2.5 Определение необходимой мощности двигателя

В связи с определенной периодичностью кантования заготовки, ее обжатия и перемещения вдоль бойков пресса, расчетный график нагружения механизма кантования изображаем в виде, показанном на рис.2.4.

Рисунок 2.4 – Расчетный график нагружения механизма кантования.

, кВт, (2.22)

где – среднеквадратический момент сопротивления кантованию, приведенный к валу звездочки кантователя, кН·м;

– скорость вращения звездочки, рад/с;

– КПД механизма кантователя.

Момент будет равен (см. рис.2.4)

, (2.23)

где М_к – момент сопротивления кантованию, определяемый по формулам (2.14) и (2.15), кНм;

t₁, t₂, t₃ – длительность периодов одного кантования, одного обжатия и одного перемещения заготовки соответственно (см. рис. 2.4);

n₁, n₂, n₃ – количество периодов продолжительностью, соответственно, t₁, t₂, t₃.

Угловая скорость звездочки

, (2.24)

где – линейная скорость цепи, м/с.

На практике при Q_н ≤ 75 т устанавливаются асинхронные двигатели, при Q_н > 75 т – двигатели постоянного тока.

Выбранный двигатель проверяют на возможность кантования короткой заготовки в подвешенном состоянии для случая ее перекоса относительно патрона (см. рис. 2.2. а).

Сопротивление кантованию при этом будет равно

, (2.25)

где – такой точно момент от усилий трения, как и , но при другом значении усилий в ветви цепи, кНм;

М_экс – момент от эксцентричного расположения центра тяжести заготовки относительно оси патрона (см. рис. 2.2, а), кНм;

– момент от усилий трения между штангой патрона и противовесом, кНм.

Величины , М_экс и определяются по формулам:

, (2.26)

, (2.27)

, (2.28)

где – масса противовеса, установленного на патроне (см. рис. 2.2, б), т;

d_шт – диаметр штанги патрона, м;

f₄ – коэффициент трения скольжения между штангой патрона и противовесом

е – величина эксцентриситета заготовки (рис. 2.2, а).

Необходимая мощность двигателя для этого случая

, (2.29)

Выбранный ранее двигатель с номинальной мощностью Р_дв проверяется по условию

,

где ψ_max – кратность максимального пускового момента двигателя.

2.6 Порядок выполнения работы

С использованием выданных на занятии графических материалов и исходных данных, приведенных в приложении Б, работа выполняется в такой последовательности:

1. Изучаются чертежи общего вида ковочного крана, сборочные чертежи кантователя, механизма кантования, амортизатора и пластинчатой цепи. В результате студент должен:

- зарисовать принципиальную схему с обозначением на ней основных видов оборудования крана;

- зарисовать принципиальную схему кантователя с механизмом кантования с обозначением основных узлов и деталей.

2 Выбирается цепь кантователя.

Для этого используются формулы (2.7)…(2.13).

Рекомендуется принимать

.

Из каталога для цепи выписываются параметры цепи – шаг t и диаметр шарнира d_ш.

3. Определяется сопротивление кантования отдельно для длинной и короткой заготовок при допущении, что в обоих случаях полностью используется номинальная грузоподъемность крана.

Расчеты производятся по формулам (2.14) … (2.21).

Для расчетов рекомендуются следующие эмпирические формулы:

,

,

.

Масса короткой заготовки будет равна

.

Рекомендуется принимать: f₁ =0,15, f₂ = 0,5, f₃ = 0,5.

Результаты расчетов заносятся в таблицу 2.1.

Таблица 2.1 – Сопротивление кантованию заготовок

Длинная заготовка (см. рис. 2.1)			Короткая заготовка (см. рис. 2.2, б)
, кНм	,кНм	, кНм		, кНм	, кНм	, кНм

4 Выбирается двигатель механизма кантования.

Расчет необходимой мощности двигателя выполняется для наибольшего значения по формулам (2.22) … (2.23).

Формула (2.23) упрощается, если, исходя из опыта, принять:

n₁ ≈ n₂, t₁ ≈ t₂, t₃ ≈5t₁, n₃ ≈ 0,5 n₁.

Тогда

.

3. Выбранный двигатель проверяют по условию (2.30). В формуле (2.27) величину эксцентриситета принимаем по опытным данным, приведенным в таблице 2.2.

При значениях масс заготовок, которые отличаются от приведенных в табл. 2.2, величина эксцентриситета определяется методом интерполяции или экстраполяции.

Таблица 2.2 – Значения эксцентриситета е

Масса короткой заготовки, т	10…30	40…50	60…80	90…120	130…170
Величина эксцентриситета е, мм	8,5	17,5	18	37	57

Диметр штанги d_шт патрона определяется по эмпирической формуле

.

Рекомендуется принимать f₄ = 0,25.

6. Делается анализ точности ковочных операций. Рассматриваются другие варианты работы пресса и ковочного крана.