Ляшук О.Л., Скиба О.П., Палюх А.Я. // Вісник ТДТУ. — 2010. — Том 15. — № 1. — С. 102-106. — (машинобудування, автоматизація виробництва та процеси механічної обробки).
УДК 621.369
А. Дячун, канд. техн. наук; О. Ляшук, канд. техн. наук;
О. Скиба; А. Палюх
Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя
ДОСЛІДЖЕННЯ СИЛОВИХ ПАРАМЕТРІВ
ФОРМОУТВОРЕННЯ ГВИНТОВИХ ЗАТИСКНИХ ЕЛЕМЕНТІВ
Резюме. Розглянуто процес навивання профільних стрічок на оправу. Досліджено силові параметри процесу формоутворення гвинтових затискних елементів, визначено напруження у матеріалі заготовки і момент гнуття у процесі навивання, момент обертання оправи та силу гнуття. Зображено графічні залежності моменту гнуття від конструктивних параметрів гвинтових затискних елементів. Ключові слова: гвинтовий затискний елемент, технологічний процес, стрічка.А. Dyachun, O. Lyashuk, O. Skyba, A. Palyuh
INVESTIGATION OF FORCE PARAMETERS OF FORMING SPIRAL
CLAMPING ELEMENTS
The summary. The process of wending profile ribbons on mandrel is reviewed. The force parameters of
process forming spiral clamping elements are investigated, the stresses in the material of blank, the moment of bending, the moment of rotating and the force of bending during wending process are presented. The graphics of depending of bending moment from construct parameters of spiral clamping elements are developed.
1 – оправа; 2 – притискний ролик; 3 – стрічка; 4 – гвинтовий елемент У процесі навивання відбувається зближення трапецієвидних пелюстків стрічки на внутрішньому діаметрі і розтяг волокон полички на зовнішньому діаметрі гвинтового елемента. Тобто в зоні полички виникають лише деформації розтягу. Визначимо момент згину стрічки в цій зоні, розглянувши процес деформації у гарячому стані. Як відомо, радіальні напруження, що виникають у поличці стрічки, визначають за формулою [1] ln s R ρ
σ
βσ
ρ
= − ⋅ . (1) Тангенціальні напруження у зоні розтягу 1 ln s R θσ
βσ
ρ
= ⋅ − . (2) Згідно з розрахунковою схемою на рис. 1 радіус гнуття заготовки змінюється від r1 до r(x), де 1 ( ) r x = + ⋅r x tgα
. (3) Зовнішній радіус гнуття заготовки 1 ( ) cos s R x r x tgα α = + + ⋅ . (4) Значення моменту гнуття під час навивання із підігрівом визначаємо як інтегральну суму по висоті заготовки елементарних моментів від тангенціальних напружень, враховуючи формули (2), (3), (4): 1 1 cos 1 0 cos 1 ln s r x tg H s r x tg s r x tg M d dx α α αα
α
βσ
ρ ρ
ρ
+ + ⋅ + ⋅ + + ⋅ = ⋅ − ⋅ ∫
∫
. (5) Після перетворень рівняння (5) одержуємо:(
) (
)
(
)
(
)
1 1 1 3 3 2 1 1 1 2 1 1 1 1 1 [ ( 3 2 2 3 2 ln 3 ) ], s H M bH r b Htg H tg r D tg KH b r K Dtg H r K D C r b K C r b r K D b b r tg β σ α α α α α = ⋅ ⋅ + + + ⋅ ⋅ − + + + − + − − + + − + + − − + + (6) де використано такі позначення: cos s b α = ; K =ln(
r1+ +b Htgα
)
; C=ln(r1+b); D=ln(
r1+Htgα
)
. Згідно з розрахунковою схемою на рис. 1 рівняння рівноваги частини стрічки, що піддається деформації, запишемо наступним чином:по осі x: −FТ1−FТ2⋅cosγ + ⋅N cosγ + ⋅F sinγ = ; 0
по осі y: − +P FТ2⋅sinγ − ⋅N sinγ + ⋅F cosγ = ; 0 (7)
сума моментів: P l⋅ +FТ1⋅Rз+FТ2⋅R0− ⋅N Rc−M = . 0 Сили тертя визначаємо за залежностями P FТ1 =
µ
1⋅ ; (8) F FТ2 =µ
2⋅ . (9) Рівнодіючу нормальних контактних напружень знаходимо за формулою L s F =σ
r ⋅ ⋅ . (10) При відомому моменті гнуттяM
можна знайти усі сили, що виникають у процесі навивання, розв’язавши систему рівнянь (7). У даному випадку(
)
(
1)
2 2 1sin cos sin cos
