Файл: Бекин, Н. Г. Станки для сборки автомобильных покрышек конструкция и расчет.pdf

воздействия давления дублирования. Экспериментально полу­ чена следующая зависимость между временем однократного воздей­ ствия давления на материал и суммарным временем:

t — — cos [о, 16 I

С учетом изложенного выше продолжительность действия давления при прикатке составит

Аналитический расчет рсР по формулам (59) и (60) затрудни­ телен, поэтому было подобрано полуэмпирическое уравнение вида

показали, что в интервале изменения параметров прикатки де­ талей покрышек на сборочных станках в производственных ус­ ловиях погрешность при вычислении по выражению (69) не пре­ вышает 6,5% от точного значения.

Подставляя уравнения (62) и (63) в выражение (48), получим

GjA (1,2562 — 0,05).

60 In £

Итак, по уравнению (64) можно рассчитывать интенсивность нагрузки, необходимую для получения заданного коэффициента

130

достижения контакта (или заданной прочности связи) при прикатке резинокордных деталей.

Прикатка деталей покрышек на барабане сборочных станков является динамическим процессом. Его динамичность вызвана в ос­ новном неровностями (выступами) на поверхности сборочного барабана. При набегании прикаточного ролика на неровность усилие прикатки резко возрастает (возникает удар). Максималь­

где kg — коэффициент динамичности.

На Ярославском шинном заводе были произведены замеры действительных величин неровностей на поверхности сборочных барабанов и замеры обработаны методом математической статисти­ ки. Результаты расчета показы­ вают, что с доверительной веро­ ятностью В = 0,95 ч-90% все не­ ровности на барабанах находятся в пределах от —2,05 мм до 1,87 мм.

Максимальный по абсолютной ве­ личине предел и будет служить исходным значением величины не­ ровности h для расчета динамич­ ности процесса.

При проведении эксперимен­ тальных исследований процесса прикатки получены зависимости коэффициента динамичности от па­ раметров этого процесса. Коэффи­ циент динамичности возрастает

с увеличением скорости прикатки, величины неровностей на по­ верхности барабана и уменьшением радиального усилия прикатки и калибра (толщины) дублируемых деталей. Анализ полученных данных позволил подобрать для коэффициента динамичности эмпирическую зависимость

По уравнениям (65) и (66) можно определять максимальные усилия прикатки, необходимые для расчета деталей прикатчика на прочность и жесткость.

При сбегании ролика с неровностей могут возникать неприкатанные участки. Эти участки характеризуются низкой (даже нулевой) прочностью связи между деталями и наличием неуда­ ленного воздуха на границе раздела деталей.

Рассмотрим случай сбегания ролика с выступа высотой h 0. Расчетная схема, соответствующая данному случаю, дана на рис. 95,

Условно принимаем, что барабан неподвижен, а ролик движется в горизонтальном направлении со скоростью v, равной окружной скорости барабана v6 (скорости прикатки). Ролик прижимается

кматериалу с усилием Q, соответствующим усилию прикатки. Решив задачу о свободном движении ролика под действием

усилия прикатки Q, получаем уравнение для времени соскока ролика

Длина /н неприкатанного участка может быть найдена из зависимости

Данная формула получена без учета упруговязких свойств прикатываемого материала, т. е. для случая качения ролика по жесткому основанию. С учетом вмятая ролика в материал длина неприкатанного участка фактически уменьшается на величину

X! = V 2 7н (см. рис. 94), тогда

Максимальная скорость прикатки, при которой обеспечивается качественное дублирование (отсутствуют неприкатанные участки), определяется из условия, что /н = 0:

Вследствие сравнительно больших размеров ролика, не учи­ тываемых при выводе формулы (67), даже при v 0 будет оста­ ваться неприкатанный участок, равный:

а) без учета вмятая ролика в материал /н = ]/Л2/'/г0 при/г0^ г ;

б) с учетом вмятая /н = ]/ 2r (Н -{- h0). Окончательно имеем

(69)

Таким образом, при теоретическом и экспериментальном исследовании процесса дублирования установлено, что:

качество дублирования может быть определено как прочностью связи между деталями, так и величиной коэффициента достиже­ ния контакта;

с увеличением усилия прикатки (интенсивности нагрузки) и с уменьшением радиуса прикаточного ролика прочность связи между деталями (величина коэффициента достижения контакта) возрастает;

132

с увеличением скорости прикатки до 400—500 см/с прочность связи (при прочих равных условиях) возрастает, дальнейшее увеличение скорости прикатки вызывает снижение прочности связи;

получены и экспериментально проверены уравнения, связы­ вающие коэффициент достижения контакта (прочность связи между деталями) со средним давлением и временем его действия, уравнения для расчета среднего давления и эффективного времени действия давления при прикатке деталей роликом;

получены уравнения, позволяющие рассчитать коэффициент динамичности процесса прикатки и влияния неровности поверх­ ности, скорости и усилия прикатки на равномерность прочности связи между деталями.

