10. Падающие части

Вес падающих частей слагается из веса поршня, штока, бабы, верхней части инструмента. По ГОСТу на штамповочные молоты, номинальный вес верхнего штампа не должен превышать 10 % от общего веса падающих частей. По требованиям технологии в отдельных случаях допускается увеличение веса до 30 % от веса падающих частей. Крепление штока с бабой выполняется через стальную разрезную втулку (стакан). Поверхностная твердость стакана должна быть меньше твердости бабы и штока. В процессе работы молота стакан воспринимает износ и при ремонте заменяется. Для предупреждения возникновения явлений диффузионной сварки между штоком и стаканом устанавливаются латунные прокладки.

Бабы молотов с весом падающих частей до 5000 кг выполняются кованными, при большем весе литыми. Их материал - сталь 45, 35Х, 40ХН, 4ХНА.

Рис. 36. Схема соединения бабы со штоком

Шток - цилиндрический длинномерный стержень, в зоне запрессовки в бабу и поршень испытывает сложные, динамические нагрузки. Они изготавливаются из качественных легированных сталей с высоким пределом выносливости (ХН3М, 40ХНМА, 18ХНВА). С целью повышения стойкости и сопротивления усталостному излому рекомендуется поверхность штоков подвергать обкатке роликом. При этом создается упрочняющий слой глубиной 5  7 мм. Поверхности штока шлифуют, а в некоторых случаях даже полируют.

Рис. 37. Схема действий напряжений в штоке

10.1. Расчет штока

Практика показывает, что почти во всех случаях штоки ломаются в верхней части запрессовки штока в бабу или в самом конусе. Кроме того, за счет эксцентричного удара к напряжению сдвига добавляется напряжение от изгиба, что в конечном итоге приводит к образованию усталостных трещин.

Рис. 38. Расчетная схема для штока

На шток действует распределенная масса самого штока и вес поршня.

Рассчитаем напряжение ₁ от веса поршня.

- абсолютная деформация.

Кинетическая энергия поршня при ударе переходит в работу упругой деформации штока:

, (119)

, (120)

где ,

F_ш - площадь поперечного сечения штока,

- масса поршня,

тогда

, (121)

, (122)

- вес штока,

тогда

, (123)

считая - скорость звука в металле, получим:

. (124)

От действия собственного веса при ударе о жесткую опору шток нагружен продольной силой, изменяющейся по линейному закону.

, (125)

, (126)

, (127)

, (128)

, (129)

, (130)

. (131)

Суммарное напряжение:

. (132)

Рис. 39.

Из сопромата известно, что при статическом нагружении:

. (133)

При динамическом нагружении угол может увеличивается вдвое:

, (134)

. (135)

При смещении штока на  на этом конце действует момент:

. (136)

Суммарный момент:

, (137)

. (138)