Giới hạn trọng tải cho các ứng dụng máy chấn

Tôi đang thiết kế một công cụ mới và cần tính toán sức mạnh của nó. Bộ công cụ bao gồm một cổ ngỗng rất sâu để chứa một mặt bích quay sâu (xem Hình 1 ). Tôi đã đề cập đến cột trước của bạn, ” 4 trụ cột của giới hạn trọng tải phanh ép “, trong đó bạn giải thích cách ước tính độ bền của dụng cụ. Tôi đang gặp phải sự khác biệt khi tính toán chiều dài đầy đủ của cú chấn cổ ngỗng (3.100 mm) và giới hạn trọng tải trên mét (1.000 mm).

Tôi đã sử dụng hình minh họa cú chấn từ cột đó (xem Hình 2 ) và công thức liên quan để tính giới hạn tải của cú chấn:

P = Khả năng chống lại áp suất của cú chấn, tính bằng tấn trên mét vuông

T = Chiều rộng của cổ dao tại điểm tiếp tuyến, tính bằng milimét

b = Chiều dài dao tính bằng milimét

Z = (b × T ² ) / 6

P ₁ = (19,98 × Z) / l

P = √ (2 × P ₁ )

Đối với dụng cụ tôi đang thiết kế, T là 33,6 mm và l là 295,1 mm. Đối với chiều dài (b trong công thức), khi tôi tính toán tải trọng trên toàn bộ chiều dài của dụng cụ (3.100 mm) cũng như trên mét (1.000 mm), kết quả khá khác nhau. Khi tôi tính toán với 3.100 mm, tôi nhận được 281 tấn, tôi chia cho 3,1 để được 90,66 mỗi mét. Khi tôi sử dụng 1.000 mm, tôi nhận được 150 tấn mỗi mét Tôi đã áp dụng các công thức này không chính xác chưa?

A: Xem xét bạn đang thiết kế một cú chấn cổ ngỗng rất sâu, tôi hiểu tại sao bạn lại quan tâm đến trọng tải cần thiết và tổng trọng tải của dụng cụ.

Để trả lời câu hỏi của bạn, điều đầu tiên khiến tôi ngạc nhiên là sự khác biệt trong các đơn vị đo lường của bạn. Và không, các độc giả Mỹ của tôi, tôi không nói về hệ mét ở đây. Tôi đang đề cập đến sự khác biệt giữa trọng tải tuyệt đối và trọng tải trên mét hoặc trọng tải trên foot .

Tôi sẽ giới thiệu bạn trở lại cột mà bạn đã trích dẫn. Trong bài viết đó, tôi bắt đầu với tuyên bố sau: “Giống như nhiều khía cạnh của thương mại kim loại tấm, các thuật ngữ có thể gây nhầm lẫn, cách chúng được áp dụng có thể gây nhầm lẫn và phần tệ nhất, việc không hiểu cách tính toán và áp dụng trọng tải có thể dẫn đến dẫn đến một số hậu quả tai hại. ”

Tất cả chúng ta cần phải thông thạo thuật ngữ. Điều này đặc biệt đúng khi nói đến giới hạn tải của dụng cụ phanh. Những tính toán sai lầm có thể gây ra những nguy hiểm cao độ cho người chế tạo, chưa kể đến việc phải trả thêm chi phí thay thế dụng cụ hoặc làm hỏng bộ hãm máy ép. Cho dù bạn đang thiết kế dụng cụ hoặc sử dụng công cụ tại phanh báo chí, hãy ghi nhớ an toàn.

Khi bạn đẩy một dụng cụ phanh báo chí vượt quá giới hạn trọng tải hoặc lực của nó, điều tồi tệ sẽ xảy ra. Bạn có thể bẻ cong hoặc phá hủy quả chấn, làm hỏng phanh máy ép bằng cách làm đảo lộn ram (vượt quá giới hạn tải trọng tâm), và thậm chí có thể phá hủy khuôn dập. Các công cụ mặt đất chính xác cổ điển đã được biết là có thể ném mảnh đạn khi quá tải. Chúng có thể phát nổ và đôi khi văng ra các mảnh rất xa.

Vì vậy, bạn đang tính toán gì, trọng tải tuyệt đối hay trọng tải trên mét? Làm thế nào để bạn biết những gì để tính toán? Điều đó, các bạn của tôi, tất cả phụ thuộc vào những gì bạn cần biết. Đối với nhà thiết kế công cụ, đó là trọng tải tuyệt đối. Đối với các bộ phận kỹ thuật hoặc kỹ thuật viên của cửa hàng việc làm tại công ty phanh báo chí, trọng tải trên mỗi mét hoặc foot mới là vấn đề quan trọng.

