5728

Пресс кривошипный ковочно-штамповочный, усилием 2500т.с.

Курсовая

Производство и промышленные технологии

Курсовой проект по Оборудованию является завершающим этапом изучения этого предмета. Основной целью выполнения курсового проекта является: изучение теоретических основ курса и разработка главных узлов пресса, а так же проектирование средств...

Русский

2012-12-18

378 KB

162 чел.

Введение

Курсовой проект по Оборудованию является завершающим этапом изучения этого предмета. Основной целью выполнения курсового проекта является: изучение теоретических основ курса и разработка главных узлов пресса, а так же проектирование средств автоматизации к заданному оборудованию.

Кривошипно-ползунный механизм относится к группе универсальных, исполнительных механизмов, основным достоинством которых является компактность и простота.

Наряду с обычными для каждой машины узлами    двигателем, передаточными механизмами (приводом) и исполнительным механизмом в прессе имеются узлы для управления, наладки, контроля и обеспечения безопасности обслуживающего персонала, а также вспомогательные узлы.

Источником энергии пресса служит установленный на нем асинхронный электродвигатель. Необходимость установки асинхронного электродвигателя с маховиком определяется неравномерностью потребления энергии в прессе за цикл и большими пиковыми нагрузками.

Привод от электродвигателя к исполнительному механизму состоит из клиноременной (от двигателя к маховику) передачи и зубчатой передачи.

Для обеспечения соединения исполнительного механизма с приводом в прессе предусмотрена муфта. Фиксацию ведомой части привода и исполнительного механизма в заданном положении (крайнее верхнее или заднее нерабочее положение ползуна) осуществляют тормозом. Своевременное включение и выключение муфты и тормоза осуществляют системой управления. Узел управления состоит из электрических, механических, пневматических механизмов, с помощью которых обеспечивается своевременное срабатывание муфты или тормоза, а также соответствующее блокирование.

К узлам наладки и контроля относят механизм регулирования штамповой высоты. предохранители от перегрузки, указатели усилия, указатели положения кривошипа, механизмы крепления штампов, узел смены штамповых плит, предохранительные решетки штампового пространства и другие узлы. Наличие таких узлов сокращает время простоев пресса, повышает коэффициент использования оборудования.

К вспомогательным узлам относятся узел смазки, уравновешиватели ползуна, пневматические подушки, улучшающие условия работы деталей других узлов пресса и повышающие тем самым надежность всей конструкции.


1.Краткое  описание  пресса.

  Пресс  кривошипный,  закрытый  простого  действия,  усилием

2500КН.  Предназначен  для  горячей  штамповки  заготовок.  Может  применяться  для  установки  в  автоматизированный  комплекс  и  работы  со  средствами  механизации  в  автоматическом  режиме  комплекса.

  Станина  пресса  сварной  конструкции,  закрытая  наземная.

  Привод  пресса – закрытого  типа  с  расположением  осей  и  валов  параллельно  фронту  пресса – осуществляется  от  электродвигателя.  Передача  от  электродвигателя  к  эксцентрику – двухступенчатая.  От  шкива  электродвигателя  посредствам  клиноременной  передачи  движение  передается  на  маховик.  Маховик  установлен  на  промежуточном  валу.  На  другом  конце  промежуточного  вала  установлена  шестерня,  которая  зацепляется  с  зубчатым  колесом  муфты.  Зубчатое  колесо  муфты  передает  движение  эксцентриковому  валу.  Муфта   пресса – фрикционная  двухдисковая  с  пневматическим  включением,  монтируется  на  конце  эксцентрикового  вала.  Включение  муфты  осуществляется  подачей  воздуха,  а  выключение  муфты  происходит  сбросом  воздуха  из  цилиндра.

   Тормоз – фрикционный  двухдисковый.  Усилие  торможения  создается  пружинами.  Управление  пресса  кнопочное,  смазка  комбинированная,  непрерывная  от  централизованной  системы  жидкой циркуляционной  смазки.  Отдельные  узлы  пресса  смазываются  густой  смазкой  через  определенный  период  времени.

   Высота  закрытого  межштампового  пространства  регулируется  индивидуальным  электродвигателем.   

   Основные  параметры  и  размеры   пресса  занесены  в  табл.  №1.           

1.Основные  параметры  и  размеры  пресса.

                                                                                                                  Таблица  1

Параметры

Размерность

Значение

1. Номинальное  усилие

КН

2500

2. Ход  ползуна

мм

3501

3. Частота  непрерывных  ходов

мин-1

60

4. Наибольшее  расстояние  между  столом  и  ползуном  в  его  нижнем  положении

мм

8902

5. Регулировка  между  столом  и  ползуном

мм

100,6

6. Размер  стола (подштамповой  плиты):

   слева - направо

мм

1200-3,7

   спереди - назад

1400-2,6

7. Размер  ползуна

мм

1010,1120

11. Габариты  пресса  в  плане  

    слева - направо

Мм

531050,0

   спереди - назад

мм

468040,0

12. Наибольшая  высота  над  уровнем  пола

мм

640060,0

13. Электродвигатель  главного  привода:

     тип   АК-3315М2-Б

     мощность

кВт

132

     частота  вращения

мин-1

980

14.  Вес  пресса

кг

198000


2. Кинематическая  схема  пресса.

