книги из ГПНТБ / Маркович, Б. А. Шахтная металлическая крепь и способы ее массового производства

6. С иловой р а сч ет ф о р м о о б р а зо в а н и я осн ов н ы х тип ов ги боч н ы х м аш ин

Машины для гибки-прокатки

Ротационные гибочные машины для профилей или ролико­ вые гибочные машины нашли широкое применение для формо­ образования элементов крепи, особенно на предприятиях угольной промышленности.

По конструктивному типу эти машины подразделяются на два основных вида — машины с вертикальным расположением валов роликов и машины с го­ ризонтальным расположением

валов.

И те, и другие машины мо­ гут иметь или консольное рас­ положение рабочих роликов, или закрытое, т. е. рабочие ро­ лики размещаются между дву­ мя опорами роликовых валов.

По схеме изгиба ролики в машине могут быть располо­ жены симметрично или несим­ метрично.

Силовой расчет ротацион­ ных гибочных машин сводится к определению мощности при­ вода при задаваемой произво­

дительности машины, а также к определению возникающих на­ грузок в силовых и рабочих узлах машины для дальнейшего определения ее геометрических и габаритных размеров.

Из приведенной выше условной классификации ротацион­ ных машин можно сделать вывод, что конструктивная и техно­ логическая схема машины не влияет на определение изгибаю­ щего момента. В то же время на определение крутящего мо­ мента, а следовательно, и мощности привода влияет схема расположения рабочих роликов относительно подшипниковых

скальзывание заготовки во время гибки [39]. Диаметр валка, который перекатывается по профилю или по его средней линии

DB« (0,8 ч- 0,9) L,

где L — расстояние между роликами.

50

Усилие Рср определяется по формуле

Здесь R — радиус изгиба профиля. Усилие

При гибке профиля необходимый крутящий момент определяется из следующего выражения:

где MW — момент, затрачиваемый на пластическую деформа­

цию профиля; Л|ПП — момент от трения и скольжения роликов о изги­

баемый профиль;

— момент сил трения в подшипниках валов.

где 2 Р — сумма давлений на ролики при гибке;

т— плечо трения качения, см;

т= 0,08—0,12.

Величина момента сил трения в подшипниках М<£П) зави­

где j.1— коэффициент трения в подшипниках (в подшипниках качения р = 0,005, в подшипниках скольжения ц= = 0,5—0,7).

Мощность привода

51-

где и — окружная скорость валков; 1] — к. п. д. привода.

Наибольшая кривизна изгиба проката за один рабочий ход рабочего органа лимитируется тяговым усилием, которое ограничивается условием сцепления приводных валков с заго­

где f.i = 0.1—0,2 — коэффициент, зависящий от поверхности про­ ката.

В этом случае минимальный радиус

tfmin = (1,2-4-2,5) DcP.

Машины поперечного изгиба профилей

Для изготовления крепи, кроме гибочных ротационных ■машин широко применяются и гибочные машины, принципом действия которых является поперечный изгиб проката з эле­ менты крепи при возвратно-поступательном движении рабочего органа. Гибка проката производится, как правило, в штампах. Для этой цели применяются универсальные гибочные машины: гидравлические и кривошипные прессы, горизонтально-гибоч­ ные машины типа бульдозер, а также специальные гибочные машины.

Создание специальных гибочных машин вызвано рядом ус­ ловий массового производства крепи, в связи с особенностями параметров арок крепи, а также необходимостью автоматиза­ ции как процесса изгиба, так и вспомогательных процессов.

52

Для изгиба арок требуется довольно значительный ход рабо­ чего органа (до 1,5 м).

Наиболее производительным способом поперечного изгиба профилей является способ, при котором изгиб осуществляется за один ход рабочего органа (см. рис. 16, ж).

Рис. 30. Расчетная схема для определения силовых факторов при формооб­ разовании крепи в арки

На рис. 30 показана расчетная схема для определения си­ ловых факторов формообразования.

На рис. 31 показаны кривые, полученные при эксперимен­ тальном исследовании изгиба в арки крепи. Есть основание считать, что первый линейный участок характеризует упругое сопротивление деформации, второй, со слабо выраженной не-

53

линейностью, — участок пластического формообразования, за­ мена которого усредненной прямой позволяет апроксимировать всю диаграмму выражением

Е— модуль нормальной упругости;

/— момент инерции сечения профиля.

Рис. 31. Кривые, полученные при экспериментальном исследовании изгиба крепи в арку:

1 — экспериментальная; 2 — апроксимированная

54

.Определение конечного усилия изгиба при формообразовании крепи

При изгибе усилие Р, с которым пуансон деформирует заго­ товку, равно равнодействующей реакций Рм со стороны матри­

•Силы реакции Рм создают в граничных точках, характеризую­ щихся углами а соответствующий изгибающий момент, кото­

Д/—>-0, Рм-»-оо чего, конечно, нет.

В данном случае следует учесть то обстоятельство, что при каком-то еще неотформоваином плече AI прилегание заготов­ ки по всему контуру матрицы осуществляется за счет сдвигов сечений, т. е. за счет касательных напряжений в профиле.

Известно [39], что касательные напряжения при определен­ ных сдвигах V создают пластическое формоизменение заготов­

Рм приводит к искривлению оси заготовки. Угол наклона касательной к этой оси равен относительному сдвигу в центре тяжести соответствующего сечения

dx

где у — прогиб изогнутой оси в данной точке.

55

Тогда

Отсюда для конца консоли AI, при которой изгиб осуществ­ ляется не за счет изгибающего момента, а сдвигов сечений, имеем

В то же время прилегание этого участка заготовки по все­ му контуру матрицы от действия изгибающего момента харак­ теризуется перемещением г/а(м). Определение его возможно из уравнения

М,ізг = КІ„Л Rn

Из приведенного уравнения следует ,что соотношение между

56

Если Уа(м)= Уа(рм), тогда-, решая уравнение (60) и (62). от­

личина постоянная и составляет некоторую часть от высоты

Подставим значение К из (65) в (55) и заменим текущий

Полученная формула определяет окончательное усилие пол­ ного формообразования и учитывает и изгиб за счет изгибаю­ щего момента и за счет сдвигов сечений.

Нам остается определить численное значение коэффициен­

из справочных данных.

Статический момент сопротивления S равен сумме площа­ дей элементов сечения профиля типа СВП, умноженных на расстояние от их центров тяжести до оси х—х.

57

Подставив значения параметров, входящих в формулу (69) для профилей СВП17, СВП22 и СВП27 и значения их моментов сопротивления W, определим значения коэффициентов профиля.

58

Минимальный радиус изгиба У? = 1000 мм. Расстояние меж­ ду опорами подшипника с= 800 мм, расстояние от переднего

S9