Trong trường hợp của bạn, là một nhà thiết kế công cụ, bạn cần phải tính toán giới hạn trọng tải tuyệt đối. Phương trình yêu cầu “chiều dài của dụng cụ.” Vì vậy, câu trả lời chúng ta có thể giả định là giá trị “trọng tải tuyệt đối” chứ không phải giá trị “tấn trên mét”. Bạn không tính toán lượng trọng tải trên mỗi mét mà một công việc cụ thể yêu cầu (trọng tải định hình), mà là trọng tải bao nhiêu, về mặt tuyệt đối, cú chấn của bạn có thể chịu được.

Khi bạn nhập chiều dài dao (b trong công thức) là 3.100 mm, kết quả của bạn cho thấy ước tính về giới hạn trọng tải tuyệt đối mà công cụ dài 3.100 mm của bạn có thể chịu được. Tương tự, khi bạn nhập chiều dài 1.000 mm, kết quả của bạn không hiển thị giới hạn trọng tải trên mỗi mét, mà giới hạn trọng tải tuyệt đối của bạn sẽ là bao nhiêu nếu dụng cụ chỉ dài 1.000 mm.

Kỹ thuật viên phanh báo chí tính toán tấn trên inch (hoặc foot hoặc mét) mà một công việc cụ thể yêu cầu. Sau đó, họ nhân kết quả với chiều dài uốn cong để có được trọng tải định hình của công việc , không bao giờ được vượt quá (và lý tưởng là phải thấp hơn rất nhiều) giới hạn trọng tải tuyệt đối của dụng cụ và máy móc.

Trọng tải định hình được tính toán dựa trên không khí tạo thành thép cán nguội nhẹ độ bền kéo 60.000-PSI. Khi bạn thay đổi loại vật liệu, bạn có độ bền kéo khác và bạn thay đổi lực cần thiết để thực hiện uốn cong. Điều này có nghĩa là bạn sẽ phải tính trọng tải dựa trên loại vật liệu.

Vật liệu không gỉ 120.000-PSI mạnh gấp đôi thép nhẹ 60.000-PSI, vì vậy bạn cần nhân đôi kết quả của mình. Nhôm 30.000-PSI mạnh bằng một nửa thép nhẹ 60.000-PSI, vì vậy bạn sẽ nhân kết quả trọng tải hình thành của bạn là 0,5. Cũng nên biết rằng các giá trị độ bền vật liệu khác nhau, đó là lý do tại sao các tính toán về trọng tải chỉ là ước tính. Vì lý do này, bạn không bao giờ được đẩy các công cụ hoặc máy móc của mình đến gần giới hạn trọng tải của chúng. (Để biết các công thức trọng tải định hình cụ thể, bạn có thể tham khảo “ 4 trụ cột của trọng tải phanh ép .”)

Các vật liệu này và các yếu tố hình thành khác minh họa cho một khái niệm chính khác: Trọng tải tuyệt đối không phụ thuộc vào độ dày của vật liệu, độ bền kéo hoặc thậm chí là độ mở khuôn – tất cả các yếu tố làm thay đổi lượng lực cần thiết để uốn cong (trọng tải hình thành), một lần nữa, không được vượt quá định mức áp suất công cụ tuyệt đối (hoặc trọng tải tuyệt đối).

Phương pháp an toàn

Bạn cần phải xem xét chiều dài một phần và chiều sâu hồ sơ của cú chấn bộ phân cổ ngỗng. Lưu ý rằng công thức trong câu hỏi của bạn chỉ kết hợp độ sâu cấu hình cổ ngỗng một cách gián tiếp . Như tôi đã lưu ý trong cột trước của mình, các nhà thiết kế công cụ công thức toàn diện sử dụng đi sâu vào cỏ dại, kết hợp loại vật liệu, xử lý nhiệt, độ cứng của vật liệu, hệ số điểm năng suất và các yếu tố khác. Công thức mà tôi đã trình bày dành cho các kỹ thuật viên phanh báo chí sử dụng các công cụ không có các giới hạn tải trọng được ghi rõ bởi nhà sản xuất công cụ. Nó chỉ đơn giản là đưa ra một ước tính nhanh về khả năng chịu tải của một cú chấn.

Bất kể, trong mọi tình huống, bạn cần dành thời gian để xem xét phương pháp tạo hình và cách bạn dự định sử dụng cú chấn. Bạn đang uốn, uốn đáy, hay uốn không khí (tạo khí)? Xem xét cấu hình cổ ngỗng sâu mà bạn đang thiết kế, lựa chọn duy nhất của bạn có lẽ là uốn không khí. Xem xét cấu hình cổ ngỗng sâu mà bạn đang thiết kế, lựa chọn duy nhất của bạn có lẽ là uốn không khí.

