На рис. 5.31 была показана геометрическая конфигурация колле1?юра щелевой
экструзионной головки, разработанной для заданного рабочего режима по работе [11].
Распределение давления в канале такой головки, рассчитанное по уравнениям разде-
ла 5.2.2 и главы 3, показано на рис. 5.26. Как показано на этом рисунке, наибольшее
давление наблюдается в середине головки. Осевое растяжение канала в этой части
тоже максимально. Значения давлений по участкам головки, критически важные для
механических расчетов такой головки, еще раз приведены на рис. 9.12.

^ Линия приложения эквивалент-

ной силы F$p (сосредоточенная
нагрузка)

о

со СО С[

Рис. 9.12. Определение размеров плоскощелевой экструзионной головки (потери давления в средней части головки) Существует несколько методов определения толщины стенки с точки зрения ме­ханической прочности, однако все они должны принимать во внимание деформации сдвига (среза) и изгиба. С точки зрения термических расчетов стенки экструзионной головки должны быть достаточно толстыми, чтобы при использовании нагреватель­ного элемента патронного типа можно было бы принять допущение о постоянстве температуры стенки канала (см. главу 8). 1. Метод расчета деформации головки (с использованием ртях) При определении размеров используется только сечение А-А на рис. 9.13. хМакси - мальноедавлениевканалертах(рис.9.12)должно действовать на площадьЛ = В ■ I. Это означает, что форма канала типа «вешалка» в расчет не принимается. Таким образом, головка в сечении А-А может рассматриваться как консольная балка, жест­ко заделанная с одного конца и нагруженная постоянной нагрузкой ртт. Результиру­ющие деформации показаны на рис. 9.14. Поскольку приложенная нагрузка высока, данный расчет уже учитывает необходимый запас прочности. Аналогичный метод используется и для расчета сдвиговой деформации (рис. 9.14).

Сечение А—А

Болт

Эквивалентная фигура для©

g Ширина В 6 ^

Сечение В-В

(уравнения см. на рис. 9.14)

(уравнения см. на рис. 9.14)

Эквивалентная фигура для©

Рис. 9.13. Определение размеров плоскощелевой экструзионной головки

Напряженная консольная балка, жестко заделанная одним концом и скользящая по направляющей на другом

Напряженная консольная балка, жестко заделан­ная одним концом

2. Метод расчета деформации экструзионной головки (на основе действующих сил/©

Центр тяжести площади, ограниченной кривой давления на рис. 9.12, можно оп­ределить графически (эта методика подробно описана в работах [5,6]). Так называе­мая линия концентрации давления, вдоль которой действует сосредоточенная на­грузка Fsp (полная сила, действующая на поверхность канала), проводится через этот центр тяжести. При этом справедливо уравнение:

(9.34)

Отдельные силы Fможно определить, аппроксимируя кривую давления ступен­чатой функцией.

3. Метод расчета деформаций экструзионной головки (используя сложение де­формаций в сечениях А-А и В-В).

Если взять сечение щелевой головки в плоскости В-В (рис. 9.13) и предполо­жить, что головка не стянута болтами, то деформация этой новой условной консоль­ной балки, жестко закрепленной с одного конца и свободно перемещающейся на дру­гом, может быть рассчитана с помощью уравнений, приведенных на рис. 9.10. Как показано в работе [ 12], на примере формы для литья под давлением, полные деформа­ции для двух случаев нагружения (сечения А-А и В-В), в предположении одинаковой

Сечение А-А Изгибающая нагрузка от ртах ТТТШ

I-/*

Ртах А, .

; А, = 8 • /

г_ =

i

Я =

8 • £• I

;:Т

В-I*

э II “1	G • А 2
=>Ут =	Ртах ^
2 • G • h

8 • Е ■ I q-l2

Я ~~

Сдвиговая нагрузка от Fsp ТГТТТП^

Ртах А,

; А, = В • I; А2 = В ■ h; G =

2(1+ д)

~"',Т

tofa/

V'sp 3- E-l

'

Изгибающая нагрузка от Fsp

i

f = f у

m гп У mi

F ■ I3 f =(,-/ ) 11P-J. P.. 2 U V 3 • f • /

V'sp G-A,

A2 = B - h

У m

Сдвиговая нагрузка от fsp -i *

^total IV

Arc. 5*. 14. Определение размеров плоскощелевой экструзионной головки (рассматриваемой как консольная балка)

нагрузки в обоих случаях, могут быть получены путем взаимного наложения. Для этого применяют следующее уравнение:

п болтов 'k'

п ' бbolt' Ibolt Fsp ' /5 Fsp ■ (,sp+ <k) Fbo„ = —777—

s

Рис. 9.15. Расчет сил, действующих на болты, скрепляющие части плоскощелевой экструзи­онной головки

в соответствующих центрах тяжести Fsp и соответствующие плечи приложения нагру­зок lsp. Анализ сил, действующих на среднюю часть экструзионной головки в предполо­жении, что они распространяются на всю ширину головки, позволяет осуществить на­дежный выбор размера болтов. Уравнения, приведенные на рис. 9.15, показывают, что болты должны располагаться как можно ближе к каналу. Кроме того, расстояние меж­ду каналом и задним краем головки должно быть относительно велико.