С учетом полученных уравнений и экспериментальных данных разработана методика расчета устройств для дублирования ре­ зинокордных деталей.

Методика расчета

Исходные данные для расчета. К заданию на разработку станка обычно прилагают и спецификации покрышек, собираемых на данном станке. На основании данных спецификаций определяют: диаметр сборочного барабана D в см; ширину слоев корда В в см; количество одновременно прикатываемых слоев корда п и п 2, пу; количество необходимых прикаток у; калибр (толщину) слоев корда бх, б2, . . ., 6т в см; тип (марку) корда; шифр резиновой смеси и состав, ее.

По исходным данным выбирают конструкцию и определяют радиус прикаточного ролика, скорость прикатки деталей, величину относительной осевой подачи ролика и скорость его осевой по­ дачи, интенсивность нагрузки прикаточного ролика и радиальное усилие прикатки, мощность двигателя прикатчиков и расчет привода механизмов, максимальное усилие прикатки.

Выбор конструкции и радиуса прикаточного ролика. Для при­ катки резинокордных деталей используют прикаточные ролики цилиндрической и торовой форм. Первые применяют для при­ катки деталей покрышки только на цилиндрической части бара­ бана. Такие ролики могут быть достаточно широкими и позволяют назначать большие относительные подачи без снижения качества прикатки, что повышает производительность процесса.

Торовые ролики используют для прикатки деталей как на цилиндрической, так и нецилиндрической поверхности барабана. Однако при использовании торового прикаточного ролика, от­ носительная осевая подача которого мала, производительность процесса прикатки меньше, чем для цилиндрического ролика.

При проектировании механизмов, предназначенных для при­ катки деталей как по цилиндрической, так и по бортовой части каркаса покрышки, целесообразно снабжать их цилиндрическими

133

и торовыми роликами, т. е. проектировать комбинированные прикатчики.

Для уменьшения влияния динамичности процесса прикатки на качество дублирования деталей покрышки следует применять ролики с эластичными амортизаторами.

Удельное давление в области контакта ролика с дублируемым материалом, а следовательно, и прочность связи между деталями возрастают с уменьшением радиуса прикаточного ролика, поэтому рекомендуется выбирать диаметр ролика наименьшим (в пределах

100—200 мм).

Выбранный радиус ролика г в см.

Скорость прикатки (частота вращения сборочного барабана) влияет на прочность связи. На основании данных эксперимента показано, что максимальная прочность связи между деталями достигается при скоростях прикатки 400—600 см/с.

Перед определением основных параметров процесса прикатки предварительно выбирают скорость прикатки в указанных пре­ делах (v в см/с).

Относительная осевая подача представляет собой перемещение ролика за один оборот барабана в долях от его ширины и может быть определена по формуле

зом, чтобы получить достаточную прочность связи между дубли­ руемыми деталями при высокой производительности работы обо­ рудования. При малой относительной осевой подаче снижается производительность, при большой величине относительной осевой подачи несколько уменьшается прочность связи между дублируе­ мыми деталями. На основании экспериментальных данных для прикаточных роликов цилиндрической и торовой форм следует прини­ мать относительную осевую подачу в пределах: s << 0,8—0,85 для цилиндрического ролика; s </ 0,5—0,6 для торового ролика.

Интенсивность нагрузки на ролик. Интенсивность нагрузки — усилие, приходящееся на единицу ширины ролика, определяется из условия достижения необходимого контакта между дублиру­

где g — интенсивность нагрузки в кгс/см;

134

рактеризующие упругие свойства материалов дублируемых де­ талей, в кгс/см2; р х; р 2 — удельные коэффициенты, характери­ зующие неупругие свойства материала, в кг*с/см2; б = Щ§у — толщина одновременно дублируемых слоев корда в см; 2А — средняя высота неровностей на поверхности дублируемых де­ талей в см; k — коэффициент достижения контакта.

На основании опытных данных коэффициент достижения контакта принимает в пределах 0,5 с k ^ 0,8. Если покрышки предназначены для работы при высоких скоростях и нагрузках, то k = 0,65^0,8, для других случаев k = 0,5-т-0,7. Не рекомен­ дуется k > 0 ,8 , так как для обеспечения такого значения k по­ требуется большая интенсивность нагрузки, что может вызвать разрушение дублируемых деталей покрышки при набегании ролика на неровную поверхность сборочного барабана.

В соответствии со спецификацией покрышки по табл. 6 находим значения коэффициентов Gx; G2; цх; р 2'>2Л.

Действительный корень уравнения (28) определяем из выраже­ ния

135