Шток пароповітряного молота

Шток пароповітряного молота, який відрізняється тим, що в ньому виконано порожнину, внутрішній діаметр якої змінюється згідно з Винахід відноситься до машинобудування, зокрема, до обладнання ковальськоштампувального виробництва, а саме, до конструкції падаючих частин пароповітряного молота Відомо конструкцію падаючих частин пароповітряного молота із застосуванням цільного штоку [див Банкетов А Н и др Кузнечно-штамповочное оборудование - М Машиностроение, 1970 - С 14-15 -прототип] Недоліком такої будови є нерівномірний розподіл напруг по довжині штоку у процесі удару і, як наслідок, низька ДОВГОВІЧНІСТЬ штоку Задачею винаходу є підвищення ДОВГОВІЧНОСТІ штоку пароповітряного молота шляхом рівномірного розподілу напруг по довжині штоку у процесі удару Поставлена задача досягається тим, що в штоці пароповітряного молота, згідно винаходу, виконана порожнина, внутрішній діаметр якої змінюється згідно рівняння d = D 1 - ехр де D - ЗОВНІШНІЙ діаметр штоку, k - коефіцієнт перевантаження, і - поточна довжина штоку, у - питома вага матеріалу штоку, [о] - допустима напруга на розтяг або стиск Суть винаходу пояснюється кресленням, де на фіг 1 подано шток пароповітряного молота, в якому виконано порожнину На фіг 2 зображено роз рівнянням d = D 1 - ехр кіу де D - ЗОВНІШНІЙ діаметр штока, k - коефіцієнт перевантаження, £ - поточна довжина штока, у - питома вага матеріалу штока, [а] - допустима напруга на розтяг або стиск поділ максимальних напруг у цільному штоці, на фіг 3 зображено розподіл напруг у штоці, в якому виконана порожнина Діаметр порожнини d є функція довжини ^ , діаметра D і невідомих параметрів qi, ,q s d = d(i,D i q i ,...q s ) (1) Встановимо закон змінювання внутрішнього діаметру За основу розрахунку приймається „статична" модель штоку, в якому виконана порожнина, однакового опору розтягу або стиску Нехай шток стискується силою Р Необхідна площа нижнього перерізу (2) N де [а] - допустима напруга на розтяг або стиск Площу поперечного перерізу на відстані £ від нижнього кінця штоку позначимо через F(/), а вагу частини штоку довжиною £ - через Q ( ^ ) 3 умови, що напруга у цьому перерізі повинна рівнятись допускній Рівняння рівноваги частини штоку довжиною £ запишеться як P + Q(£)=[a]-F(£) (3) Перейдемо до слідуючого перерізу, який знаходиться від першого на відстані d£ Площа цього перерізу F(l)-dF(l), а вага частини штоку, розташованої нижче перерізу, складає Q(l) + yF(l)dl, де у питома вага матеріалу штоку В цьому перерізі напруга також повинна бути допустимою Умова О ю ю 55074 рівноваги частини штоку довжиною £ + d£ запишеться наступним чином Р + Q(i)+ yF(i)d£ = [CT](FM- dF(i)) (4) Віднімаючи вираження (3) з (4), отримуємо yF(i)d£ = -[a]dF(/) (5) або (6) Проштегрувавши цей вираз, знаходимо у£ С lnFW= у£ Н формули Н U) (8) (9) На підставі (9) прийнята статична залежність внутрішнього діаметру штоку молота від [а] з урахуванням перевантаження матеріалу у момент удару d = D 1 - ехр -f[+c Звідси ня ec=Fo, знаходимо закон зміни площі поперечного перерізу порожнистого штоку однакового опору (10) де k - коефіцієнт перевантаження Шток пароповітряного молота передбачено впровадити на AT „Лугцентроков" та інших підприємствах, що експлуатують молоти Економічний ефект від впровадження винаходу забезпечується за рахунок підвищення ДОВГОВІЧНОСТІ штоку Постійну інтегрування С знаходимо з умови, що при і = 0 F(/) = F0 Тоді З формули (8) отримаємо Fo=ec Підставляючи у формулу (8) значен Фіг.1