Оптимальная жесткость деталей

Жесткость оценивается коэффициентом жесткости l, который для случая растяжения-сжатия l_р.сж.=EF/l, для случая изгиба l_и=AEI/l², где Е – модуль упругости материала; F и l – сечение и длинна балки; А – коэффициент, зависит от вида балки и условий нагружения (таблица 2).

Условие равнопрочности деталей, изготовленных из одинакового материала:

- для случая растяжения-сжатия l_р.сж.=EF/l=const;

- для случая изгиба l_и=AEI/l^2.

Из приведенных выражений видно: жесткость зависит от вида балки и нагрузки (коэффициент А лежит в широких пределах от 3 до 192);влияние длинны детали невелико в случае растяжения-сжатия (жесткость обратно пропорциональна первой степени длинны) и значительно при изгибе (жесткость обратно пропорциональна третьей степени длинны); на жесткость влияют размеры и форма сечения (для случая растяжения-сжатия жесткость пропорциональна квадрату, а при изгибе – четвертой степени размеров сечения). Поскольку линейные размеры деталей НК определяются габаритами машин полиграфического оборудования, то жесткость конструкции будет зависеть от формы и размеров сечений деталей.

Оптимальную жесткость деталей необходимо получать способами, не требующими увеличения массы:

- в листовых деталях необходимо вводить обортовки, выдавки, ребра жесткости и другие элементы, повышающие жесткость. Если на обортовки I и II (рисунок 4,а) и выдавки III и IV, то момент инерции I_x таких деталей в зависимости от высоты h оббортовок и выдавок по сравнению с моментом инерции I_x^! листа увеличится от десятков до сотен раз (см. рисунок 4, б, где кривые I-IV относятся к соответствующим профилям);

- для сопряжения стержневых деталей каркасов и рам необходимо вводить косынки, которые значительно повышают жесткость последних;

- необходимо напряжение изгиба в деталях заменить напряжением растяжения-сжатия, вводя дополнительные стержни. Например, прогиб консольной балки 1, имеющей диаметр d (рисунок 5, а), значительно уменьшится, если снизу подпереть ее стержнем 2 (рисунок 5, б), который будет работать на сжатие. При этом диаметр стержня d₁ уменьшится, а общая масса стержней 1 и 2 станет меньше массы стержня с диаметром d;

- необходимо широко применять гнутые профили проката, которые изготовляются из листового материала и являются более экономичными по массе по сравнению со стандартными профилями.

Облегчающие отверстия

Во все детали необходимо вводить облегчающие отверстия, выемки, проточки, чтобы изъять лишний материал, не несущий нагрузки. На рисунке 6, в показана зависимость выигрыша DQ_m массы листовых деталей от введения облегчающих отверстий различных размеров, где а – размеры квадратного отверстия (рисунок 6, а), а d – диаметр круглого отверстия (рисунок 6, б). Из рисунка 6, в видно, что выигрыш DQ_m составляет от 28 до 78%.

---

Дата добавления: 2015-09-05