   

   Передача  движения  к  ползуну  от  электродвигателя  осуществляется  через  клиноременную  и  зубчатую  передачи  и  кривошипно-шатунный  механизм  рис.1.  Кинематическая  схема  пресса  изображена  на  рис.2.

 R- радиус кривошипа;

 L – длина шатуна;

  - угол  поворота  ведущего   

       кривошипа;

 Smax – полная длина хода ползуна;

 Smax =2R;                                        (1)

Рис.1. Кривошипно-шатунный  механизм. 

1 – электродвигатель;

2 – шкив;

3 – ремень;

4 – маховик;

5 – подшипники;

6,7 – прямозубые  цилиндрические  шестерни;

8,9 – подшипники;

10 – вал  эксцентриковый;

11 – маховик;

12 – муфта;

13 – шатун;

14 – ползун;

Рис.2. Кинематическая  схема  пресса.             


3. Кинематический  расчет  пресса.

  Кривошипно-шатунный  механизм  (рис.3.),  применяют  в  качестве  главного  исполнительного  механизма  в  большинстве  прессов  простого  и  многократного  действия.  Кривошипно-шатунный  механизм  относится  к  четырех  звенным  плоским  механизмам  с  одной  степенью  подвижности.  Механизм  состоит  из  ведущего  кривошипа  и  шатуна  с  ползуном.

   Результатом  кинематического  расчета  является  построение  кинематических  диаграмм  пути  S,  скорости  V,  и  ускорения  j,  для  одного  цикла  возвратно-поступательного  движения  ползуна  кривошипно-шатунного  механизма.  Исходной  величиной  для  расчета  является  значение  полного  хода  ползуна  Smax .

  

Рис.3. Кривошипно-шатунный                            

          механизм.                                                                                                              

3.1.  Построение графика  перемещений  ползуна, S=f1().

  Радиус  кривошипа  найдем  из  следующей    формулы:                           

получим  R=175  мм,  

По [1]  = 0,150

мм

                                                                                                     (2)

  Данные  для  построения  графика  перемещений  ползуна  получим,  воспользовавшись  следующей  формулой [3]:

                                                                     (3)

полученные  данные  занесем  в  таблицу № 2.

                                                                                                                  Таблица  2

,

0

30

60

90

120

150

180

210

240

270

300

330

360

S,см

0

2,7

9,7

18,8

27,2

32,9

35,0

32,9

27,2

18,8

9,7

2,7

0

  Построим  график  S=f1 (),  рис. 4.

            Рис.4. График  перемещений   для  одного  цикла  возвратно-поступательного  

                         движения  ползуна  кривошипно-шатунного  механизма,  S=f1().

3.2. Построение  графика  скоростей  ползуна,  V=f2().

   Данные  для  построения  графика  скоростей  ползуна,  получим,  воспользовавшись  следующими  формулами [3]:

                                                                (4)

получим  =6,28 с-1.

Полученные  данные  занесем  в  таблицу №3.

                                                                                                                  Таблица  3

,

0

30

60

90

120

150

180

210

240

270

300

330

360

V, м/с

0

0,62

1,02

1,09

1,02

0,62

0

-0,62

-1,02

-1,09

-1,02

-0,62

0

Построим  график  V=f2(),  рис. 5.

                Рис. 5.  График  скоростей  для  одного  цикла  возвратно-поступательного

                                движения  ползуна  кривошипно-шатунного  механизма, V=f2().

3.3. Построение  графика  ускорений  ползуна,  j=f3().

   Данные  для  построения  графика  ускорений  ползуна,  получим  воспользовавшись  следующей  формулой [3]:

                                                              (5)

полученные  данные  занесем  в  таблицу №4.

                                                                                                                  Таблица  4

,

0

30

60

90

120

150

180

210

240

270

300

330

360

j, м/с2

7,9

6,4

2,9

-1,0

-3,9

-5,4

-5,8

-5,4

-3,9

-1,0

2,9

6,4

7,9

  Построим  график  V=f3(),  рис. 6.

                   Рис.5.  График  ускорений  для  одного  цикла  возвратно-поступательного  

                                  движения  ползуна  кривошипно-шатунного  механизма,  V=f3().


4. Расчет главного  вала.

  Главный  вал – основная  и  наиболее  ответственная  деталь  исполнительного  механизма  механических  прессов.  Являясь  наиболее  слабым  звеном,  предохраняющим  станину  от  поломки,  он  определяет  силовую  характеристику  пресса,  поэтому  допустимую  нагрузку на ползуне,  а  также  прочность  других  деталей  привода  пресса  определяют  исходя  из  прочности  главного  вала.

  Материал  главного  вала  выбирается  в  зависимости  от  требований  ко  всей  конструкции  пресса.  В  прессе  серийного  выпуска,  малых  и  средних  по  размерам,  вал  изготавливают  из  стали  45.

  При  рабочем  ходе  вал  нагружается  усилием  от  технологической  операции  штамповки,  передаваемым  через  шатун  и  крутящим  моментом  от  зубчатого  колеса  и  нормальным  давлением  на  зуб  колеса  при  установке  маховика  на  промежуточном  валу.  Механические  прессы  в  большинстве  случаев  можно  рассматривать  как  тихоходные  машины,  поэтому  силами  инерции  пренебрегают.

