5.6. Подбор пружин для съемников, сбрасывателей, выталкивателей и прижимов

Пружина должна развивать усилие, достаточное (обычно с запасом до 30 %) для привода съемников, прижимов, толкателей, выталкивате­лей и других элементов штампа.

Подбор пружин осуществляется с учетом следующих требований:

• пружины подбираются по требуемому усилию;

• пружины ставятся с предварительным поджатием (20 + 25 % от рабочего усилия);

• величина предварительного сжатия F_пpнаходится по графику

(рис. 20);

• пружина после предварительного поджатия должна обладать ве­личиной сжатия (F−F_n„) достаточной для того, чтобы обеспечить рабо­чий ход съемника или выталкивателя и иметь некоторый запас на уменьшение высоты вследствие перешлифовки штампа, а также на слу­чай неточной регулировки шатуна пресса.

Рис. 20. Зависимость усилия Р от величины сжатия F при работе пружин

В тех случаях, когда пружины нельзя подобрать из числа нормали­зованных, расчет основных параметров цилиндрических пружин произ­водится по следующим формулам.

Максимальное усилие, развиваемое пружиной:

(31)

где − допускаемая наибольшая рабочая нагрузка;

d − диаметр проволоки;

−допускаемое напряжение при кручении, принимаемое для пру­жинной стали равным 50 кг/мм²;

D_cp − средний диаметр пружины (D_cp = D − d).

При проектировании задаются диаметром проволоки и наружным диаметром пружины (а для съема и прижима также числом пружин).

Рис. 21. К расчету пружин

Полный прогиб одного витка пружины:

(32)

где f – прогиб одного витка;

G – модуль упругости при кручении ( G= 7500−8000 кг/мм²).

Полное сжатие всей пружины:

F=n·f,

где n – число витков пружины.

Шаг витков

t=d+f.

Число витков пружины (рабочих)

(33)

где L– длина пружины в свободном состоянии в мм, определяемая как:

L= (n+1,5)·d+n·f.

Длина пружины при полном сжатии

L_сж = (n+1,5)·d.

Приведенные формулы действительны при

Так как сила пружины изменяется по линейному закону, то при данной величине сжатия (при величине, например, предварительного поджатия) пружина развивает усилие:

где F₁, - фактическое сжатие пружины

Размеры резинового буфера выбирают в зависимости от требуемо­го усилия и величины сжатия буфера (величина хода съемника, вытал­кивателя или прижима) (рис. 22).

Рис. 22. К расчету резинового буфера

Наружный диаметр и высоту буфера определяют исходя из необ­ходимого усилия:

(34)

где D− наружный диаметр буфера;

d− диаметр отверстия в буфере, например, под пуансон;

Р_с − требуемое усилие (усилие съема, выталкивания или прижима);q- давление резины при предварительном сжатии на 20 %;

Н − высота буфера в свободном состоянии;

L− рабочий ход съемника, выталкивателя или прижима.

Размеры буфера должны приниматься такими, чтобы максималь­ное сжатие его было не больше 30 % от первоначальной высоты.

Отношение высоты буфера к его диаметру должно находиться в пределах:

Если , буфер разделяют на части (кольца), между которы­ми прокладывают стальные шайбы.

При конструктивном подборе размеров буфера, усилие, развиваемое резиновым буфером, можно определить по формуле:

P=q·F,

где Р − усилие;

q− давление резины (q= 20 ÷ 35 кг/см²) в зависимости от твердости резины;

F−площадь поперечного сечения буфера.