Спосіб створення корпусу робочого циліндра гідравлічного преса раціональної конструкції

Реферат: UA 70738 U UA 70738 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Корисна модель належить до галузі машинобудування, а саме до обробки матеріалів тиском, і може знайти застосування при створенні та подальшій експлуатації ковальськоштампувального обладнання з гідравлічним приводом. Відомі конструкції корпусів циліндрів гідравлічних пресів, які складаються з циліндричної, фланцевої та донної частин, і в яких виконується профілювання фланцевої [1] і донної [2] частин корпусу з утворенням необхідних профілів за відповідними залежностями. Недоліком такого профілювання корпусів циліндрів гідравлічних пресів є відсутність комплексного підходу при проектуванні корпусу циліндра для конкретного преса з урахуванням всіх конструктивних особливостей. Відомий також, найближчий аналог, спосіб проектування корпусу робочого циліндра гідравлічного преса [3], згідно з яким визначають величину товщини циліндричної частини циліндра, виходячи зі значень номінального зусилля преса, номінального тиску робочої рідини та механічних властивостей матеріалу корпуса. В залежності від товщини стінки визначають товщини фланцевої і донної частин та висоту бурта фланця. На базі розрахованих параметрів здійснюють перевірку на міцність донної, циліндричної та фланцевої частин корпуса циліндра. Загальними суттєвими ознаками відомого і способу, що заявляється, є наступне: визначають величину товщини циліндричної частини циліндра, виходячи зі значень номінального зусилля преса, номінального тиску робочої рідини та механічних властивостей матеріалу корпуса, визначають в залежності від товщини стінки товщини фланцевої і донної частин та висоту бурта фланця, здійснюють на базі розрахованих параметрів перевірку на міцність донної, циліндричної та фланцевої частин корпуса циліндра. Для цього процесу характерним є те, що при проектуванні не здійснюють оптимізацію конструкції корпусу циліндра, спрямовану на підвищення його міцності та довговічності. В основу корисної моделі поставлена задача: підвищення міцності та довговічності корпусу робочого циліндра гідравлічного преса за рахунок технічного результату, що полягає у здійсненні оптимізації конструкції корпусу циліндра. Поставлена задача вирішується тим, що виконують спряження відповідних наріжних та внутрішніх поверхонь корпусу з утворенням виточок, галтелей, вибірок та інших конструктивних елементів профілювання, що мають зменшені коефіцієнт концентрації напруг та місцеві напруги у перехідних зонах, після чого здійснюють остаточну перевірку напруженого стану корпусу. За рахунок здійснення профілювання внутрішніх та наріжних поверхонь корпусу та остаточну перевірку його напруженого стану забезпечується оптимізація конструкції корпусу циліндра. Як результат цього - підвищуються міцність та довговічність корпусу робочого циліндра гідравлічного преса. Запропонований спосіб здійснюється в такій послідовності дій: - визначають величину товщини циліндричної частини циліндра, виходячи зі значень номінального зусилля преса, номінального тиску робочої рідини та механічних властивостей матеріалу корпуса; - в залежності від товщини стінки визначають товщини фланцевої і донної частин та висоту бурта фланця; - на базі розрахованих параметрів здійснюють перевірку на міцність донної, циліндричної та фланцевої частин корпуса циліндра; - здійснюють профілювання внутрішніх та наріжних поверхонь корпусу; - здійснюють остаточну перевірку напруженого стану корпусу циліндра. Приклад здійснення способу. Створити корпус робочого циліндра гідравлічного преса раціональної конструкції можна наступним чином. 