Рис.6.  Главный  вал  кривошипного  пресса,  закрытого  простого  действия,  усилием  2500кН.

  1.   Исходные  данные.

Материал рассчитываемого  вала 40Х, термическая обработка – нормализация или улучшение до НВ 230-280, температура ТО=840-860’ , =800МПа, =600МПа, =360МПа, =220МПа,=0,15,=0,1.

Общий фонд времени работы вала Тс=15000-18000часов, группа машин – IV, коэффициент эквивалентной нагрузки кэ=0,62, число оборотов вала nв=60мин-1 , запас прочности n=1,5. Данные выбраны из таблицы 6 [1 часть1].

  1.  Усилие  на  ползуне,  допускаемое  прочностью  вала.

Данное  усилие  определим  по  следующей  формуле [1]:

Pd=,кН                      (6)

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  

где коэффициент эквивалентной нагрузки кэ=0,62, запас прочности n=1,5, =360МПа – предел выносливости при изгибе гладкого образца вала при знакопеременном цикле, d0 – диаметр опорной шейки вала, mk – относительный крутящий момент,  ,Фвσ- константа прочности при кручении в сечении В-В.

Вычислим допустимое усилие по формуле (6) для угла =15’-360’ и построим график.

Полученные  усилия  на  ползуне,  зависящие  от  прочности  вала  и  от  угла  поворота  вала  занесем  в  таблицу  №5.

Таблица №5

,

0

30

60

90

120

150

180

210

240

270

300

330

360

PD

814

529

405

350

408

587

814

514

398

344

367

514

814

Рис. 6. График  отражающий  зависимость  усилия  на  ползуне (обусловленного

          прочностью  вала),  от  угла  поворота  вала   

  1.  Построение  графика  приведенного  плеча  силы  

       .

    Для  определения  значений  mK     воспользуемся  следующей  формулой  [3]:

.                                                                                           (7)

4.4.1.  Рассчитаем  значения  mкИ ,  по   формуле  [3]:

 .                                                                  (8)

   Полученные  данные  занесем  в  таблицу №6.

                                                                                                                  Таблица  6

,

0

30

60

90

120

150

180

210

240

270

300

330

360

mкИ,мм

0

68,6

118,6

137,2

118,6

68,6

0

-68,6

-118,6

-137,2

-118,6

-68,6

0

4.4.2.   Рассчитаем  значение  mк,  по  следующей  формуле  [3]:

.                                                          (9)                          

Получим  .

4.4.3.  Значения   mк,  рассчитаем  по  следующей  формуле  [3]:

.                                                                                         (10)

Полученные  данные  занесем  в  таблицу №7 .

 

                                                                                                                 Таблица  7

,

0

30

60

90

120

150

180

210

240

270

300

330

360

mк,мм

30

98,6

148,6

167,2

148,6

98,6

30

-38,6

-88,6

-107,2

-88,6

-38,6

-30

  Согласно  таблице №7  построим  графики    рис. 7,

      

Рис. 7.  График  отражающий  зависимость  приведенного  плеча  силы     от  угла    

           поворота  вала.   

     

 


5. Расчет  муфты.

   Муфты  кривошипных  прессов  относятся  к  управляемым  сцепным  устройствам  и  предназначены  для  сцепления  и  разъединения  валов  привода,  что  обеспечивает  пуск  исполнительных  механизмов  пресса  на  рабочий  ход  или  отключение  при  помощи  воздействия  на  муфту  через  систему  управления.

    Передача  крутящего  момента  в  фрикционных  муфтах  производится  за  счет  сил  трения  между  рабочими  поверхностями  ведущих  и  ведомых  частей.  Включение  муфты  производится  при  помощи  пневмоцилиндра.

5.1.Проверка  на  работоспособность.

5.1.1.  Суммарный  момент  инерции  ведомой  части  привода.

      Определяется  по  следующей  формуле  [3]:

                                                                                                     (11)

где   - работа  на  включение  муфты;

        - номинальная  угловая  скорость,  =6,28 с-1;

Работу  на  включение  муфты  ,  определим  из  следующего  соотношения  [3]:

                                                                                                  (12)

где  к=0,01  для  КГШП;

     =250 т – номинальное  усилие;

 Н=0,35 м – ход  ползуна;

Преобразовав  формулу  (20),  получим  

;

Подставив  полученные  данные  в  формулу  (11),  получим

5.1.2.  Работа  сил  трения  за  одно  включение.

   Работу  сил  трения  за  одно  включение  определим  по  следующей  формуле  [3]:

                                                                              (13)           

где  =60 мин-1 – число  оборотов  вала  муфты;

  1.    Условие  работоспособности.

