Перейти к содержанию
darkstar

Самодельный пресс на 30 т

Рекомендуемые сообщения

Дата: (изменено)

Мы точно про стойки говорим?

Если про балки траверсы, то не забывайте, что их там две.

Изменено пользователем darkstar

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Дата: (изменено)

И ещё кстати.

Не помню, писал ли я в начале, почему принято такое количество мелких болтов?

Это я экономил на металле стоек.

 

1. Смотрим в ГОСТ 24839-2012 "Расположение отверстий в прокатных профилях".

Очень интересный документ. Для каждого профиля нормированы диаметры и расположение отверстий.

В полках швеллера 10 можно просверлить только по одному отверстию диаметром до 13 мм:

 

post-23745-069489800_1535340566_thumb.jpg

 

Тут дано и расстояние центра этого отверстия от грани стенки - 30 мм.

Если превысить этот диаметр, то полка может порваться до достижения расчётных усилий.

А ещё, в ручную дрель как раз до 13 мм можно зажимать свёрла, удобно :)

 

Далее считаем, чего бы нам такого всунуть в это отверстие, чтобы понести наши 30 тонн?

 

Сначала прямой ход расчёта:

 

2.1. Нам нужно передать 32 тонны.

На две стойки у нас 4 полки.

Значит, каждая полка должна понести 32/4 = 8 тонн.

 

2.2. В отверстие не более Ф13 войдёт болт М12. На него и будем ориентироваться.

Для болта М12 нужно отверстие диаметром 12 мм, с учётом несовершенств, о которых я писал выше, принимаем Ф12,5 мм.

 

2.3. Маловероятно, что мы найдём болт М12 с ненарезной частью тела, поэтому считаем болт на срез по сечению, ослабленному резьбой.

 

2.4. Смотрим в ГОСТ 1759.0-87, в таблице 7 нас интересует номинальная площадь сечения резьбы М12, Ab = 84,3 мм2 = 0,842 см2.

 

post-23745-060766600_1535341729_thumb.jpg

 

2.5. Смотрим опять в СП 16.13330.2011, таблица Г.5:

 

post-23745-034477700_1535342035_thumb.jpg

 

Если взять болт класса 10.9, то расчётное сопротивление на срез у него Rbs = 415 МПа = 4,23 т/см2.

То есть, один болт в односрезном соединении будет нести

Nbs = Rbs*Ab = 4,23*0,842*0,8 = 2,85 тонны.

Коэффициент 0,8 введён для учёта неодинаковой работы болтов в многоболтовом соединеии.

 

2.6. А нам нужно передать 8 тонн.

8/2,85 = 2,8 штук болтов.

Болты делятся только нацело, поэтому принимаем 3 болта в одном узле.

 

Теперь обратный ход расчёта.

Сколько тонн понесёт на срез соединение из трёх болтов класса 10.9 ?

Нам требуется не менее 8 тонн.

 

3.1. Nbs = n*Rbs*Ab*0.8 = 3*4,23*0,842*0,8 = 8,5 тонн.

Нам как раз подходит.

Изменено пользователем darkstar

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Теперь к траверсе.

Что верхняя, что нижняя траверсы - одинаковы, из парных швеллеров, так что посчитаем какую-нибудь одну.

Нагрузка дана - те же 32 тонны.

Тут важно расстояние между закреплениями. Не между стойками, а между узлами прикрепления траверсы к стойкам.

Вот это расстояние:

 

post-23745-070943900_1535343820_thumb.jpg

 

У меня оно равно L = 568 мм = 56,8 см.

 

Максимальный изгибающий момент в траверсе:

M = P*L/4 = 32т*56,8см /4 = 454 т*см.

 

Определяем требуемый момент сопротивления полного сечения траверсы.

Мы ещё не знаем, из какого профиля она будет выполнена.

Сталь та же - Ст3пс/сп, Ry = 235 МПа = 2,39 т/см2 (см. выше).

