Розрахунок контрольного пристрою з гідро-пластмасою

2.1.2 Розрахунок контрольного пристрою з гідро-пластмасою

Відправні дані для розрахунку

Матеріал пружної тонкостінної втулки – сталь 30ХГС ГОСТ 4543-71 ( МПа,  МПа).

Внутрішній діаметр центрального отвору деталі -  мм.

Зовнішній діаметр бобишки деталі -  мм.

Довжина втулки -  мм.

Вибір номінального діаметра пружної втулки

Номінальний діаметр пружної втулки дорівнює номінальному діаметру базової поверхні деталі -  мм. Допуск на діаметр пружної втулки призначаємо за пасуванням із зазором, приймаємо  мм.

Визначення довжини тонкостінної частини втулки

Згідно рекомендацій [1] приймаємо довжину тонкостінної частини втулки рівною базовій довжині посадного отвору, збільшеної на 5 мм, тобто:  мм.

Розрахунок максимального зазору у спряженні .

Максимальний зазор у спряженні  обчислюють за формулою:

, (2.1.2)

де  - максимальний внутрішній діаметр деталі, мм;  - мінімальний зовнішній діаметр втулки, мм.

, (2.1.3)

, (2.1.4)

де  - граничне верхнє відхилення внутрішнього діаметра деталі, мм;  - граничне нижнє відхилення для втулки.

Згідно прийнятих основних відхилень і квалітетів  мм;  мм.

 мм.

 мм.

 мм.

Визначення допустимої пружної деформації втулки  (збільшення діаметра в її середній частині). Допустиму пружну деформацію втулки  обчислюють за формулою:

, (2.1.5)

де  – коефіцієнт запасу.

 мм.

Перевірка умови:

(2.1.6)

Оскільки  мм   мм, то умова задовольняється, механізм центрує та затискає деталь.

Розрахунок параметрів окремих елементів пружної втулки.

Товщину стінки оболонки  обчислюють за математичною залежністю:

(2.1.7)

 мм.

Ширину посадного пояска  визначають за формулою:

(2.7.8)

 мм.

Приймаємо  мм.

Радіус заокруглення приймаємо конструктивно -  мм.

Рекомендовану висоту робочої частини під заповнення гідро-пластмасою  обчислюють за математичною залежністю:

(2.1.9)

 мм.

Згідно рекомендацій [1] половину висоти порожнини виконуємо у втулці, а другу половину – у корпусі пристрою.

Решту розмірів вибираємо конструктивно.

Визначення максимального крутного моменту , що передається втулкою.

Максимальний крутний момент , що передається втулкою, розраховують за формулою:

, (2.1.10)

де величину  обчислюють таким чином:

(2.1.11)

 мм.

 Н×м.

Розрахунок тиску гідро-пластмаси , необхідного для надійного закріплення заготовки на втулці.

Сумарний тиск гідро-пластмаси , необхідний для надійної фіксації заготовки на втулці, обчислюють за формулою:

, (2.1.12)

де  – тиск, що відповідає первинному контакту оболонки з деталлю, МПа;  - тиск, що залежить від сили різання, МПа.

Тиск, що відповідає первинному контакту оболонки з деталлю,  при  мм >  мм визначають за математичною залежністю:

(2.1.13)

 МПа.

Тиск  дорівнює нулю, оскільки в даному випадку відсутній процес різання. Тоді

 МПа.

Визначення довжини контакту оброблюваної заготовки з втулкою  в момент, коли заготовка закріплена.

Довжину контакту оброблюваної заготовки з втулкою  в момент, коли заготовка закріплена, розраховують, виходячи із таких міркувань.:

Для довгих втулок при :

(2.1.14)

 мм.

Для забезпечення точного центрування та надійного закріплення необхідно витримувати умову:

, (2.1.15)

де .

 - умова задовольняється.

Визначення розмірів і ходу плунжера, що забезпечує необхідний тиск гідро пластмаси. Діаметр плунжера  обчислюють за формулою:

(2.1.16)

 мм.

Приймаємо  мм.

Довжину робочої поверхні плунжера  визначають за формулою:

(2.1.17)

 мм.

Спряження плунжера з отвором в корпусі виконуємо за пасуванням - . Хід плунжера  розраховують за математичною залежністю:

, (2.1.18)

де  - початковий об’єм гідро-пластмаси в пристрої

(2.1.19)

 см³.

 - збільшення об’єму робочої порожнини за рахунок зміни діаметра втулки внаслідок деформації на величину .

(2.1.20)

 см³.

 - об’єм, утворений за рахунок стиску гідро-пласту (0,5 % від початкового об’єму на 100 МПа тиску), тобто:

(2.1.21)

 см³.

 мм.

Розрахунок, виходячи з необхідного тиску гідро-пластмаси та діаметра плунжера, необхідного початкового зусилля на плунжері,

Необхідне початкове зусилля на плунжері,  визначають за формулою:

(2.1.22)

 Н » 1518 Н.