   Условие  работоспособности  определяется  следующим  неравенством  [1]:

                                                                         (14)

где   - число  включений  в  минуту;

- для  прессов  со  средствами  автоматизации;

 - номинальное  число  ходов  ползуна;

      =1 - коэффициент  взаимного  перекрытия;

- суммарная  площадь  трения,  определяется  по  следующей

формуле  [3]:

                                                                         (15)

где   m=4 – число  поверхностей  трения;

     - средний  радиус  трения,  определяется  по  следующей

формуле  [3]:

                                                                                 (16)

Согласно  формуле  (16),  см;

       В =13 см – ширина  кольца  трения;

Подставив  данные  в  формулы  (14)  и  (15),  получим,  что

 = 31814,48 см2;   

    Допускаемое  значение  показателя  износа  определяется  по  следующей  формуле  [3]:

                                                         (17)

где  =170С – критическая  температура  нагрева  фрикционного  материала;

 =1,08 – приведенный  коэффициент  охлаждения,  для   наружных

неоребренных,  сплошных  дисков;

        - коэффициент  зависящий  от  типа  фрикционного  узла,   =0,06 – для  неоребренного  диска  муфты;

       - линейная  скорость  на  среднем  радиусе,  определяется  по  следующей  формуле  [1]:

                                                                                      (18)

        где  =60 мин-1 – число  оборотов  вала  муфты;

получим   =4,6 м/с;

Подставив  значения  в  формулу  (14),  получим

  Из  проведенных  расчетов  можно  сделать  вывод,  что  условие  работоспособности  выполняется  

  1.   Определение  давления  на  трущихся  поверхностях.

   Для  данных  материалов  при   давление  q,  определяется  по  формуле  [3]:

 кгс/см2,                                             (19)

где   - расчетный  момент  трения,  определяется  по  формуле  [3]:

                                                                                   (20)

     =1,1 – для  КГШП,  показатель  момента  муфты;

      кгсм – максимальный  крутящий  момент,  который  должна  передавать  муфта;

 По  формуле  (20),  получим  

 кгсм;

       =1,045 – коэффициент  формы  поверхности  трения;

Подставив  значения  в  формулу  (19),  получим

  кгс/см2.

5.3. Определение  рабочего  давления  воздуха.

Находим  составляющие  полного  нажимного  усилия.

  •  Активное  нажимное  усилие,  определяется  по  следующей  формуле  [3]:

                                                                     (21)

подставив  численные  значения  в  формулу  (21),  получим

кгс

  •  Суммарное  усилие  отводных  пружин,  определяется  по  следующей  формуле  [3]:

                                                                                (22)

где   =12 – количество  пружин;

         - расчетное  усилие  пружин,  развиваемое  в  включенной  муфте  при  изношенных  прокладках,  определяется  по  формуле  [3]:

                                                   (23)   

где  - рабочие  усилие  затяжки  одной  пружины:

                                                                 (24)

где  - давление  статического  сопротивления  движению  поршня  при  наполнении  () ,  =0,35  при  числе  ходов  в  минуту  от  3060;

      - площадь  поршня  пневмоцилиндра  [3]:

 см2 ;                             (25)

     - коэффициент  изменения  усилия,  =0,75 – для  пружин  муфт;

        =0,1 см – зазор  между  дисками при  отключении;

      =0,5 см – полый  ход  поршня  пневмоцилиндра;

Подставив  числовые  значения  в  формулы  (22),  (24),  (23),  получим

 кгс;

кгс;

кгс;         

  1.   Усилие  для  преодоления  трения  в  манжетах  

 пневмоцилиндра.

Определяется  по  следующей  формуле  [1]:

                                                  (26)

где  =0,08 – коэффициент  трения  в  манжетах;

      см,  см – наружный  и  внутренний  диаметры  пневмоцилиндра;

       см – ширина  манжет;

      =2 – количество  манжет;

  кгс/см2 - рабочие  давление  воздуха  в  цеховой  сети;

Подставив  числовые  значения  в  формулу  (26),  получим

кгс;

  1.  Полное  нажимное  усилие.

     Определяется  по  следующей  формуле  [1]:

                                                                             (27)

Подставив  числовые  значения  в  формулу  (27),  получим

кгс;

  1.  Рабочие  давление  воздуха  устанавливаемое  в   муфте.

    Определяется  по  следующей  формуле  [1]:

                                                                                                (28)

получим    кгс/см2 ;

  1.  Приведенный  срок  службы  фрикционных  элементов.

     Определяется  по  следующей  формуле  [1]:

                                                                              (29)

где   см – ресурс  на  износ;

       - число  смен;

      =0,15 мксм2/кгсм – линейная  интенсивность  при  постоянном  давлении   кгс/см2;

        - коэффициент  динамической  нагрузки,  при  об/мин;

Подставив  числовые  значения  в  формулу  (29),  получим

 мес.


6.  Расчет  тормоза.

   Для  сокращения  времени  остановки  элементов  привода  и  исполнительного  механизма  после  включения  муфты  в  прессах  устанавливают  тормозные  устройства,  поглощающие  энергию  останавливаемых  частей  и  преобразующие  ее  в  тепловую  энергию.  Тепловая  энергия  рассеивается    в  окружающем  пространстве.  Кроме  того  тормозные  устройства  обеспечивают  удержание  элементов  исполнительного  механизма  в  положении  соответствующем  верхнему  положению  ползуна.

   Надежность  работы  тормозных  устройств  важнейшее  условие  безопасной  работы  на  кривошипных  прессах.

