книги из ГПНТБ / Каган Я.А. Технологические расчеты в котлостроении учебное пособие

4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСТЯГИВАЮЩИХ НАПРЯЖЕНИЙ а,

Максимальное значение растягивающих напряжений опре­ деляется формулой [Л. 9]

Коэффициент вытяжки определяется соотношением

Значения предела прочности котельных сталей при высо­ ких температурах ( а / —кг/мм2) даны в таблице 2 (см. I гла­ ву).

Расчетная температура деформирования при штамповке днища, то есть температура в конце процесса штамповки, при­ нимается обычно равной t"деф'^800°С, а в некоторых слу­ чаях, при необходимости, может быть повышена до 850 -е- -г-900°С.

117

5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДИАМЕТРА ЗАГОТОВКИ О заг

Диаметр заготовки для днища ( 0 3аг ) определяется из условия, что объем листа-заготовки равен объему отштампо­ ванного днища [Л. 10]

или из условия, что площадь круга заготовки должна быть равна поверхности среднего слоя днища

с 1=ц. г' Г)1 __ рдншиа

Объем отштампованного днища может быть выражен суммой объемов:321

Рис. 22. Эскиз днища барабана котла среднего давления и заготовки днища.

1)шаровой (или эллипсной) стенки днища с радиусом кривизны по нейтральному слою RIU, Vluap (см. рис. 22),

2)кольцевой стенки, представляющей тело вращения дуги длиной 1К0ЛЬЦ, с радиусом вращения ЯКОльЦ, Укольц,

118

Исходя из условия равенства площади заготовки поверх­ ности среднего слоя днища, диаметр заготовки для днища й зпг может быть определен по следующей формуле:

Пзаг = V ? ( К г п + Ъ н ) № % т + Ъ н + 2 (/1цил + ^ м е х ) \ ■ ( 1 4 5 )

Диаметр "заготовки может быть вычислен и как сумма длин отдельных участков днища (см. рис. 22):

где: — длина дуги по .шаровой или эллипсной поверх­ ности;

/е0— опытный коэффициент, меньший единицы.

119

Ё практике котлостроения обычно применяется расчетная формула (146) в такой форме:

где р ,л — полупериметр эллипсоидной или шаровой части днища, равный р ах =* /ш -)- 2 1К0ЛЫ{ и вычисляемый по фор­ муле:

где //,, — высота эллипсной части днища, а опытный коэф­ фициент k0, учитывающий растяжение металла при штампов­ ке днища, на основании многолетнего опыта котлостроитель­ ного завода берется равным &о=0,75.

По этим формулам (147) и (148) и рекомендуется вычис­ лять диаметр заготовки днища.

120

2. Определить диаметр заготовки для днища котла высо­ кого давления ТП-90 (Z)=500 т/ч), имеющего внутренний диаметр днища =1800 мм и среднюю толщину стенки

где: SjH-г- толщина стенки в цилиндрической части днища,

По формуле (147) вычисляем искомый диаметр заготовки:

D3az — 226 2-40-0,75 -f- 2-13,2- s? 313 см.

12-1

6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ УДЕЛЬНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ТРЕНИЯ ОТ СИЛЫ ПРИЖИМА О"Ртр и УДЕЛЬНОГО ДАВЛЕНИЯ ПРИЖИМА qnp

Удельное сопротивление трения от силы прижима заго­ товки опртР определяется с учетом того, что сила трения дей­ ствует по обе стороны прижимного кольца по формуле

(БКЗ); б—эскиз заготовки днища; в—установка заготовки днища под прессстм гладкой стороной к пуансону; а—установка заготовки днища гладкой стороной к матрице.

равномерно распределена по всей площади кольцевого участка, ограниченного диаметрами D3az и D ^m ,

122

fe действительности, сила прижима воспринимается только частью площади периферийного кольцевого участка заготов­ ки, так как внешний край заготовки при вытяжке несколько утолщается (см. рис. 21). Поэтому удельное Давление при­ жима, определяемое формулой (150), являетея условной вели­ чиной, которая, однако, может быть использована в расчетах.

