Потери усилия прессования на преодоление внешнего трения

Трение частиц порошка о внутренние стенки матрицы, торцевые поверхности пуансонов, а также поверхности других элементов пресс-формы называют внешним трением.

Для его количественной оценки рассмотрим прессовку в простой цилиндрической пресс-форме. Суммарное осевое усилие, действующее на прессовку, будет равно:

где: P – давление прессования; D – диаметр прессовки (внутренней полости матрицы).

Суммарное усилие, приходящееся на боковую поверхность матрицы, соприкасающейся с прессовкой: F_Б = P_Б×p×D×H

где: P_Б – боковое давление; H – высота прессовки.

Сила трения по поверхности соприкосновения прессовки с матрицей численно равна потере осевого усилия, затрачиваемого на ее преодоление:

DF = F_ТР и F_ТР = F_Б×f

где: f – коэффициент трения. Тогда:

,откуда

Обработка многочисленных экспериментальных данных показала, что величина 4×f×x остается практически постоянной в широком диапазоне давлений для данной площади поперечного сечения прессовки и не зависит от давления. С ростом давления наблюдается некоторое увеличение x (в меру повышения связности порошка) и соответствующее уменьшение f (из-за выглаживания поверхности частиц и их притирания друг к другу и к поверхности пресс-формы). Изменение величины 4×f×x составляет всего 3 – 5%.

Полученную формулу следует трактовать следующим образом: доля затрат усилия прессования на преодоление внешнего трения порошка прямо пропорциональна высоте прессовки и обратно пропорциональна ее диаметру (поперечному размеру).

Доля усилия прессования, затрачиваемая на преодоление внешнего трения, может достигать значительной величины: 60 – 70% и даже приближаться к 100%.

Приведенный выше вывод формулы для величины DF/F не совсем строгий, поскольку он не учитывает изменение бокового давления по мере удаления от прессующего пуансона как раз из-за потерь на преодоление внешнего трения.

В некотором сечении прессовки, находящемся на расстоянии h от прессующего пуансона:

где: F – усилие, действующее непосредственно под прессующим пуансоном.

или:

Межчастичное трение, коэффициент которого может в несколько раз превосходить коэффициент внешнего трения, при прессовании играет существенную роль, так как на его преодоление также затрачивается работа, но давление по высоте остается неизменным (идеальный процесс). Таким образом, межчастичное трение, определяя уровень достигаемой плотности (относительной плотности) заготовки, не приводит к неравномерному ее распределению.

Дата добавления: 2015-12-08