   Тормоз  маховика  предназначен  для  прекращения  работы  пресса,  на  перерыв  или  при  необходимости  реверса  вращения  привода.  Расчет  фрикционного  тормоза  аналогичен  расчету  фрикционной  муфты.

  1.  Проверка  на  работоспособность.

6.1.1.  Суммарный  момент  инерции.

      Определяется  по  следующей  формуле  [3]:

                                                                                                     (30)

Подставив  числовые  значения  в  формулу  (30),  получим

6.1.2.  Работа  сил  трения  за  одно  включение.

   Работу  сил  трения  за  одно  включение  определим  по  следующей  формуле  [3]:

                                                                          (31)           

где  =45 мин-1 – число  оборотов  вала  муфты;

6.1.3.  Условие  работоспособности.

   Условие  работоспособности  определяется  следующим  неравенством  [1]:

                                                                         (32)

где   - число  включений  в  минуту;

- для  прессов  со  средствами  автоматизации;

 - номинальное  число  ходов  ползуна;

      =1 - коэффициент  взаимного  перекрытия;

- суммарная  площадь  трения,  определяется  по  следующей

формуле  [3]:

                                                                         (33)

где   m=2 – число  поверхностей  трения;

     - средний  радиус  трения,  определяется  по  следующей

формуле  [3]:

                                                                                 (34)

Согласно  формуле  (34),  см;

       В =13 см – ширина  кольца  трения;

Подставив  данные  в  формулы  (32)  и  (33),  получим,  что

 =6939,4 см2;   кгсм/см2мин;

    Допускаемое  значение  показателя  износа  определяется  по  следующей  формуле  [3]:

                                                         (35)

где  =170С – критическая  температура  нагрева  фрикционного  материала;

 =1,08 – приведенный  коэффициент  охлаждения,  для   наружных

неоребренных,  сплошных  дисков;

        - коэффициент  зависящий  от  типа  фрикционного  узла,   =0,02 – для  неоребренного  диска  муфты;

       - линейная  скорость  на  среднем  радиусе,  определяется  по  следующей  формуле  [1]:

                                                                                      (36)

        где  =60 мин-1 – число  оборотов  вала  муфты;

получим   =2,6 м/с;

Подставив  числовые  значения  в  формулу  (35),  получим

кгсм/см2мин;

  Из  проведенных  расчетов  можно  сделать  вывод,  что  условие  работоспособности  выполняется:  

  1.  Усилие  для  преодоления  трения  в  манжетах  

 поршня.

Определяется  по  следующей  формуле  [1]:

                                                (37)

где  =0,08 – коэффициент  трения  в  манжетах;

      см,  см – наружный  и  внутренний  диаметры  пневмоцилиндра;

       см – ширина  манжет;

      =2 – количество  манжет;

  кгс/см2 - рабочие  давление  воздуха  в  цеховой  сети;

Подставив  числовые  значения  в  формулу  (37),  получим

кгс;

6.3.Активное  нажимное  усилие.

Активное  нажимное  усилие,  определяется  по  следующей  формуле  [3]:

                                                                             (38)

где  - рабочие  усилие  затяжки  одной  пружины,  определяется  по  формуле  [3]:

                                                                (39)

где  - давление  статического  сопротивления  движению  поршня  при  наполнении  () ,  =0,35  при  числе  ходов  в  минуту  от  3060;

      =12 – количество  пружин;

      - площадь  поршня  пневмоцилиндра,  определяется  по  формуле [3]:

 см2;  

    Согласно  формуле  (39),  получим

кгс;                          

     Подставив  численные  значения  в  формулу  (38),  получим

кгс

6.4.  Суммарное  усилие  отводных  пружин.

  Определяется  по  следующей  формуле  [3]:

                                                                                 (40)

где   =12 – количество  пружин;

         - расчетное  усилие  пружин,  развиваемое  во  включенной  муфте  при  изношенных  прокладках,  определяется  по  формуле  [3]:

                                                   (41)   

     - коэффициент  изменения  усилия,  =0,75 – для  пружин  муфт;

        =0,25 см – зазор  между  дисками при  отключении;

      =0,5 см – полый  ход  поршня  пневмоцилиндра;

Подставив  числовые  значения  в  формулы  (41),  (40),   получим

кгс;

кгс;         

6.5.  Давление  на  фрикционном  контакте.

 кгс/см2;                                                          (42)

6.6.  Проверка  по  условию  растормаживания.

                                                  (43)

где   - рабочее  давление  воздуха,  определяется  по  следующей  формуле  [3]:

                                                                            (44)

      - полное  нажимное  усилие,  определяется  по  формуле  [3] :

                                                                               (45)

Подставив  числовые  значения  в  формулу  (45),  получим

кгс;

Согласно  формуле  (44),  получим

кгс/см2;

По  условию  растормаживания  получим,

4439,6 > 2994,6.

  1.   Приведенный  срок  службы  фрикционных  элементов.

     Определяется  по  следующей  формуле  [1]:

                                                                              (46)

где   см – ресурс  на  износ;

       - число  смен;

      =0,015 мксм2/кгсм – линейная  интенсивность  при  постоянном  давлении   кгс/см2;

        - коэффициент  динамической  нагрузки,  при  об/мин;

Подставив  числовые  значения  в  формулу  (46),  получим

 мес.