 

Требуемый момент сопротивления:

Wтр = M / Ry = 454 т*см / 2,39 т/см2 = 190 см3.

 

У нас траверса из двух швеллеров, значит один швеллер должен иметь Wx не менее 190/2 = 95 см3.

 

Смотрим в ГОСТ 8240-97:

 

post-23745-076317200_1535344338_thumb.jpg

 

У швеллера 16П момент сопротивления 93,8 см3.

Да, я допустил небольшую перегрузку в траверсах, т.к. при первичном расчёте брал сталь из расчёта контроля качества. Ну да ладно, перегруз 100-93,8*100/95 = 1 % допустим.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Дата: (изменено)

Далее, расставляем болты в стенке швеллера траверсы.

Опять смотрим таблицу рисок, но уже для стенки 16-го:

 

post-23745-020262700_1535344730_thumb.jpg

 

По стенке допускается диаметр до 19, но у нас уже есть ограничение по полке стойки, мы уже приняли 12 мм.

От полок отступаем 45 мм (т.к. у нас не 19 мм, а 12), и между крайними болтами остаётся 160-45-45 = 70 мм.

Значит, если мы разместим три болта, то расстояние меду болтами будет 70/2 = 35 мм.

 

Проверяем допустимость такой расстановки.

Смотрим таблицу 40 СП16.13330.2011.

Минимальное расстояние между центрами болтов - 2,5*d = 2.5*12 = 30 мм, у нас 35, всё хорошо.

 

Теперь проверим стенку траверсы на смятие.

Срезающее усилие мы знаем 32/4 = 8 тонн.

 

Толщину стенки мы теперь тоже знаем, для швеллера 16П она равна tw = 5 мм.

 

Определяем расчётное сопротивление стали стенки на смятие по СП16.13330.2011.

Для стали класса С245 (Run = 370 МПа) и для болтов класса точности В получаем Rbp = 485 МПа = 4,94 т/см2.

 

post-23745-091867700_1535345301_thumb.jpg

 

Считаем соединение на смятие по ф. 187 СП 16:

Nbp = n*Rbp*d*t*gb = 3*4,94*0,985*0,5*0,8 = 5,8 тонны.

d - наименьший диаметр резьбы в см.

t - толщина стенки в см.

gb - коэффициент совместной работы.

 

Выходит, стенка сомнётся болтами под нагрузкой в 8 тонн.

Нужно стеночку усиливать.

Насколько?

 

Минимальная требуемая толщина:

t = Nbp / n*Rbp*d*gb = 8 тонн / 3*4,94*0,985*0,8 = 0,68 см. у нас уже есть 5 мм, так что добавить нужно минимум 6,8-5 = 1,8 мм. Я добавил 5 мм, вварив уголки 50х5 в нижнюю траверсу.

 

Полки стоек не сомнутся, т.к. у них толщина 7,6 мм > 6,8.

 

Вот как-то так оно считается.

Можно было ещё сварку посчитать, но сегодня уже лень.

Изменено пользователем darkstar

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Можно было ещё сварку посчитать, но сегодня уже лень.

ессли нее сложно, очень интересно для сравнения и понимания, применительно к вашей конструкции.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Дата: (изменено)

Столько движений , а в итоге совсем не удобная конструкция . Проще было готовый китайский купить . Чуть дороже , но и работать на нем было бы намного удобней.

А если учесть трудозатраты , то китайский 30 тонник еще и дешевле окажется.

Изменено пользователем Aziat

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

своя жизнь всегда дороже чем чужая,

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Дата: (изменено)

Aziat, пример китайского 30-тонника за 15 т.р. в студию.

И желательно не такого, где домкрат на 12 тонн :)

 

У меня бюджет таков:

металл - 8,4 т.р.

болты,гайки - 1,2 т.р.

домкрат - 4,8 т.р.

электроды - 0,6 т.р.

итого: 15 т.р.

