Основы теории и технологии контактной точечной сварки
Методическое пособие - Разное
Другие методички по предмету Разное
происходит вследствие увеличения высоты уплотняющего пояска hПt, металл в области уплотняющего пояска работает как пластический шарнир. Тогда, учитывая изложенное выше и схему воздействия сил на детали, их прогиб между контурами L1t, и L2t приближенно можно рассчитать как деформацию круглой пластинки с отверстием, за которое принимается область внутри контура L1t, жестко закрепленной по внутреннему контуру обжимной втулки L2t, силами ?6t, распределенными по цилиндрической поверхности, направляющей которой является контур L1t. Применяя известное решение этой задачи [213] 1-ый интеграл в уравнении (3.18) определяется следующим выражением:
, (3.19)
где D1 и D2 цилиндрическая жесткость свариваемых деталей равная:
,
причем D1 меньшая; hПt высота уплотняющего пояска; Е модуль упругости; s толщина детали; ? коэффициент Пуассона; FУt сила упругого сопротивления деталей прогибу ; Kt коэффициент, равный:
;
dВВ внутренний диаметр втулки; dПt диаметр уплотняющего пояска.
Тогда уравнение (3.18) с учетом (3.19) можно преобразовать к виду, удобному для практических расчетов,
. (3.20)
Относительно диаметра уплотняющего пояска dПt при заданных значениях усилий FЭt и FОt, а также заданном внутреннем диаметре обжимной втулки dВВ, уравнение (3.17), как и уравнение (3.11), решается однозначно. При решении задач по выбору параметров режима (расчет по уравнению (3.17) значений усилий FЭt и FОt и, в случае необходимости, диаметра обжимной втулки dВВ при заданных значениях диаметров уплотняющего пояска dПt) одно и то же усилие в площади свариваемого контакта FCt (в контуре L1t), равное
. (3.21)
где FЯt и FПt усилия сжатия в площадях ядра и уплотняющего пояска (см. зависимости (3.9) и (3.10)); может быть получено при различных сочетаниях FЭt и FОt в пределах, обусловленных упругостью деталей (максимальной величины FУt = FУt МАХ). Эта неопределенность устраняется наложением на уравнение (3.17) дополнительных технологических условий, определенных при экспериментальных исследованиях известных способов контактной точечной сварки с обжатием периферийной зоны соединения. Их можно сформулировать следующим образом:
- наиболее оптимальные условия формирования соединения создаются в том случае, если в конце процесса, т. е. при t = tСВ, упругостью деталей FУt, передается в контур уплотняющего пояска L1t 50...100 %, от требуемого условием отсутствия выплеска усилия сжатия в площади уплотняющего пояска FПt;
- величину усилия сжатия в площади кольцевого контакта FКt целесообразно ограничить пределами возможных отклонений усилия в приводах машин для точечной сварки (они не должны превышать 5...10 % от усилия сжатия в контуре уплотняющего пояска FСt [9…11, 14…16, 17...19]), поскольку при FКt > 0 (при соприкосновении деталей в области обжимной втулки) FУt = FУt МАХ, и увеличение усилия обжатия FОt приводит только к увеличению усилия в кольцевом контакте FКt (зависимость (3.20)), без увеличения усилия в контуре уплотняющего пояска FСt.
Оговоренные выше технологические условия, приняв обозначения такими же, как и в уравнениях (3.8) и (3.14), можно выразить следующими зависимостями, в которых отсутствие индекса t указывает на их справедливость только для момента окончания процесса сварки (при t = tСВ):
,
.
Эти интегральные выражения после вычисления интегралов с допущениями и граничными условиями, аналогичными уравнению (3.17), можно преобразовать к следующему виду:
или , (3.22)
или , (3.23)
где для момента t = tСВ, FУ усилие, передаваемое упругостью деталей в контур уплотняющего пояска при t = tСВ; FК усилие сжатия в площади кольцевого контакта; FС усилие сжатия деталей в площади свариваемого контакта; К1, К2 коэффициенты, равные: К1 = 0,5…1, К2 = 0,05…0,1; dЯ, dП, PЯ и ?СР значения dЯt, dПt, PЯt и ?СРt при t = tСВ.
Очевидно, что при выполнении условия (3.22) и большой жесткости деталей, либо при уменьшении расстояния между контурами L1t и L2
(dВВ dПt > 0) наличие кольцевого контакта не является обязательным условием процесса сварки (FКt > 0). В этом случае соприкосновение деталей вне контура уплотняющего пояска может отсутствовать (при FУt МАХ > FОt значение FКt = 0). При этом (из зависимости (3.20)).
Из сказанного выше следует, что уравнения (3.8) и (3.11) для традиционных способов сварки являются частным случаем уравнений равновесия (3.14) и (3.17) для КТС с обжатием периферийной зоны соединения, поскольку при dВВ ? dПt значение FКt = 0 и если (FЭt + FОt) считать одним усилием, то уравнения (3.14) и (3.17) превращаются, соответственно, в уравнения (3.8) и (3.11). Следовательно, по уравнению (3.17) можно рассчитывать параметры усилия и для обычных условий формирования соединения при традиционных способах КТС. Это позволяет использовать одну и ту же компьютерную программу при расчетах параметров усилия для любых известных способов точечной сварки.
Для практических расчетов