7. Энергетический  расчет.

  

  Одним  из  важнейших  этапов  расчета  кривошипной  машины  является  выбор  ее  оптимальной  энергоемкости,  которая  определяется  отношением  общей  запасенной  энергии  привода  к  эффективной  энергии,  расходуемой  в  период  рабочего  хода  [5].

  Для  правильного  определения  параметров нужно  выявить  все  потери  энергии  при  работе  пресса  и  установить  степень  их  влияния  на  работоспособность  машины  [5].

   Баланс  энергии  за  один  технологический  цикл  слагается  из  работы,  затрачиваемой  на  включение  муфты  и  разгон  неподвижных  частей  ,  работы  на  холостое  перемещение  механизмов  пресса  ,  работы  на  совершение  рабочего  хода    и  определяется  по  следующей  формуле  [5]:

                                                              (47)

 Работу  на  включение  муфты  принимаем  в  зависимости  от номинального  усилия  пресса     и  величины  хода  ползуна  Н [5]:

           k =0,01  для  КГШП                                                   (48)

Согласно  формуле  (40),  получим

Нм=8,75 КДж;

 В  свою  очередь  расход  энергии  на  рабочий  ход  складывается  из  следующих  составляющих:

   - потери  на  пластическую  деформацию  металла;

   - потери  на  трение  в  сочленениях  главного  исполнительного  механизма;

   - потери  на  упругую  деформацию  деталей  пресса;

 Определяется  расход  энергии  на  рабочий  ход  по  следующей  формуле  [5]:

                                                                                  (49) 

 Работу  деформирования    определяют  по  следующей  формуле  [5]:

,                                                                (50)

где  - коэффициент  полноты  технологической  операции, =0,023 для

горячей  штамповки;

      - номинальное  усилие;

      - ход  ползуна;

 Подставив  численные  значения  в  формулу  (50),  получим

20125 Нм=20,1 КДж;

  Определим  потери  на  трение  в  сочленениях  главного  исполнительного  механизма.  Работа  трения    зависит  от  конструктивных  особенностей  исполнительного  механизма  и  определяется  по  следующей  формуле  [5]:

,                                                                               (51)

где   - приведенное  плече  трения,  определяется  по  формуле:

получим  = 30 мм;

        = 4 - рабочий  угол;

Интеграл  ,  найдем  по  формуле:

 (52)

                                                     

                                                                                                                   Таблица 8

n

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

x

180

180,5

181

181,5

182

182,5

183

183,5

184

y

884

881

878

875

873

870

867

865

860

Определим  значение  интеграла,  по  формуле  (52),  пользуясь  значениями  из  таблицы №8:

тс

Согласно  формуле(51),  определим  значение  работы  трения  :

 КДж;

  Работу  на  упругую  деформацию  станины  определим  по  следующей  формуле  [5]:

                                                                                       (53)

где  f – упругая  деформация  на  каждую  тонну  усилия  на  ползуне,      

f =0.025  мм;

 Подставив  численные  значения  в  формулу  (53),  получим

 КДж;

 Определим  расход  работы  на  холостое  перемещение,  по  формуле  [5]:

                                                                                               (54)

где  k=0,4  для  КГШП;

получим     КДж;

 Определим  расход  энергии  на  рабочий  ход,  согласно  формуле  (49):

КДж;

Определим  баланс  энергии  за  один  технологический  цикл  по  формуле  (47):

 КДж;

          


8. Выбор  электродвигателя.

 Решающим  фактором  при  выборе  системы  электропривода  кривошипных  прессов  является  экономическая  целесообразность  в  сочетании  с  техническими  требованиями.

  Большинство  кривошипных  прессов  оборудуется  маховиковым  приводом  с  асинхронным  трехфазным  электродвигателем  с  коротко  замкнутым  ротором.  Это  объясняется  простотой  их  устройства,  относительно  невысокой  стоимостью,  надежностью  и  безотказностью  работы.

   Потребная  мощность  асинхронного  двигателя  с  короткозамкнутым  ротором,  определяется  по  следующей  формуле  [5]:

                                                                   (55)

где  =1,3 – коэффициент  запаса;

       - число  включений,  зависит  от  номинального  числа  ходов  пресса  =60 мин-1  и  коэффициента  использования  пресса  =0,6,  определяется  по  формуле  [5]:

                                                                                                 (56)

получим   мин-1;

       - время  цикла,  определяется  по  следующей  формуле  [5]:

                                                                                               (57)   

согласно  формуле  (57),  получим     сек.

   Подставив  численные  значения  в  формулу  (55),  определим  потребную  мощность  асинхронного  двигателя  с  короткозамкнутым  ротором:

 кВт;

  По  каталогу  выбираем  электродвигатель  4АНК250SВХ3  (=45 кВт,  n=750 об/мин).


9. Выбор  маховика.

  В  инженерной  практике  широко  применяют  упрощенные  расчеты,  когда  момент  инерции  маховых  масс  и  собственно  маховика  определяют  по  избыточной  работе,  при  этом  допустимой  неравномерностью  вращения  маховика  задаются  по  аналогии  с  имеющимся  производственным  опытом  или  рассчитывают  по  формулам  с  экспериментальными  коэффициентами.