 

По затратам времени:

- полдня ездил за металлом,

- пару часов вечером пилил швеллеры на части,

- другим вечером ещё три часа сверлил отверстия,

- ещё один вечер точил кругляк, тоже два часа,

- два дня на даче учился варить :)

- ещё день резал и переваривал то, что наварил ранее :)

Итого: 4,5 дня рабочего времени.

 

У нас все 30-тонники от 40 т.р. и то, на нём 20 тонн написано.

Те, которые удобные - от 70 т.р. Вот, например.

Изменено пользователем darkstar

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

darkstar, Вот честно, вообще не интересен поворот темы в "финансовую состовляющую" или "как проще купить", не обращайте внимания, такие ораторы нет нет да появляются....

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Дата: (изменено)

Это да, но я забыл указать финансовую составляющую.

Устраняю это упущение.

 

По сварным швам.

Уж извините, прям сейчас подробно расписывать с ссылками на госты и нормы не буду, времени на такое пока нет.

По простому несущую способность сварного шва можно оценить так:

- один погонный сантиметр сварного шва несёт столько сотен килограмм, сколько миллиметров в его катете.

 

Например, шов катетом 4 мм длиной 10 см несёт 0,4т*10см = 4 тонны.

Или катет 6 мм длина 16 см несёт 600 кг*16см = 9,6 тонны.

 

Это очень грубый расчёт, многого не учитывает, но позволяет хотя бы примерно оценить несущую способность.

Изменено пользователем darkstar

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Тут есть две отличные темы с расчетами и компьютерным моделированием.... Вроде как 10й швеллер на 20тоннах уже течет по дыркам...

Естественно потечёт. Так все многоболтовые соединения работают.

Кромки текут до тех пор, пока в работу не включится всё поле болтов на 80% диаметра отпечатка.

Инженеры такие инженеры.. понапишут 5 страниц формул - и всё у них течёт. А я вот неуч безграмотный, у меня ничего никуда не течёт.

Самый первый мой "домкратный" пресс на заказ, на 20 т, 9 лет уже работает в соседнем автосервисе, и ничего. Стойки - 4 уголка 50х50х5.

В нём два домкрата уже умерло, а прессу хоть бы что.

Может, что-то консерватории не так?

 

Фотку надо, или на слово поверите?

========

 

Щас начал "юбилейный", десятый, на 50 т. По этому поводу - в исполнении "люкс". За недельку думаю управлюсь, выложу.

=====

 

darkstar, Станислав, не хочу обидеть, но... у вас задача какая - пресс построить или посчитать?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Дата: (изменено)

Мои две любимые (и лучшие из найденых тем на форуме) про прессы:

1. https://www.chipmaker.ru/topic/190844/

2. https://www.chipmaker.ru/topic/123252/

 

Теперь эта тема добавится к ним, при чем похоже на первое место :)

Изменено пользователем Кувалдыч

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

darkstar, самые нагруженные верхнее и нижнее отверстия (смятие) и их болты (смятие и срез). В них действуют две силы: от вертикальной нагрузки и момента. Их нужно сложить геометрически. В среднем отверстии не будет воздействие момента.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

 

Фотку надо, или на слово поверите?

====

Верю, просто охота увидеть

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Дата: (изменено)

<b>МИТАЛНИК</b>, для консоли - да, но у нас-то не консоль.

Вы думаете, что поле из трёх болтов будет воспринимать момент?

Ладно. Давайте сравним жёсткости.

Чтобы болты начали воспринимать пару сил, нужно, чтобы выбрались зазоры в соединении, т.н. "чернота" отверстий.

Это порядка 0,3...0,5 мм.

А теперь посчитайте, на сколько должны прогнуться траверсы, чтобы обеспечить поворот опорного сечения и выборку этого зазора.

Я это не считал, но думаю, что три болта в данном случае не дадут жёсткую заделку.

Просто не успеют включиться в работу. Предельное состояние в траверсе наступит раньше.

