Расчет на прочность основных деталей ударного механизма
При выпрессовки шкворня рулевого механизма автомобиля (или других подобных сопряжений) используется явление удара, т.к. для выпрессовки обычным способом (статическая нагрузка) требуется большие усилия в десятки тонн. Из механики известно, что при ударе соприкасающихся тел, возникающие силы очень велики по сравнению с обычными силами, так как изменение скорости соприкасающихся тел происходит в очень незначительный промежуток времени (
t) почти мгновенно. Различают абсолютно упругий удар и абсолютно неупругий, т.е. когда тело после удара остается на поверхности тела (не отскакивает, например, как мяч). В данном случае процесс происходит практически как абсолютно неупругий. Поэтому для определения ударной силы можно использовать теорему о количестве движения:
где, m – масса ударяемого тела (
); U – скорость перемещения, м/с; F – действующая сила, КГС,
t – время, в течении которого происходит изменение количества движения (mU) – с (сек.). При
t=0 ударная сила была бы бесконечной, но т.к. при ударе все же имеют место незначительные деформации, которые происходят в минимальные промежутки времени, то и
t имеет свое какое-то конечное значение, исчесляемое долями секунд. Так, например, при трамбовке грунта с помощью «бабы» время удара равно
0,0045 с. Ориентируясь на этот пример определяю усилие, которое будет действовать при ударе с использованием пружины, с последующим уточнением на стадии эксперимента.
Исходные данные для расчета. Параметры пружины. Пружина № 16, класс II, разряд – 4, ГОСТ 13773-68 Р3(max) = 900 кгс, Z1 = 44,24 кгс/мм, f3 = 23,35 мм. Диаметр проволоки – d = 16 мм, Диаметр пружины – D = 130 мм, Шаг – tн = 45 мм, Количество витков – n = 8 . Высота пружины в свободном состоянии Ho = t*n+d = 45*8+16= 380 мм. Высота пружины в сжатом состоянии (до соприкосновения витков). Нс = n*d= 8*16= 128,принимаю Нс = 130 мм. Определение усилия удара Вес перемещающихся масс Р8 кг. Ударный импульс или силу удара «F» определяю по формуле mU = F*t m = = тех.единица () Время движения массы бойка предварительно принимаю t = 0,005 с. (исходя из выше приведенного примера с последующим уточнением на стадии эксперимента). Тогда скорость перемещения бойка равна U = , где S = Но – Нс = 380 – 128 = 252 мм = 0,25 м. Преобразуем формулу ударного механизма (импульса) ;
F =
Расчет на прочность основных деталей Определение резьбы штанг рис.4.1. Штанги нагружены растягивающей силой F = 60*103; нагрузка расчетная на одну штангу Рр = 0,5*F*Кd = 0,5*60*103*1,2 = 36*103 Н, где Кd – динамический коэффициент. Диаметр резьбы определяют по формуле где d1 – внутренний диаметр резьбы. - допустимое напряжение для резьбы