Việc tạo hình bằng không khí cần ít lực nhất để uốn cong vật liệu và yêu cầu về trọng tải được tính tại điểm năng suất bị phá vỡ trong vật liệu. Nếu bạn cố gắng tạo đáy hoặc uốn với cấu hình cú chấn của mình, rất có thể bạn sẽ “bẻ cong” vật liệu, thậm chí có thể phá vỡ nó. Việc uốn đáy cần gấp 5 lần trọng lượng không khí hình thành, trong khi uốn có thể tốn lực gấp 10 lần. (Lưu ý rằng việc tính toán áp lực tạo đáy và tăng giá tốt nhất chỉ là những phỏng đoán mang tính lý thuyết.)

Mở đầu và trọng tải chết

Bởi vì bạn cần tạo hình không khí, giữ cho trọng tải hình thành thấp, việc mở khuôn bế trở thành một nhân tố quan trọng. Như tôi chắc chắn bạn đã biết, lỗ mở khuôn càng rộng thì yêu cầu về trọng tải của khúc cua càng thấp. Tất nhiên, bởi vì bạn đang uốn cong trong không khí, bạn tạo khuôn của mình càng rộng thì bán kính uốn cong bên trong của bộ phận càng lớn. Điều này thay đổi phụ cấp uốn cong, khoảng lùi và khấu trừ uốn cong của bạn.

Xem xét bản in để xác định bán kính uốn cong bên trong lớn nhất cho phép của dung sai in, sau đó chọn độ mở khuôn (chiều rộng) của bạn dựa trên quy tắc 20%. Theo quy tắc này, thép không gỉ hình thành ở khoảng 20% ​​lỗ mở khuôn (đó là nơi bắt nguồn của tên gọi), trong khi thép nhẹ 60-KSI – vật liệu cơ bản của chúng tôi – không khí tạo thành bán kính chiếm khoảng 16% lỗ mở khuôn. Vật liệu 120-KSI có độ bền gấp đôi thép nhẹ 60-KSI, vì vậy bạn sẽ nhân 16% với 2 và thấy rằng bán kính của bạn sẽ bằng khoảng 32% độ mở khuôn của bạn.

Để giảm trọng tải hình thành, hãy sử dụng bán kính nổi lớn nhất mà khách hàng sẽ cho phép. Tính toán bán kính uốn cong bên trong của bạn và các chức năng uốn cong để không khí hình thành trong lỗ mở khuôn lớn nhất có thể.

Nếu khách hàng chỉ định bán kính bên trong hẹp, có thể đáng để bạn thảo luận với họ về khả năng sử dụng bán kính lớn hơn. Sử dụng bán kính lớn hơn sẽ giúp bạn chế tạo các bộ phận tốt hơn, nhất quán hơn đồng thời tăng tuổi thọ cho dụng cụ của bạn và nhấn phanh.

Sử dụng bán kính mũi đột bằng hoặc chỉ nhỏ hơn một chút so với bán kính bên trong nổi tự nhiên của một chỗ uốn cong hình thành trong không khí. Nếu khách hàng nhấn mạnh vào một khúc cua gấp với bán kính uốn cong bên trong nhỏ, khi bạn có thể, hãy tránh sử dụng bán kính mũi đột ít hơn giá trị khúc cua gấp đã tính toán — nghĩa là điểm tại đó khúc cua trở nên “sắc nét”. Một khúc cua chuyển sang sắc nét khi bán kính mũi đột hẹp tạo thành nếp gấp ở khúc cua, khiến nó kém ổn định và dễ đoán hơn (Để biết thêm về điều này, hãy tham khảo “ Cách tránh khúc cua gấp ”.)

Để có kết quả tốt nhất và các góc uốn và kích thước phù hợp nhất trong uốn không khí, hãy thử sử dụng công cụ tạo mối quan hệ 1-1 giữa bán kính uốn nổi bên trong và độ dày vật liệu — bán kính uốn cong “hoàn hảo”.

Hãy xem xét kỹ công cụ bạn vận hành

Nếu bạn cần tạo một mặt bích quay sâu và bạn có thể tạo một thiết lập với độ hở cần thiết, bạn có thể xem xét thực hiện cả hai lần uốn cùng một lúc bằng một công cụ uốn một lần, hai lần tạo thành đồng thời cả hai mặt bích bên trong.

Đúng, trọng tải hình thành sẽ đáng kể hơn, vì bạn đang tạo thành hai khúc cua với mỗi cú chấn. Nhưng một dụng cụ uốn cong hai lần sẽ không yêu cầu hình dạng cổ ngỗng sâu, vì vậy bạn có thể có một bộ công cụ mạnh mẽ hơn với giới hạn trọng tải tuyệt đối cao hơn.