1. Визначають величину товщини циліндричної частини циліндра, виходячи зі значень номінального зусилля преса Рп, номінального тиску робочої рідини ра та механічних властивостей матеріалу корпуса. Активна площа плунжера Fпл робочого циліндра та його діаметр Dпл дорівнюють Fпл  n  Rmp pa ; Dпл  Fпл , 0,785 де Rmp - сила тертя в манжетах робочого циліндра (Rmp = (0.05-0.06)· Рп), МН. Визначають наріжний та внутрішній діаметри корпуса робочого циліндра 55 Dвн = Dпл+ 15-20мм; rн  rвн    , 3pa де Dвн - внутрішній діаметр корпуса циліндра, м; . DH - наріжний діаметр корпуса циліндра (DH=2 rH), м; 1 UA 70738 U 5 10 15 20 25 30 rвн, rн - внутрішній та наріжний радіуси корпуса циліндра відповідно (rвн - Dвн / 2), м; [σ] - допустима напруга розтягнення матеріалу корпуса циліндра, МПа. Визначають товщину стінки циліндричної частини корпуса циліндра tcm=rн-rвн. 2. В залежності від товщини стінки tcm визначаютьтовщини фланцевої bб і донної hдн частин та висоту hб бурта фланця . . . hдн=(1.5-2.0) tст; hб = (1.1-1.2) tcm; bб = (0.3-0.6) tcm. 3. На базі розрахованих параметрів здійснюють перевірку на міцність донної, циліндричної та фланцевої частин корпуса циліндра методом кінцевих елементів або за допомогою аналітичних залежностей. В останньому випадку при визначенні напруг: - в донній частині враховують послаблення конструкції днища отвором для підводу робочої рідини; - в циліндричній частині перевіряють рівень еквівалентних напруг на внутрішніх волокнах стінок корпуса циліндра (як найбільш навантажених) за методом Ляме; - в фланцевій частині визначають напруги зминання опорної поверхні фланця та зрізу його бурта. За результатами оцінки напруженого стану при необхідності коректують вище згадані параметри корпуса циліндра. 4. Здійснюють профілювання внутрішніх та наріжних поверхонь корпусу. Виконують спряження відповідних наріжних та внутрішніх поверхонь корпусу з утворенням виточок, галтелей, вибірок та інших конструктивних елементів профілювання, що сприяють суттєвому зменшенню коефіцієнта концентрації напруг та місцеві напруги у перехідних зонах. 5. Здійснюють остаточну перевірку напруженого стану корпусу циліндра. Наведений приклад підтверджує досягнення технічного результату - а саме: підвищення міцності та довговічності корпусу робочого циліндра гідравлічного преса. Джерела інформації: 1. Патент 23852301 России, МПК В30В 15/06. Цилиндр гидравлического пресса/ В.В. Беспалов, Королев С.А. и др. - Заявл. 27.07.2007; Опубл. 27.03.2010, Бюл. № 9. 2. Патент 2358873 России, МПК В30В 15/04. Корпус рабочего цилиндра мощного гидравлического пресса/ В.В. Беспалов, Блик Ф.С., Королев С.А. и др. - Заявл. 27.07.2007; Опубл. 20.06.2009, Бюл. № 17. 3. Добринский Н.С. Гидравлический привод прессов.- М.: Машиностроение, 1975. - С.84-90. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 35 40 45 Спосіб створення корпусу робочого циліндра гідравлічного преса раціональної конструкції, який полягає у визначенні величини товщини циліндричної частини циліндра, виходячи зі значень номінального зусилля преса, номінального тиску робочої рідини та механічних властивостей матеріалу корпуса, визначенні в залежності від товщини стінки товщини фланцевої і донної частин та висоти бурта фланця, здійсненні на базі розрахованих параметрів перевірки на міцність донної, циліндричної та фланцевої частин корпуса циліндра, який відрізняється тим, що виконують спряження відповідних наріжних та внутрішніх поверхонь корпусу з утворенням виточок, галтелей, вибірок та інших конструктивних елементів профілювання, які мають зменшені коефіцієнт концентрації напруг та місцеві напруги у перехідних зонах, після чого здійснюють остаточну перевірку напруженого стану корпусу. Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2