Главная страница Случайная страница
КАТЕГОРИИ:
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Общие сведения. Основным методом изготовления деталей в химическом аппаратостроении является гибка листового проката
|
|
Основным методом изготовления деталей в химическом аппаратостроении является гибка листового проката, выполняе-мая большей частью на валковых листогибочных машинах. От правильности выбора технологии гибки листового проката во многом зависят трудоемкость изготовления аппарата и его эксплуатационные характеристики.
Изготовление листовых деталей путем изгиба между валками имеет значительные преимущества перед выполнением подоб-ных операций на прессах и в штампах. В первом случае прак-тически отпадает надобность в изготовлении оснастки, либо требуется оснастка очень простого исполнения. Так, например, технологический анализ двух методов изготовления толсто-стенных обечаек штамповкой на прессах и гибкой листа на вал-ковой листогибочной машине показывает значительные преимущества последнего (табл. 5.1).
Таблица 5.1 – Сравнительная трудоемкость изготовления
обечаек
| Метод изготовления | Норма времени (час) на изготовление одной обечайки диаметром, мм | ||
| Гибка | 9, 6 | 11, 4 | 12, 0 |
| Штамповка | 79, 4 | 104, 4 | 108, 5 |
Возможность изгиба на валковой листогибочной машине не только листового проката, но и различных видов профильного проката делает этот вид оборудования универсальным и практически незаменимым в условиях аппаратостроения.
Гибка осуществляется посредством пластического изгиба при перемещении заготовки между вращающимися валками. Зона деформаций в данный момент времени охватывает небольшой участок заготовки и в процессе деформирования непрерывно перемещается по ее длине. Подача заготовки происходит за счет сил трения, возникающих между нею и валками. Техно-логические процессы гибки между валками можно разделить на три вида:
- выполняемые цилиндрическими валками,
- профилированными валками; и
- с применением специальных приспособлений - колец, надеваемых на гладкие валки.
В процессе гибки изменяются механические свойства мате-риала, повышаются прочностные характеристики материала, а показатели пластических свойств падают. В этом случае действительная зависимость между напряжениями 
и деформациями 
наиболее близко аппроксимируется степенной функцией вида:
, (5.1)
где 
и 
- постоянные коэффициенты для данного материала.
Определение коэффициентов производится по следующим формулам:
; (5.2)
, (5.3)
где 
и 
- деформации, соответствующие 
- пределу текучести и 
- пределу прочности.
Значения напряжений и деформаций в формуле (5.3) определяются путем обычных механических испытаний образцов на растяжение или по справочным данным.
В таблицах 5.2 и 5.3 приведены значения и для наиболее распространенных в аппаратостроении марок сталей в холодном и нагретом состояниях. Материал одной марки, но разных поставок может иметь колебания механических свойств в пределах, установленных стандартами. Поэтому коэффициенты и определяются не по предельным, а по средним значениям механических свойств. В этом случае колебания механических свойств материала в меньшей степени отразятся на точности технологических расчетов.
Таблица 5.2 – Механические свойства наиболее
употребительных марок сталей в холодном состоянии
| Марка стали | σ τ , кгс/мм2 | σ в, кгс/мм2 | А, кгс/мм2 | m | n |
| Ст.3 | 47, 7 | 0, 141 | 0, 0057 | ||
| 12Х18Н10Т | 67, 0 | 0, 2 | 0, 0071 | ||
| ЭИ 943 | 67, 7 | 0, 162 | 0, 0081 |
Таблица 5.3 – Механические свойства наиболее
употребительных марок сталей в нагретом состоянии
| Марка стали | t, 0 С | σ τ , кгс/мм2 | σ в, кгс/мм2 | А, кгс/мм2 | m | n |
| Ст.3 | 18, 7 | 21, 3 | 22, 3 | 0, 03 | 0, 0037 | |
| 15, 8 | 16, 4 | 0, 039 | 0, 0035 | |||
| 5, 2 | 6, 4 | 6, 5 | 0, 037 | 0, 0017 | ||
| 12Х18Н10Т | 18, 5 | 56, 7 | 0, 194 | 0, 0065 | ||
| 16, 5 | 38, 5 | 46, 6 | 0, 179 | 0, 0055 | ||
| 39, 3 | 0, 165 | 0, 0046 | ||||
| ЭИ 943 | 52, 9 | 0, 168 | 0, 0063 |
Величина изгибающего момента определяется из уравнения равновесия между внешними и внутренними силами и равна
(5.4)
где 
- радиус изгиба;
- ширина листа;
- толщина листа.
Величина остаточного радиуса 
(после пружинения) опре-деляется по формуле:
, (5.5)
где 
– радиус валка листогибочной машины.
Одной из основных характеристик пружинения заготовки являются ее физико-механические свойства, зависящие от температурного состояния материала. Формулы (5.4) и (5.5) сохраняются и для случая деформирования металлов в нагретом состоянии. В этом случае значения , и 
должны подставляться для соответствующих значений температур. Влияние каждого из указанных параметров на величину пружинения различно. Если модуль упругости 
с повышением температуры изменяется незначительно (табл. 5.4), то значения и , зависящие от предела текучести и предела прочности, при соответствующих значениях температур будут иметь значительные изменения.
Таблица 5.4 – Величина модуля упругости при повышенных температурах
(Е-10 -4 кгс/мм2)
| Марка стали | Температура, °С | ||||||
| Ст.3 | 2, 1 | 2, 05 | 1, 96 | 1, 85 | 1, 73 | 1, 55 | 1, 35 |
| 12Х18Н10Т | 2, 02 | 1, 98 | 1, 93 | 1, 85 | 1, 77 | 1, 69 | 1, 6 |
| ЭИ - 943 | - | - | - | - | - | - | - |
В интервале температур 400-800° С величины радиусов изгиба для различных марок сталей отличаются между собой не более чем на 2%, поэтому величину радиуса изгиба с достаточной для практики точности можно определять по формуле (5.5), используя известные величины коэффициентов , и для стали, например 12Х18Н10Т.