Расчет роликов к резьбонакатным головкам

В большинстве рассмотренных конструкций резьбонакатных головок (типовВНГН, ГУР,РНГМ и др.) перемещение роликов к оси и от оси заготовки осуществляется с помощью эксцентрикового устройства. Диаметр роликов при этом долженбыть выбран таким образом, чтобы обеспечить надежную работу механизма раскрытия и минимально необходимый зазор междуроликами и деталью при отводе головки.

Зазор Δ между роликами и деталью (рис. 23) аналитически можетбыть представлен зависимостью

где О ₁ О —межцентровое расстояние между эксцентриковой осью и деталью,мм (величина, постоянная для данной конструкции головки определенного типоразмера);

ε—эксцентриситет,мм;

φ_р — угол раскрытия, град;

D _р—наружный диаметр ролика, мм;

D _д — наименьший внутренний диаметр детали, мм.

Рис. 23. Схема расположения ролика и заготовки: 1 — в момент накатывания;

2 —3 момент раскрытия

В момент накатывания зазор Δ=0 и φ_р=φ_н. При этих условиях

Во избежание заклинивания эксцентриковых осей и обеспечения безотказного быстрого раскрытия головки в конце хода угол φ_н следует принимать равным 50—55°.

После раскрытия головки зазор должен быть:

где Δ'—зазор между наружными диаметрами роликов и накатываемой резьбы;

где t — теоретическая высота профиля накатываемой резьбы, мм;

Н0d ₁ — нижнее отклонение по внутреннему диаметру, принимаемое для меньшей степени точности накатываемы резьб.

Зазор Δ' принимается равным для метрических резьб диаметром до 5 мм 0,5 мм, диаметром 5—20 мм—1 мм, для резьб большего диаметра— 1,5 мм. Для трапецеидальных резьб зазор Δ'=2— 4 мм в зависимости от длины, диаметра и шага накатываемой резьбы.

При величине зазора Δ, определенной по формуле (11), угол раскрытия φ_р не должен превышать 170°:

При φ_р> 170° накатывание рекомендуется производить головкой другого типоразмера.

Рассчитанное значение наружного диаметра ролика обычно округляют до целого числа.

Наружный диаметр резьбы ролика для резьбонакатных головок тангенциального типа может быть определен [29] по зависимости

где K _р и K _и—число заходов ролика и изделия;

d _з и d _в—диаметр заготовки и внутренний диаметр накатываемой резьбы, мм;

P _ср = (3,5—4) Ơ_т—удельное среднее давление,МПа;

Е— модуль упругости обрабатываемого металла,МПа;

Ơ_т — предел текучести, МПа.

После определения наружного диаметра ролика определяют его средний и внутренний диаметры, для чего рассчитывают значение высот головки t _1р и ножки t _2р витка ролика (расстояния от среднего диаметра до вершин выступов и впадин витков калибрующей части), обеспечивающие возможность работы как открытым, так и замкнутым контуром.

Для трапецеидальной резьбы

где; t ₁ и t ₂—номинальная рабочая высота головки и ножки накатываемой резьбы;

Р — шаг накатываемой резьбы, мм;

Δ _изг—допуск на изготовление, мм;

где H ₁— рабочая высота профиля резьбы, мм.

Радиус при вершине R =0,19 Р.

Допуск на изготовление принимается равным для шагов Р ≤2 мм 0,02 мм; для Р =2,5÷5 мм—0,03 мм и для Р >5мм—0,04 мм.

В случае прямолинейной вершины у витков калибрующей части роликов

где а _с — номинальный зазор в резьбовомсоединении (ГОСТ 9484—73).

Для метрической резьбы

где t₂ =0,217 Р и t₁ =0,325 Р.

Радиус при вершине R =0,126Р.

Допуск на изготовление принимается равным 0,01мм (Р ≤1 мм); 0,02 мм (Р =1,25—3,0 мм) и 0,03 мм для больших шагов.

В случае прямолинейной вершины у витков калибрующей части роликов

где t ₁ =t ₂ = 0,32 Р (ГОСТ 6357—73).

Радиусы при вершине и впадине витка ролика R ₁=(0,136 Р —0,043)мм и R ₂ = (0,137Р+0,026)мм.

Ширина роликов В р определяется по максимальному шагу резьбы, накатываемой данной головкой. За основу берется ролик с односторонней заборной частью (первый в комплекте):

где n _з—количество витков на заборной части;

l ₁—расстояние от переднего торца до первого витка заборной части;

l´ ₁ — расстояние от заднего торца до последнего витка калибрующей части.

При определении ширины ролика принимали n _з=2 или n _з=3 (максимально возможное количество витков), С целью уменьшения сил накатывания число витков калибрующей части следует назначать наименьшим, т. е. n_к =2 читывая уменьшение расстояния l ₁от ролика к ролику за счет смещения витков на величину P/z приводящее к уменьшению количества полных калибрующих витков на ряде роликов, принимаем для первого ролика n_K =3.

С уменьшением шага накатываемой резьбы при неизменном l ₁ размер l´ ₁ будет увеличиваться.

Ширина первого ролика при двусторонней заборной части связана с параметрами ролика соотношением

где l ₁=Р/2+Δ l и l´ ₁=(z- 1) P / z + l ₁, причем поправка Δ l≥ 0.

Здесь учтено, что при работе другой стороной ролика первый ролик должен работать, как последний.

При заданных ширине и параметрах ролика поправка Δ l на величину l ₁ и l´ ₁ определяется из зависимости

Основные методические положения по конструированию заборной части роликов с конической схемой расположения кольцевых витков на заборной части (см. рис. 22), разработанные применительно к роликам для накатывания резьбы на водогазопроводных трубах [30], распространяются также на ролики для накатывания резьбы на сплошных изделиях и сводятся к следующему;

1 ) выбор закона распределения F _i =f(i) площадей, деформируемых отдельными витками;

2) определение общей (накопленной) площади деформирования ΣF_i=ψ(i), нарастающей от витка к витку с учетом установленного закона распределения;

3) установление закона изменения F=φ(H_вн). Деформируемой площади от величины H _вн подъема витков (глубины внедрения вершины витка в заготовку)при принятой форме витковзаборной части;

4) определение величины H _вн подъема каждого виткаиз зависимости F=φ(H_вн) путем подстановки в нее значения ΣF_i, относящегося к данному витку.

В этих закономерностях i— порядковый номер витка, количество которых может изменяться от 1 до п (п— количество витков на заборной части).