Расчет пружины

Пусть

Задано: ,

Найти: , ,

Здесь - число пружин

- число витков

- диаметр проволоки

- диаметр пружины

- коэффициент динамичности

Расчет на прочность

,

Виток пружины работает на кручение, а проволока витка - на срез.

Материал амортизаторов : пружины и рессоры вибрационных и виброударных машин изготавливают из кремнистой стали 60С2, которая после термической обработке - закалка с 840-860 ^оС в масле и последующий отпуск при 420-460^оС, твердостьHRC 43-47- имеет высокие упругие свойства. Эти стали склонны к обезуглероживанию, что снижает предел выносливости. Микротрещины на поверхности , снизить это явление можно нанесением слоя графита или буры.

Стали марок 50ХГ и 50 ХФА – малочувствительны к перегреву и обезуглероживанию.

Пружины рекомендуется подвергать окончательно упрочнению дробью в дробеструйных установках. Это повышает срок службы пружин и рессор в несколько раз.

Бойки, наковальни, тарелки, воспринимающие удар и ускорения до 150g применяют сталь У8А, с термической обработкой до твердости HRC 48-52.

Рессоры

У пластинчатых и стержневых рессор определяется изгибная жесткость в плоскости, перпендикулярной к их продольной оси. Обычно требуемая жесткость рессоры обеспечивается использованием нескольких параллельно работающих пластин, и их результирующая жесткость равна жесткости всех пластин. Как правило, пластины устанавливаются так, что их концы не поворачиваются, а только смещаются друг относительно друга.

Рис. ..Расчетная схема рессоры.

Относительное перемещение концов рессоры равно

f = f1 +f2 = РL³раб/ 12EJ;

Изгибающий момент в заделках

М = 6EJf/L³раб, жесткость рессоры

С =12EJ/ L²раб.

Для рессор с прямоугольным сечением имеем

С = E(δ/ Lраб)³b,

а напряжения

σ = 3Е δ/ L²раб, где

Р – усилие в заделках рессоры;

δ – толщина пластины;

b – ширина пластины;

J – момент инерции сечения рессоры вокруг которой это сечение поворачивается.

Вибраторы и дисбалансы

Регулировка вынуждающей силы или статического момента дисбалансов:

- угол разворота дебалансов;

- ступенчатая регулировка;

- винтовой разворот дебалансов;

- выдвижные, для прохода через резонанс;

- поличастотное вибрирование – очень эффективное для уплотнения бетона.

Статический момент Мст = m_о r, где m_о - масса дисбаланса; r – расстояние центра тяжести дисбаланса от ос и вращения

Оборудование для изготовления и обработки арматуры

Это оборудование предназначено для очистки, резки, правки, сварки и упроч­нения арматурной стали.

Очистка арматурной стали от грязи, ржавчины и окалины производится на правильно-отрезных станках (при диаметре проволоки до 14 мм) и станках с вращающимися стальными щетка­ми (при диаметре проволоки более 14 мм). Такой станок (рис. 2.2) состоит из станины, на которой установлены два электро­двигателя. На валах электродвигателей закреплены щетки. Про­тяжка арматуры между щетками производится вручную по на­правляющим роликам. Достоинством станка является простота -конструкции, недостатком — неравномерность очистки прутков.

Рис.2.2 Станок для чистки арматурной стали с простым движением щеток

Также очистка производиться посредством травления в ваннах с водным раствором соля­ной или серной кислоты с последующей про­мывкой в воде и нейтрализацией в известковом растворе.

Правка и резка арматуры выполняется на правильно - отрезных станках-автоматах. На рис. 2.3 показана принципиальная схема такого станка. Проволока с бухты протягивается с помощью вращающихся ро­ликов через правильный барабан, проходит между ножами дискового типа и поступает в выходную часть станка. Конец проволоки, упираясь в кулачок отмеривающего устройства, включает ножи, которые отрезают пруток заданной длины. Скорость резания ножей соответствует скорости вращения роликов, благодаря чему обеспечивается непрерывная правка и резка проволоки. Имеются также станки с периодической подачей про­волоки, где резка осуществляется ножами гильотинного типа. В момент резки проволока находится в неподвижном состоянии, а ролики пробуксовывают, что приводит к их быстрому износу.