И да - хоть болты у меня и высокопрочные, но работают они как простые, без осевого натяжения. Т.е. на них даже гайки можно было бы не накручивать :)

 

П.с.

Посчитаю всё же.

полпролёта 568/2 =284 мм.

Расстояние между крайними болтами 70 мм.

Отношение плеч 284/70 = 4.

Значит, болты только начнут воспринимать момент, когда траверса прогнётся на 0,5 мм * 4 = 2 мм.

Ладно, проверю и этот вариант. Спасибо.

Изменено пользователем darkstar

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Дата: (изменено)

Итак, я добрался до работы и можно начинать :)

 

Для начала определим прогиб нашей траверсы.

Открываем справочник инженера-конструктора. У меня это справочник техотдела института "Моспроект" 1960 года.

В разделе "Статика" находим таблицы с формулами для однопролётных балок. Такие таблицы есть в любом учебнике или справочнике.

Нас интересует самая первая:

post-23745-005841500_1535423284_thumb.jpg

Прогиб нашей траверсы для случая с шарнирными опорами:

y = P*L^3/48*E*J

P = 32 тонны - нагрузка,

L = 56,8 см - пролёт,

E = 2100 т/см2 - модуль упругости стали,

J = 2*750 см4 = 1500 см4 - момент инерции двух швеллеров 16П.

 

Прогиб траверсы:

y = 32*56.8^3 / 48*2100*1500 = 0.039 см = 0,4 мм.

 

Проверим в программе SCAD:

 

post-23745-069453300_1535424293_thumb.jpg

 

Таки-да, совпадает.

 

Вывод:

Разница в перемещениях, необходимых для жёсткой работы узла и фактических перемещений: 2мм/0,4мм = 5 раз.

Данный опорный узел на болтах не имеет жёсткости, момент можно не учитывать.

Изменено пользователем darkstar

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Дата: (изменено)

Теперь обещанные сварные швы.

Как я уже писал и рисовал на первой странице, сварные швы у меня по-полной работают только в одном месте - в верхней траверсе, около точки касания штока домкрата.

Так как швеллера траверсы разнесены на 100 мм (по ширине стойки), то шток домкрата диаметром 69 мм давит как раз между ними.

Нужно было передать усилие со штока на траверсу.

Я это сделал, вварив ребро в виде "двутавра", сложенного из обрезков двух швеллеров.

Вот так:

 

post-23745-096916300_1535424872_thumb.jpg

 

Теперь шток давит на стенки этих швеллеров.

Проверку на смятие этих стенок я уже делал в сообщении #2, сварные швы считал там же, но тут распишу подробно.

 

Итак, у нас есть 4 угловых шва, соединяющих стенки "двутавра" со стенками траверсы.

Длина каждого из этих швов, за вычетом толщины полок: 16 см - 2*0,84 = 14,3 см.

Исключим также из длины шва 0,5 см в начале на непровар и 0,5 см в конце на кратер и немного округлим в меньшую сторону.

Рабочая длина шва 14,3-0,5-0,5 = 13 см.

 

Каждый такой шов должен воспринимать на срез усилие 32т/4 = 8 тонн.

 

По совету из #60 ориентировочно катет шва должен быть примерно 8т/13см = 0,6 см = 6 мм.

 

Теперь считаем обратным ходом.

Я варил электродом ESAB E6013 ОК-46. Это аналог наших Э-46А.

По таблице Г.2 из СП 16.13330.2011 определяем характеристики металла шва для этого электрода:

 

post-23745-093646400_1535425906_thumb.jpg

 

Расчётное сопротивление металла шва для Э46А:

Rwf = 200 МПа = 2,03 т/см2.

 

Далее, смотрим в табл. 39 и определяем коэффициенты для ручной сварки:

post-23745-039635900_1535426102_thumb.jpg

bettaf = 0,7, т.е. считается, что 30 % металла шва при ручной дуговой сварке не сплавилось или содержит раковины.

 

Назначим катет шва kf = 6 мм = 0,6 см.

