Алгоритм расчета манипуляционной системы на ПЭВМ. Расчет возвратной пружины пневмопривода, страница 2

                                                                                 1    2

                       

                                                      

       l

 

    =0                i=1

 

                       <0    , см

                                  где i-шаг расче-

                                  та (i=1,2,...,n)

 

 

      

 

  

               

 

 

 

 

Продолжение рис. 2.10.

- 34 –

 

 

Печать

   ; ; ; ; ; l; ; ; ;

 ; ; ; ;; ; ; ; .

 

Продолжение рис. 2.10.

З. РАСЧЕТ ВОЗВРАТНОЙ ПРУЖИНЫ ПНЕВМОПРИВОДА

3.1 Требования на изготовление и применение

пружин сжатия

    Винтовые цилиндрические пружины сжатия можно отнести к типовым элементам машин и механизмов. Это следует из разработанных в машиностроении требований [1] по их изготовлению, расчету и применению.

    Пружины разделяются на классы (I, II и III), которые в свою очередь подразделяются на разряды (1, 2 и 3), табл. 5.2. Принадлежность пружины к соответствующему классу устанавливается относительно выносливости Nв, измеряемой в циклах нагружения и условием, которым определяем отсутствие соударения валиков

                                                              ,              (3.1)

где n0 -установленная из технологических условий работы механизма             скорость перемещения подвижного конца пружины, м/с;

nкр  –критическая   скорость   перемещения   подвижного   конца

- 35 -

пружины, при которой от сил инерции происходит соударение витков, м/с.

   Пружины I класса имеют лучшую выносливость Nв, для них расчетные напряжения и свойства сталей проволоки установлены стандартом при n0 /nкр£  1 с учетом силы P1 упругости пружины при предварительной деформации

                                            ,                (3.2)

где  Р3 -сила упругости пружины при максимальной деформации, кгс.

   Пружины II класса могут длительно прибывать в деформированном состоянии и воспринимать периодические силы нагружения со скоростью n0 < nкр. В зависимости от расположения и величин рабочих участков при n0 /nкр£  1 пружины могут применяться в условиях как неограниченной, так и ограниченной выносливости Nв.

    Пружины III класса имеют ограниченную выносливость Nв и рассчитаны на предельно высокие касательные напряжения кручения t3, к которым при n0 /nкр >  1  добавляются контактные напряжения от соударения витков. Такие пружины имеют ограниченную область применения, и при расчетах рассматриваться не будут.

    Пружины изготовляются из специальных марок сталей (табл. 5.2) и проволоки I, II и IIА классов, механические свойства которых приведены в табл. 5.3.

    Проволока I класса применяется для изготовления пружин I и II классов, разряда 1, используемых при температуре от -60°С до +120°С. Она имеет высокую разрывную прочность, но от волочения и навивки при касательных напряжениях кручения t3 > 0,Зsв при нагружении пружин образуются остаточные деформации.

    Проволока II и IIА классов применяется для изготовления пружин I и II классов, разряда 2 и в отличие от проволоки I класса имеют повышенную пластичность и меньшую прочность при разрыве. Проволока    класса    IIА    в    отличие    от    проволоки    класса    II

- 36 -

имеет более высокую точность размеров, содержит меньше вредных примесей в металле и имеет повышенную пластичность. Пружины, изготовленные из проволоки IIА класса, преимущественно используются при температуре от -180°С до +120°С.

    Пружины I и II классов, разряда 3 изготовляют из специальных марок сталей, свойства которых соответствуют условиям их применения.

    Сталь марки 65Г имеет повышенную склонность к образованию закалочных трещин. Ее применяют с целью снижения стоимости пружин при массовом производстве, и когда их поломка не вызывает нарушение функционирования деталей машин  при температуре от -60°С до +120°С.

    Сталь марки 50ХФА имеет повышенную теплоустойчивость, высокую упругость и вязкость. Преимущественно ее применяют для изготовления пружин, используемых при температуре от -180°С до +250°С.

    Сталь марки 65С2ВА имеет высокие упругость, вязкость, и повышенную прокаливаемость. Применяется для изготовления пружин, работающих при температуре от -60°С до +120°С и при n0 > 6 м/с. Служит лучшим материалом для пружин III класса.

    Сталь марки 60С2А имеет высокую упругость, вязкость,  и недостаточную прокаливаемость при сечении проволоки d> 20 мм. широко применяется для пружин I и II классов, работающих при температуре от -60°С до +120°С и при n0 < 6 м/с.

    В зависимости от назначения пружин, их изготовляют навивкой в горячем и в холодном состоянии проволоки.

    Качество проволоки должно соответствовать параметрам шероховатости поверхности, устанавливаемых требованиями к прочности и надежности пружин. Требуемое качество проволоки достигается полированием и шлифованием ее поверхности.

    Проволоку для пружин I и II классов изготовляют нормальной и повышенной точности, а для пружин IIА класса только повышенной точности. Допустимые отклонения размеров по диаметру проволоки устанавливаются по ГОСТ.

- 37 –

3.2. Расчет и выбор параметров пружины сжатия

    В пневмоприводе захватной головки возвратная пружина используется в качестве аккумулирующего устройства, конструкция, геометрическая форма и принцип действия которой соответствует винтовым цилиндрическим пружинам сжатия. Ее расчет выполним по типовой методике [1] с учетом стандартных параметров витков пружин I и II классов (табл. 5.4; табл. 5.5) и с учетом параметров (Р2, Dт, hш, Fo) манипуляционной системы.

    Принадлежность пружины к соответствующему классу предварительно определяем из табл. 5.2. по фактическому числу циклов Nф нагружения захватной головки при ремонте тележек на предприятии

                               ,           (3.3)

где  Aт -программа ремонта тележек;

nт -количество двухрядных пружин в рессорном комплекте одной             тележки;

kt-количество    манипуляций    с        двухрядной    пружиной

           (kт = 2  -снять с тележки и поставить на тележку);

Tc   -период эксплуатации захватной головки;

nг -количество используемых захватных головок при ремонте   тележек.

    Граничные значения силы упругости пружины сжатия при максимальной деформации определим с учетом установленного интервала относительно инерционного зазора для витков

 ,     (3.4)

где dmax; dmin  -минимальная и максимальная величины относительно                   инерционного зазора соответственно.

- 38 -