Массовая производительность станков с дисковыми ножами соста­вляет (в кг/с)

, (2.1.)

где D — диаметр тянущих ройков, м; ω — угловая скорость тянущих роликов, рад/с; q — масса 1 м арматурной стали, кг; к_пр — коэффициент, учитывающий проскальзывание тянущих роликов (к_пр = 0,95-0,98); к_в — коэффициент использования станка во времени (к_в = 0,90-0,92). Мощность электродвигателя правильного механизма (в Вт)

(2.2.)

где ω — угловая скорость правильного барабана, рад/с; η — к. п. д. передачи; М_кр — крутящий момент на валу правильного барабана, Нм,

(2.3.)

Здесь d — диаметр проволоки, м; — предел текучести арматурной стали, Па; п_пр — число перегибов арматуры роликами в правильном барабане; f — отклонение арматуры роликами от среднего положения в правильном барабане, м; l — расстояние между правильными роликами. Мощность электродвигателя механизма подачи (в Вт)

(2.4.)

где — скорость подачи арматуры, м/с; Р_т — тянущее усилие роли­ков, Н,

. (2.5.)

Здесь μ — коэффициент трения скольжения (μ = 0,18-0,20); β — угол канавки тянущих роликов (β = 45°); Р_н — сила нажатия тянущих роликов, Н.

1 — бухта; 2 — барабан для правки; 3 — тянущие ролики; 4 — нажимной винт; 5 — вращающиеся ножницы; 6 — направляющие приемного устройства; 7 — отмеривающее устройство; 8 — отрезанные стержни; 9 — электродви- гатель привода подачи и резки; 10 — электродвигатель правки.

Рис. 2.3. Принципиальная схема станка-автомата для правки и резки арматурной стали.

Рис.2.4. Схемы правильно – отрезных станков

Упрочнение арматурной стали производится механическим и термическим способами. При механическом способе в материале прутка создаются напряжения, превышающие его предел текучести, что вызывает остаточные изменения в кристаллической структуре металла. При этом несколько ухудшаются пластические свойства материала, но увеличивается его предел текучести при растяжении. Механическое упрочнение материала производится вытяжкой, сплющиванием (профилированием), скручиванием, во­лочением.

Наибольшее распространение получило упрочнение вы­тяжкой на станках с электромеханическим или гидравлическим приводом. На рис. 2.5 дан станок с гидравлическим приводом, состоящий из насосной станции 1, гидродомкрата 2, пульта управ­ления 3, мерной линейки 4 для определе­ния удлинения, захватов 5 и 7 для упроч­няемых стержней и рамы 6. На таком станке упрочняют стержни диаметром 16 .. 40 мм и длиной 6 ... 18м.

Рис. 2.5. Станок для упрочнения арматурной стали вытягиванием

1 — электродвигатель; 2 — редуктор 3 — винт; 4 — гайка; 5 — арматурный стержень; 6 - гидроцилиндр; 7 — поршень; 8 — маховик отключения гид­роцилиндра; 9 — шток с маховиком

Рис. 2.6. Схема гидромеханической установки для вытягивания арматурных стержней.

Рис. 2.7. Волока-фильер

Рис. 2.8. Станок для гибки арматурных стержней: a—схе­ма гибки стержня; б — кинематическая схема с приводом через зубчатые пары

1-нагреваемый стержень; 2-трансформатор ТС – 500; 3-электростанция ПЭС-50; 4-неподвижный контакт; 5-подвижный контакт; 6-конечный выключатель.

Рис. 2.11. Схема электротермического натяжения стержня

Рис. 2.13. Установка для электротермического натяжения стержней

Рис. 2.14. Схема электротермомеханического натяжения арматуры

Литература

1. Богомолов А.А.Современное смесительное оборудование для производства строительных бетонов.Строительная техника и оборудование.Каталог-справочник,2007.