Длина шва lw = 13 см.

Считаем несущую способность шва:

N = bettaf * kf * lw * Rwf = 0,7*0,6*13*2,03 = 11 тонн.

 

Нам надо всего 8 тонн, поэтому катет можно уменьшить до (8т/11т)*6мм = 4,4 мм.

 

Уменьшаем катет до kf = 4,5 мм = 0,45 см.

Пересчитываем:

N = 0,7*0,45*13*2,03 = 8,3 тонны.

Годится.

 

Теперь проверяем по металлу на границе сплавления.

Сталь С245, Run = 370 МПа = 3,77 т/см2.

bettaz = 1, т.к. прокатный металл на границе мы не расплавили и он остался цельным.

Rwz = 0.45*Run = 0,45*3,77 = 1,69 т/см2.

N = bettaz * kf * lw * Rwz = 1*0,45*13*1,69 = 9,88 тонн.

 

Вывод: катета шва в 4,5 мм достаточно.

Изменено пользователем darkstar

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

болты только начнут воспринимать момент, когда траверса прогнётся на 0,5 мм * 4 = 2 мм.

Как известно, абсолютно точное бывает только в теории, да и то умные математики говорят, что 2х2 примерно 4. В зависимости от точности изготовленного болты могут начать воспринимать нагрузку сразу, а если заталкивали нахалом, то и раньше.

Попутно замечу, что несущие отверстия в полках швеллеров оптимальнее делать про оси центра масс, тогда нагрузка в сечении между площадями вне отверстия распределяется более-менее равномерно. Кроме того, при расчётах нужно учитывать характер нагрузки. Например, допускаемые напряжения изгиба и среза для стали 3 отличаются в два раза. Если уж идёт расчёт по пределу упругой деформации, то нужно оставлять запас процентов 10. В машиностроении этот запас примерно 1,5 - 25% на испытания и 25% запаса сверх испытания.

По возможности, нужно отказываться от креплений подвижной балки к стойке кучей болтов из-за их неравномерной нагрузки и необходимости раскручивать-закручивать. Лучше иметь одну ось вместо трёх болтов. Отверстия в стойках сверлить по отверстиям в балке, как по кондуктору.

Здесь высказывались разные мнения о необходимости расчётов. С них нужно начинать. Иначе будет перетяжелена конструкция - материал дороже и пуп надорвёшь таскаючи, или недостаточно прочная будет без конца ломаться - замучаешься дорабатывать, ремонтировать. Думаю, что здесь немало людей, помогущим в этом.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Дата: (изменено)

В машиностроении в основном динамические нагрузки.

Я считаю по строительным нормам только на статику.

Дополнительный запас в 20 % не нужен, т.к. мы считаем по теории Прандтля - достижение площадки текучести уже считается предельным состоянием.

Ну даже если и заступили мы за площадку текучести, и что? Не думаю, что выгиб траверс на пару мм как-то серьёзно повлияет на работу пресса. Тем более, это случится только один раз. Ко второму циклу нагружения уже сформируется наклёп - произойдёт самоупрочнение стали.

 

Вот график всеми нами любимой стали-3:

 

post-23745-045238800_1535440220_thumb.jpg

 

Там, где точка 240 МПа заканчиваются мои расчёты.

А фактически материал может работать и дальше - до 380 МПа. Вот вам запас в 60 %.

 

Про теорию и математиков давайте не будем, а?

Когда я считаю получку, то у меня всегда 2х2=4 и сомнения тут неуместны.

 

Хорошо, видимо никто не понял, что на что я поделил и почему.

Простая механика, надеюсь, все представляют себе как работает рычаг?

Вот этот рычаг я выделил штриховкой:

 

post-23745-012527500_1535439384_thumb.jpg

У него два плеча - длинное 284 мм и короткое 70 мм. Отношение плеч 284/70 = 4,06.

При прогибе траверсы на 0,4 мм, отверстия сместятся меньше, чем на одну десятку.