Средние значения удельных давлений qnp прижима за­ готовки при вытяжке стали составляют:

для мягкой стали

qnp= 0,20 — 0,25 кг/мм*,

для аустенитных сталей

Я„,3==0,30 — 0,45 кг/мм3.

Для практических целен взамен указанных средних значе­ ний, удельные давления прижима определяются по формуле

[Л. 9]:

или с учетом формулы (140) для crj получаем:

7. ОПРЕДЕЛЕНИЕ УДЕЛЬНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ИЗГИБА" аги6

Удельное сопротивление изгиба на входной кромке матри­ цы при вытяжке с применением прижима определяется по формуле

123

где

rM— радиус закругления входной кромки матрицы, обычно принимаемый равным гм > 2 sdH.

8.РАСЧЕТНАЯ ФОРМУЛА ДЛЯ УДЕЛЬНОГО ДАВЛЕНИЯ р

9.РАСЧЕТНАЯ ФОРМУЛА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МИНИМАЛЬНОЙ

СИЛЫ ПРИЖИМА Оприж

Минимальная сила прижима заготовки получается равной

Применение прижима листа к матрице во избежание об­ разования гофр и складок является обязательным при горя­ чей вытяжке тонких листов, то есть при штамповке днищ кот­ лов и других сосудов пониженного давления.

При штамповке толстых листов и плит, то есть при горя­ чей вытяжке днищ котлов повышенного, высокого и сверхвы-

124

сокого давления, прижим листа к матрице не требуется, так как здесь опасность образования гофр отсутствует.

10. ШТАМПОВКА ДНИЩ БЕЗ ПРИЖИМА

При горячей вытяжке днища без прижима результирую­ щее удельное давление течения металла, определяемое в об­ щем случае формулой (135),

Р = (°1+ °m/)) (1 + 1.6 Н-) +

примет в данном случае другой вид. Так как при штамповке без прижима удельное сопротивление трения от силы прижи­ ма заготовки отсутствует, то а1* = 0; также отпадает, при от­

сутствии прижима, удельное сопротивление от изгиба штам­ пуемого листа на входной кромке, то есть и а гнб = 0.

Следовательно, в этом случае получаем

где f mp — 1 1,6 р — коэффициент (множитель), характе­ ризующий сопротивление трения на входной кромке ма­ трицы.

Так как при процессе горячей вытяжки без прижима заго­ товки к матрице силы трения имеются только на контактной поверхности матрицы, и они значительно меньше, чем при вы­ тяжке с прижимом, то потери на трение в этом' случае неве­ лики, и коэффициент <ршР, характеризующий потери на трение (1ри вытяжке без прижима заготовки, составляет по опытным данным величину сртр=1,15.

Следовательно,,формула (158) принимает вид

Полученная расчетная формула (160) справедлива лишь в гех случаях, когда вытяжка не сопровождается складкообра­ зованием. Возможность образования складок определяется из приводимых ниже предельных соотношений, характеризую­ щих начало интенсивного складкообразования.

125

И. ПРЕДЕЛЬНЫЕ СООТНОШЕНИЯ, ХАРАКТЕРИЗУЮЩИЕ НАЧАЛО СКЛАДКООБРАЗОВАНИЯ И НЕОБХОДИМОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ПРИЖИМА

Из практики штамповки днищ известно, что чем толще за­

чиванию заготовки при вытяжке.

Предельное соотношение между диаметром заготовки и толщиной листа, характеризующее начало интенсивного складкообразования (поданным сборника ВНИТОКШ, 1938), выражается следующей приближенной формулой: образова­ ние складок при вытяжке имеет место при

следовательно, применение прижима необходимо.

следовательно, в данном случае прижим не нужен.

Л. А. Шофман [Л. 11], основываясь на результатах экспе­ риментальных исследований, дает следующее, более точное выражение, характеризующее начало интенсивного складко­ образования при вытяжке:

п___ Г ) д н

” -0- — > ] 1

D*»~D % m > 22

126