  Определим  работу  маховика  по  следующей  формуле  [5]:

                                                                                      (58)

где  - работа  электродвигателя (в  период  рабочей  нагрузки),  отнесенная  к  валу  ведущего  кривошипа,  определяется  по  формуле  [5]:

                                                                    (59)

где   =0,15 – период  рабочей  нагрузки;

        - КПД  передач:   =0,96  - КПД  зубчатой  передачи

=0,95  - КПД  ременной  передачи,  получим  =0,960,95=0,91;

Определим  работу  электродвигателя  по  формуле  (59):

КДж;

  Маховик  совершает  работу    за  счет  отдачи  кинетической  энергии ,  т.е.  ,  которая  определяется   по  формуле  [5]:

                                                             (60)

где  - максимальная  угловая  скорость  маховика  перед  началом  рабочего  хода;  в  пределах  требуемой  точности,  ее  можно  рассчитать  по  номинальной  частоте  вращения  маховика;

      - минимальная  угловая  скорость  в  конце  активного  хода;

   Торможение  маховика  характеризуется  коэффициентом  неравномерности  хода:

                                (61)

где   - средняя  угловая  скорость;

         =1,3 – коэффициент  запаса;

     =0,9 – коэффициент  зависящий  от  скольжения  между  номинальным  и  критическим  скольжением  электродвигателя;

          =0,01 – упругое  скольжение  ременной  передачи;

          =0,05 – номинальное  скольжение;

  Согласно  формуле  (61),  получим  

   Исходя  из  формул  (61)  и  (60)  получим  [5]:

                                            (62)

Или,  по  балансовому  соответствию

                                                                                 (63)  

где   =270  об/мин – средняя  частота  вращения  маховика;

 Подставив  численные  значения  в  формулу  (63),  получим

 кгм/c2;        

  Определим  время  разгона  маховика  при  первоначальном  пуске  двигателя,  по  следующей  формуле  [5]:

                                                                                     (64)

где   =270  об/мин – номинальная  частота  вращения  маховика;

Подставив  численные  значения  в  формулу  (64),  получим

сек;

 


10.  Автоматизация  пресса.

Автоматизация  по  праву  считается  одним  из  важнейших  направлений  технического  прогресса.  Без  автоматизации  невозможны  высокие  темпы  дальнейшего  роста  производительности  труда.  Прогресс  в  машиностроении  и  объективный  ход  развития  производства  показывает,  что  автоматизация  производственных  процессов  является  важной  технической,  экономической  и  социальной  проблемой.

   Техническая  необходимость  автоматизации  обусловлена  наличием  все  увеличивающегося  противоречия  между  ограниченными  возможностями  оператора  и  все  возрастающими  скоростями  и  силовыми  параметрами  оборудования.  Изыскание  путей  роста  производительности  труда,  борьба  за  повышение  эффективности  производства,  за  снижение  себестоимости  приводят  к  экономической  необходимости  автоматизации.

   Автоматизация  производства  представляет  собой  этап  машинного  производства,  который  характеризуется  освобождением  человека  от  непосредственного  выполнения  функций  управления  производственными  процессами  и  передачей  этих  функций  специальным  устройствам.  При  автоматизации  технологического  процесса  рабочий  не  связан  с  ритмом  работы  машины,  и  роль его  сводится  к  наблюдению  за  работой  машины,  ее  контрольных  устройств  или  только  к  первоначальной  наладке  автоматизированного  агрегата.  Автоматизация  обуславливает  дальнейшие  расширение  механизации,  использует  специальные  технические  средства  для  самоконтроля  работы  отдельных  узлов  (обратная  связь,  счетно-решающие  устройства  и  др.),  заменяет  человека  в  некоторых  видах  его  интеллектуальной  деятельности,  делает  непрерывным  и  более  стабильным  производственный  цикл,  оказывает  воздействие  на  методы  производства  и  даже  на  сам  продукт  производства.

В кузнечных цехах наибольшее распространение получили траковые транспортеры. Главными преимуществами траковых  транспортеров по сравнению с пластинчатыми, цепными и другими являются их прочность, долговечность и удобство эксплуатации.  

Определение скорости движения ленты

,                                                                                                  (65)

где  =1.25- минимальное расстояние, проходимое заготовкой длиной  за время, равное темпу штамповки .

Условно выберем =200 мм, =1,5;

тогда= 0,33 м/с

,                                                                                (66)

где - коэффициент трения равный 0,35…0,45

- угол наклона ленты транспортера,

 g- ускорение силы тяжести,

знак «минус» принимается для транспортеров , поднимающих детали, а «плюс» - опускающих их.

Примем =15°, при =0,4

                                                                                (67)

=0,2м/с


11. Литература.