Если сверлили строго диаметром 12 мм, то диаметр резьбы М12 по наружным гребням 11,9.

Уже не будет касания.

Ладно, пусть просверлили с микроскопической точностью. Посадили болт "как слива в жопу" (привет, Бербраер!)

Пускай.

Дали 30 тонн. Сталь под болтами потекла. И утекла аж на одну десятку. Отверстия стали овальными. Всё.

В следующий раз будет работать так, как я написал выше.

 

Далее, про работу стали на растяжение и на срез.

Смотрим почеркушки в первом сообщении. Там Rs = 0.58*Ry и это не с потолка взято и не из методичек каких-нибудь, а из нормативных документов МинСтроя.

 

post-23745-054517500_1535439820_thumb.jpg

 

Ещё дальше.

Про центр тяжести и прочее.

Всё это конечно хорошо, но только для простых пластин.

Если вы в швеллере 10 просверлите отверстие по центру масс (а он находится всего в 15,3 мм от наружной грани стенки), то гайку накрутить будет невозможно.

Поэтому я специально дал ссылку на ГОСТ по рискам.

Государственные стандарты всё же надо хоть немного соблюдать :)

 

Про одну ось.

Было бы просто замечательно, если бы осталась всего одна ось.

Но не хватает площади.

Если делать оду ось, то на 30 тонн диаметр никак не будет 12 мм, хоть из адамантия этот штырь делай.

А увеличение отверстия в швеллере 10 более 13 мм ведёт к появлению краевых эффектов и концентрации напряжений.

Нужно увеличивать сечение. А это либо веселуха с выпиливанием и сваркой, либо другой профиль.

И то и другое неприемлемо. По крайней мере, для меня.

Я сэкономил на сечении стоек, но зато получил по три болта в опорах. Меня как заказчика это устраивает.

Изменено пользователем darkstar

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

darkstar, я же ни на чём не настаиваю, а просто делюсь мыслями. Детально конструкцию не рассматривал, расчёты смотрел только навскидку и сказал о том, что бросилось в глаза.

Тут много читателей, возможно, кому-нибудь мои измышления пригодятся. А нет - каждый Пушкин сам себе Гоголь. Стандартов, конечно, надо придерживаться, они не с потолка взяты, но не вредно и свои извилины наморщить. Например, мне приходилось делать разовую работу, где напряжение в нагруженном стержне было чуть меньше вот того пика 3800...4200 (есть данные, что этот пик для Ст3 3800...4700) на графике. Причём, не для персонального гаража и на серьёзном железе. :)

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Тут много читателей, возможно, кому-нибудь мои измышления пригодятся

разумеется.. тока мне видится, что те кто умеет и понимает в расчётах сами для себя посчитают, а те кто не "аллё" прибегнут к помощи или на глаз..

 

МИТАЛНИК, darkstar,

 

 

А вообще очень интересно !!!! :good: продолжайте... :hi:

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

тока мне видится, что те кто умеет и понимает в расчётах сами для себя посчитают, а те кто не "аллё" прибегнут к помощи или на глаз..

 

А те, кто хочет научиться рассчитывать самостоятельно на живом примере смогут увидеть сам процесс.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

а те кто не "аллё" прибегнут к помощи или на глаз..

Именно об этом я и писал в #70.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Для публикации сообщений создайте учётную запись или авторизуйтесь

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать учетную запись

Зарегистрируйте новую учётную запись в нашем сообществе. Это очень просто!

Регистрация нового пользователя

Войти

Уже есть аккаунт? Войти в систему.

Войти

  • Последние посетители   0 пользователей онлайн

    Ни одного зарегистрированного пользователя не просматривает данную страницу


×
×
  • Создать...

Важная информация

Мы разместили cookie-файлы на ваше устройство, чтобы помочь сделать этот сайт лучше. Вы можете изменить свои настройки cookie-файлов, или продолжить без изменения настроек.