Завод пластмасс или пластмассовый завод

В механических и гидромеханических узлах смыкания колонны оказывают сущест­венное влияние на жесткость узла. Кроме того, даже при номинальном напряженш растяжения, составляющем для колонн всего от 10 ООО до 13 ООО psi, в них имеются участки или области, где фактические напряжения достигают 60 ООО psi. Для колон могут использоваться среднеуглеродистые стали типа AIS1 1045 или сплавы тип;

Рис. 5. 48. Два метода установки системы выталкивания на больших машинах с двумя плитами: а — машины фирмы Krauss Maffei (пластмассовый завод); b — машины фирмы Van Dorn

AISI4150 или даже AISI4350. Из всех элементов узла смыкания именно направляю­щие колонны являются наиболее вероятными объектами усталостного разрушения на пластмассовом заводе.

Распределение нагрузки в резьбе

Усталостное разрушение обычно происходит на первых витках резьбы, в паре колон­на-гайка со стороны неподвижной плиты (рис. 5. 49). Причиной этого является неод­нородность распределения нагружения по резьбе. Другими словами, не все витки резьбы несут одинаковую долю общей нагрузки. Когда нарезаются резьбы в гайке и на колонне, вид резьбы идентичен для обеих так, что между ними формируется равно­мерный контакт. При приложении нагружения к колонне она вытягивается под дей­ствием растягивающей нагрузки, а гайка под действием этой же силы сжимается (рис. 5. 50). Таким образом, первый виток резьбы, ближайший к нагруженной поверх­ности гайки, может испытывать нагрузку в два пли три раза больше средней. Если, на­пример, нагрузка на колонну составляет 100 фунтов и участвует 10 витков резьбы в гайке, то каждый виток должен нести 10 фунтов нагрузки при равномерном ее распре­делении; однако, поскольку первый виток может нести в два пли три раза большую на­грузку, она составит 20-30 фунтов. По­лучающееся распределение нагрузки по резьбе приводит к тому, что первый работаю­щий виток резьбы несет почти в 2, 5 раза большую нагрузку, чем средняя. Оставшиеся витки могут тогда нести меньшую долю общей нагрузки. Высота обычных гаек стяги­вающих стержней составляет 0, 75-1, 0 номинального диаметра резьбы. Увеличение размеров гайки не решает проблемы распределения нагрузки.

Рис. 5. 49. Расположение критической точки на резьбовой части колонны

Рис. 5. 50. Неравномерное распределение нагрузки по резьбе между резьбовой частью колонны и гайкой, возникающее при удлинении колонны и сжатии гайки

Завод пластмасс должен применять гайки с наружным диаметром в 1, 5 раза больше номинального диаметра ко­лонны. Его увеличение также дает лишь незначительный эффект в улучшении рас­пределения нагрузки.

Осевое напряжение на резьбе

Осевое напряжение представляет собой локальную нагрузку на виток плюс нагрузку от «восходящих» витков, проходящую под витком, деленную на площадь основания. Для этой величины следует применять коэффициент концентрации напряжения. Для профиля резьбы оптимальной конструкции, имеющей умеренный радиус закруг­ления в основании, обычным значением K_axil является величина в пределах 2, 5-3, 5. Завод пластмасс для улучшения усталостной прочности, применяет радиус закругления в основа­нии профиля как можно больше, а поверхность галтели была гладкой.

Пластмассовый завод и дополнительные факторы

Комбинированное напряжение на первом витке обычно увеличивается в реальных условиях за счет нескольких дополнительных факторов. Одним из них является из­гиб неподвижной плиты «вокруг» формы, в результате которого несущая поверх­ность плиты под гайками приобретает наклон. В результате может наблюдаться уве­личение результирующего напряжения на 10-20% по сравнению с напряжением, вызываемым только осевой нагрузкой. Эта величина может быть даже больше, если неподвижная плита изготовлена слишком тонкой. Завод пластмасс в Санкт-Петербурге наблюдал случаи, когда разрушение направляющих колонн происходило, если литьевая машина конструировались без увеличения толщины неподвижной плиты. Увеличение наклона плиты по местам соединения с колоннами приводит к их усталостному разрушению.

Другим фактором является несбалансированность нагрузки но четырем направ­ляющим колоннам. По разным причинам балансировка нагружения колонн весьма затруднительна. Таким образом, 5%-ный дисбаланс (что является вполне обычным) сопровождается увеличением пиковых напряжений. Очевидно, что сочетание 20%-ного изгиба и 5%-ного дисбаланса может практически исчерпать коэффициент запаса прочности 1, 3, который обычен для большинства машин.