  1.  Живов  Л. И.,  Овчиников  А. Г.  Кузнечно-штамповочное  оборудование.  Прессы. – Киев.  Выща  школа  1981.
  2.  Залесский  В. И.  Оборудование  кузнечно-прессовых  цехов. – М.:  Высшая  школа,  1973.
  3.  Кузнечно-штамповочное  оборудование.  Под  ред.  Банкетова  А. Н.,  Ланского  Е. Н..- М.:  Машиностроение,  1982.
  4.  Пьянков  А. И.  Методические  указание  к  выполнению  курсового  проекта  по  КШО  «Расчет  муфты  и  тормоза»
  5.  Пьянков  А. И.,  Рябчиков  А. В.  Методические  указания  к  выполнению  курсового  проекта  по  КШО  «Энергетический  расчет  кривошипного  пресса».
  6.  Норицын  И. А.,  Власов  В. И.  Автоматизация  и  механизация  технологических  процессов  ковки  и  штамповки. – М.:  Машиностроение,  1967
  7.  Дунаев  П. Ф.,  Леликов  О. П.  Конструирование  узлов  и  деталей  машин. – М.:  Высш.  шк.,  1985
  8.  Кухлинг  Х.  Справочник  по  физике. – М.: Мир, 1983
  9.  Кривошипные горячештамповочные прессы, М. , Машиностроение, 1974, Игнатов А. А., Игнатова Т. А.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

23018. Мова як особлива знакова система 34 KB
  Мова як особлива знакова система. Знак матеріальний чуттєво сприйманий предмет який є представником іншого предмета і використовується для отримання зберігання і передачі інформації У світі існують різноманітні системи знаків які служать для передачі інформації. Серед них наприклад дорожні знаки морська сигналізація прапорцями та інші знаки. Основними ознаками знака є матеріальність його можна бачити чути тобто сприймати органами чуттів використання його для позначення чогось що перебуває поза ним інформативність.
23019. Основні властивості знаків, мовних знаків 34.5 KB
  Основні властивості знаків мовних знаків. Про довільність мовних знаків свідчить той факт що одні й ті ж поняття в різних мовах передаються різними словами укр. До вмотивованих мовних знаків передусім належать звуконаслідувальні слова типу бух ляп хлоп хіхікати. Саме завдяки цьому асиметричному дуалізмові структури знаків лінгвальна система може еволюціонувати.
23020. Мова і мовлення 32 KB
  Мова і мовлення Мова система одиниць спілкування і правил їх функціонування. Іншими словами мова це інвентар словник і граматика які існують у потенції в можливості Мовлення конкретно застосована мова засоби спілкування в їх реалізації. Усе те що пересічні мовці розуміють під словом мова насправді є власне мовою і мовленням. Розмежування мови і мовлення теоретично обґрунтоване швейцарським лінгвістом Ф.
23021. Мова, мислення, свідомість 35 KB
  Мова мислення свідомість Мислення узагальнене й абстрактне відображення мозком людини явищ дійсності в поняттях судженнях й умовиводах. Щодо мови і мислення в науці існували два протилежні й неправильні погляди ототожнення мови й мислення Д. Гаман і відривання мови від мислення Ф. Представники першої точки зору вважали що мова це всього лише форма мислення.
23022. Мовна система та структура 33 KB
  Мовна система та структура Система мови – множинність елементів будьякої природної мови які перебувають у відношеннях і зв’язках один з одним і утворюють певну єдність і цілісність. Структура мови – спосіб організації мовної системи її внутрішня будова. У науковій літературі немає чіткої диференціації термінів система і структура. Реформатський який запропонував термін система використовувати для позначення системних відношень між одиницями одного рівня мови а термін структура для визначення системних відношень між різними рівнями.
23023. Звукова будова мови. Фонетика як наука про звуковий лад мови 33 KB
  Звукова будова мови. Фонетика як наука про звуковий лад мови. Звукове вираження це матеріальна оболонка мови. Матеріальна звукова форма мови є об'єктом фонетики.
23024. Оптимізаційні методи моделювання неперервних початково-крайових умов 475.5 KB
  Постановка задачі та проблеми її розв’язання. Ці задачі поставлені та розв’язані в лекції 5.1 де узагальнена векторфункція зовнішньодинамічних факторів які моделюються вектор значень моделюючих функцій та а матрична функція яка через функцію Гріна пов’язана зі специфікою розв’язуваної задачі. Позначивши через множину точок дискретизації моделюючих функцій керуючої функції та враховуючи помилки в розв’язанні задачі моделювання що визначається величиною 10.
23025. Формули псевдообернення збурених матриць та їх місце в задачах моделювання динаміки систем з розподіленими параметрами 463.5 KB
  Будемо вважати що збурення матриці С виконується в загальному випадку по всіх елементах що спонукає працювати з матрицями СabT та СabT де для LMвимірної матриці С aRL bRM – вектори якими і визначається збурення матриці С а отже і системи вцілому. Тому дослідження змін матриць СabT та СabT в залежності від значень векторів а та b є актуальним. Якщо при роботі з матрицею СabT проблем немає – залежності від а та b тут явні то для матриці СabT потрібні зручні та ефективні методи та засоби обчислення...
23026. Дослідження моделей лінійних динамічних систем з розподіленими параметрами при скінченновимірних варіаціях параметрів 330 KB
  22 – нескінченні прирости. Пройти ці неприємності на шляху до оптимального розв’язання задач розміщення спостерігачів та керувачів можна надаючи координатам та скінченні прирости та досліджуючи прирости .6 заключаємо що прирости та можуть бути вирахувані якщо будуть відомі прирости для та для .11 заключаємо що прирости та можуть бути вирахувані якщо будуть відомі прирости для та для .