том же направлении в точке 2;

L_1-2 — расстояние между точками 1 и 2.

Если знать значения коэффициентов использования давлений и градиенты давлений для различных условий и зон контейнера, то можно определить величину зональных давлений.

Эти данные необходимы при расчетах штамповочных операций.

Исследования работы резиновых подушек показывают, что коэффициент использования давления и градиент давления зависят от многих факторов. К основным из них относятся: сорт резины, из которого изготовлена подушка; коэффициент трения между резиновой подушкой и внутренними поверхностями контейнера; соотношение между толщиной резиновой подушки и высотой жесткого формообразующего элемента; отношение объема резиновой подушки к объему, заполняемому резиной при рабочем ходе; внутреннее очертание контейнера.

Рассмотрим влияние перечисленных факторов на градиент и коэффициенты использования давлений.

2.2.1. Влияние сорта резины

Чем тверже резина, чем меньше ее относительное удлинение, тем больше будут вертикальные составляющие давлений и меньше горизонтальные. При твердых резинах градиент давлений возрастает, особенно в зонах, заполняемых резиной при рабочем ходе контейнера. С повышением твердости резины коэффициенты использования давлений для вертикальных составляющих увеличиваются.