ISSN (print) 1995-2732
ISSN (online) 2412-9003

 

скачать PDF

Аннотация

Используемые в метизной промышленности пластиковые катушки для смотки проволоки имеют недостаточную прочность фланцев. Поломки фланцев имеют место как под воздействием наматываемой на катушки проволоки, так и под воздействием случайных ударных и тепловых нагрузок при транспортировке и хранении катушек с намотанной на них проволокой. Для укрепления фланцев используются радиальные и кольцевые ребра жесткости. Традиционно считается, что наибольшие (главные) напряжения во фланцах – радиальные и тангенциальные, вследствие симметрии катушки и симметрии намотанной на катушку проволоки. Поэтому ребра жесткости на фланцах в настоящее время выполняются радиальными и кольцевыми. Авторы предположили, что возможно образование главных напряжений под углом к радиусу фланца катушки. Соответственно целью исследований являлся анализ законов изменения напряжений в точках фланца, нагруженного различной внешней нагрузкой. Анализ проводился на основе ранее полученных авторами расчетных формул напряженного состояния в точках фланца катушки, представляющего из себя тонкую жесткую кольцевую пластину. В среде математического пакета MathCad 15 рассчитывали величины моментов Mr и Mθ и возникающие от их действия нормальные напряжения – радиальные σr и тангенциально направленные σθ . Визуализация полученных зависимостей в виде графиков позволила получить следующий научный результат: обнаружено, что возникающие во фланце, как в кольцевой пластине, окружные нормальные напряжения могут, в зависимости от типа и интенсивности нагрузки, а также способа закрепления фланца, иметь экстремум; авторами дано объяснение этому факту. Основным результатом исследований стало предложение выполнять дополнительные ребра жесткости, расположенные на внешней стороне фланца катушки, в соответствии с возможными направлениями главных напряжений, под углом к радиальным и кольцевым ребрам жесткости.

Ключевые слова

Пластиковая катушка; элементы катушки; гибкая кольцевая пластина; наибольшие напряжения; упругие деформации.

Конев Сергей Васильевич – канд. техн. наук, доц., Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова, Магнитогорск, Россия

Михайлец Владимир Федорович – канд. техн. наук, доц., Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова, Магнитогорск, Россия.

Тефтелев Иван Евгеньевич – начальник отдела подготовки производства, ОАО «Магнитогорский метизно-металлургический завод», Магнитогорск, Россия.

Файнштейн Александр Соломонович – канд. физ.-мат. наук, доц. Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова, Магнитогорск, Россия, E-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

1. Пат. 1187451 ФРГ, МКИ2 кл. 47К 5/08. Spule aus Kunststoff mit durch Rippen verstärkten umrandettn Flanchen/Nordroht Kunststoff Rönchen undspritzguβwerk/ H. Zeigmeister K.G. Заявл. 25/08/61; опубл. 30.06.66.

2. Пат. 3334841 США, МКИ2 кл. 242-118.61. Plastic spool of complementary halves/ W.W. Burhop. № 896963. Опубл. 8.08.67.

3. Пат. 112520 ПНР, МКИ4В65Н 75/02. Намоточная катушка. Gewka nowoiova/ Kubiak Edmund, Basinski Tadeusz. №204490. Заявл. 06.02.78; опубл. 15.03.82.

4. Пат. BY 3997 Республика Беларусь, МПК (2006) B65P 75/18/Сверж А.А. №20070276; заявл.04.12.07; опубл. 30.10.07.

5. Конев С.В., Михайлец В.Ф., Тефтелев И.Е. Определение оптимальных размеров пластиковой катушки для сварочной проволоки // Технические и физико-математические науки: сб. ст. по материалам VII междунар. науч.-практ. конф. № 6(7). М.: МЦНО, 2017. С. 13–20.

6. Конев С.В., Михайлец В.Ф., Тефтелев И.Е. Задача о прочности пластиковой катушки с неравномерной нагрузкой на фланцы // Качество в обработке материалов. 2017. №2 (8). С. 42–45.

7. Конструктивные способы повышения жесткости [Электронный ресурс] Режим доступа: http://inzhener-info.ru/razdely/konstruirovanie/zhestkost-konstruktsij/konstruktivnye-sposoby-povysheniya-zhestkosti.html

8. Филин А.П. Прикладная механика твердого деформируемого тела. Т.1., М.: Наука, 1975. 397 с.

9. Дарков А.В., Шпиро Г.С. Сопротивление материалов: учебник для студентов высших учебных заведений. М.: Высш. шк., 1989. 624 с.: ил.