Молот. Эскизы-описания

Причины ремонтов фундамента: Ремонт в начале 2000 г. пришлось произвести потому, что дно колодца, в котором находился шабот, не выдержало и провалилось – шабот осел. Кроме того было частично оборваны анкерные шпильки. При ремонте укрепили дно колодца под шабот, заменили шпалы подушки, старые шпильки частично срезали и сваркой в стык, с разделкой кромок приварили новые верхние части шпилек. Выполнили текущий ремонт износившихся деталей. Через четырнадцать лет – три анкерные шпильки на южной станине оборвались без возможности их восстановления. Осталась целой только одна фундаментная шпилька из четырех. Шпильки жесткие, свободная длина шпильки мала, станина тоже жесткая. Нагрузка от удара между фундаментными шпильками практически не распределяется, нагружена только одна, наиболее затянутая шпилька. Ударная нагрузка приводит к образованию усталостной трещины и шпилька рвется. Все фундаментные шпильки обрывает по нижнему торцу гайки, перпендикулярно оси шпильки. Далее рвется следующая наиболее затянутая шпилька. После обрыва на южной станине трех фундаментных шпилек из четырех– молот проработал на одной оставшейся шпильке с резьбой М 52 шаг 5 мм. еще двадцать два месяца.

Этот случай позволил достоверно, экспериментально, определить усилие отдачи станины молота от фундамента. Параметры шпильки: Резьба шпильки М 52 шаг 5 мм. Внутренний диаметр Ф 46,587 мм. Площадь сечения S = 1705 кв.мм. Сталь 30 ГОСТ 1050-88

Предел прочности 50 кгс/кв.мм. Предел текучести 30 кгс/кв.мм. При коэф. запаса К=1,35. Допустимая нагрузка на шпильку F = 30*1705/1,35 = 37889 кгс. Значит ударная сила отдачи на одну станину не превышает 37889 кгс. Шпилек четыре, на одну шпильку нагрузка равна 9472 кгс. Qот = 9472 кгс. Сила отдачи станины при ковке на одну шпильку.

При ремонте, резьбу шпилек увеличили и сталь 30 заменили на сталь 35 ГОСТ 1050-88.

Допустимая нагрузка: Для анкерной шпильке с резьбой М 64 шаг 5 мм.

Внутренний диаметр резьбы 58,587 мм. Площадь поперечного сечения S = 2696 кв.мм.

По ГОСТу предел текучести шпильки из стали 35 Вт = 3150 кгс / кв.см.

Допускаемое напряжение при пульсирующей нагрузке Вп = 1250 кгс/кв.см.

В.И. Анурьев Т1 справочная таблица стр 86.

Допустимое усилие затяжки шпильки Fз = S * Вп / 1,35. Fз = 26,96*1250 / 1,35.

Fз = 24963 кгс. Шпильки прочны.

Для выравнивания нагрузки между шпильками и для гашения удара была предложена:

Кольцевая пружина

Кольцевая пружина для предохранения анкерных шпилек от перегрузок.

Материал пружины Сталь 60С2Н2А ГОСТ 14959-79.

Первый класс – циклическая нагрузка на Пять миллионов циклов

по Анурьеву выпуска 2001 г. – Десять миллионов циклов

из сталей 60С2А и 65С2ВА ГОСТ 14963-69 HRC 46 … 52..

и из стали 50ХФА ГОСТ 14963-69 HRC 44 … 50..

допускаемое касательное для этих сталей не более 56 кгс/кв.мм.

Применим сталь 60С2А ГОСТ 14959-79. Предел текучести 143 кгс/кв.мм.

Предел прочности 163 кгс/кв.мм. Ресурс принимаем = 5000000 циклов.

Допускаемое напряжение на растяжение Вд = 9600 кгс / кв.см.

Закалка с 870 градусов в масло затем отпуск с 420 градусов..

Рассчитываем наружное кольцо пружины при работе испытывающей напряжения

растяжения. Внутренняя пружина испытывает напряжения сжатия – что менее опасно.

Величины напряжений и деформация при равенстве поперечных сечений одинаковы.

Поэтому внутреннее кольцо считать не будем.

Кольцевая пружина – внешнее кольцо.

Pii = 3,1415926 … Число Пи…

Е = 2000000 кгс / кв.см. Модуль упругости стали..

Максимальное осевое усилие вдвигающее конус в коническую расточку кольца принимаем равной: Q = 20000 кгс. При силе отдачи станины на одну шпильку равной

Qот = 9472 кгс.

Предполагаемый коэф. трения на конусе: Ктр = 0,1.. ( вибрация уменьшает трение)..

Угол трения: Gt = arctan ( 0,1 )… Gt = 5,6666666o…

Наружный диаметр кольца: Ф = 130 мм.

Внутренний цилиндрический участок: Фв = 104 мм. Длина Lв = 3 мм.

Полная высота кольца пружины L = 15 мм.

Коническая расточка внутреннего диаметра:

Угол: Образующая – Ось кольца: G = 20o.. Высота расточки Lк = 12 мм.

Наибольший диаметр расточки: Фк = ( Lк x 2 x ( tan 20o )) + Фв.. Фк = 112,7353 мм.

Площадь поперечного сечения кольца пружины: S = 1,68794 кв.см.

Объем кольца пружины: V = 62,8739 куб.см.. Масса = 0,49356 кг…

Средний диаметр кольца пружины: Фср = V / ( S x Pii )…

Фср = 62,8736 / ( 1,68794 x 3,1415926 ) .. Фср = 11,85662 см… Фср = 118,5662 мм.

Gsf = 461030/2725231222…

Так как угол трения значительно меньше угла конуса – при снятии нагрузки пружина

вернется в исходное положение.. При этом часть энергии израсходуется на трение на

конусе – поэтому колебания при снятии нагрузки быстро затухнут..

Удельное давление на кольцо при внедрении конуса:

.g = Q / ( Pii* Ктр*L* Фср*((0,34202/ Ктр)+0,9397)).. В.С. Поляков стр, 156..

Где: 0,3420201 – синус 20 градусов. 0,9397 – косинус 20 градусов..

20 градусов – угол осевая – образующая конуса.

.g = 20000 / ( Pii* 0,1*1,5*11,85662 *4,36).. .g = 821 кгс/кв.см.

Расчет ведем по формулам для цилиндра под давлением. По Даркову стр 674…

Радиальное напряжение:

X=g*Rv*Rv/((Rn*Rn)-(Rv*Rv))

Y=Rn*Rn/(Rv*Rv)