7.3.6. Перевірка вставок і шліців на зминання

Максимальна напруга зминання на бічній поверхні вставок знаходиться по формулах:

• для овальних вставок

; (7.54)

• для круглих вставок

. (7.55)

Напруга зминання, що допускається, [σ_см] визначається по таблиці 7.11. Значення коефіцієнтів, що характеризують якість поверхні вікна диска k_об, динамічності навантаження k_д, максимальні напруги k_σ, характер роботи вставки k_в зазначені в табл. 7.12.

Перевірка шліців на зминання виконується по формулі

. (7.56)

Напруга зминання, що допускається, [σ_см] для бічних поверхонь шліців рекомендується приймати рівним 15…20 МПа для поверхонь без термообробки і 20…35 МПа для термооброблених (сталь Ст.5 чи сталь 35). Коефіцієнт а для ведених дисків приймається рівним 2,5; для ведучих – 1,25. Коефіцієнт k_тр дорівнює числу поверхонь тертя m для ведених дисків и (0,5m +1) – для ведучих.

Середні радіуси шліців ведучих чи ведених дисків R_ш, ширина b_ш, висота h_ш, число шліців zш визначаються по кресленнях вузла.

Коефіцієнт ψ приймається рівним:

• для ведених дисків ψ = 1;

• для опорних чи натискних дисків при

m = 2 ψ = 0,5;

m = 4 ψ = 0,25;

m = 6 ψ = 0,16;

• для проміжних дисків при

m = 4 ψ = 0,5;

m = 6 ψ = 0,33.

7.3.7. Визначення коефіцієнта запасу зчеплення

Фактичний коефіцієнт запасу зчеплення β_м визначається як відношення активного зусилля пневматичного циліндру при різних тисках повітря до розрахункового

. (7.57)

Для декількох значень робочого тиску повітря в інтервалі (0,7…1,3) p_p визначається коефіцієнт запасу зчеплення β_м і будується графік що допустимого навантаження муфти в координатах [p_д, β_м]. На графіку відзначаються зона навантаження, у якій не забезпечується передача робочого моменту (β_м < 1), зона не стійкої пе­редачі робочого моменту (β_м = 1…1,15) і зона стійкої передачі робо­чого моменту (β_м > 1,15). Графік приводиться в розрахунково-пояс­нювальній записці, а в паспорті преса вказується мінімальний тиск повітря, при якому забезпечується передача розрахункового моменту.

Приклад 34. Виконати перевірочний розрахунок муфти з накладками кгшп зусиллям 25 мн.

Початкові дані:

Номінальне зусилля преса P_н, МН – 25;

Число ходів повзуна за хвилину n_н – 60;

Коефіцієнт використання числа ходів p_и – 0,25;

Максимальний крутильний момент

на головному валу М_м , Н^.см – 1,4^.10⁸;

Момент інерції ведених частин

приводу J₂ , кг^.м² – 1670;

Кількість ведених дисків m – 2;

Зовнішній радіус поверхні тертя R_н , см – 100;

Внутрішній радіус поверхні тертя R_в , см – 65;

Фрикційний матеріал – 143-66;

Зовнішній діаметр циліндру D_п , см – 209;

Хід поршня циліндру максимальний d_п , см – 1,1;

Ширина манжет поршня b₀ , см – 2;

Число манжет поршня z₀ – 2;

Число відвідних пружин z_пр – 36;

Зовнішній діаметр пружин D₀ , см – 8;

Діаметр проволоки пружин d , см – 1,4;

Деформація пружини при включеній

муфті λ_раб , см – 7;

Число робочих витків пружини i_пр – 10;

Число шліців зубчатої ступиці z_ш – 130;

Ширина зуба шліців b_ш , см – 2;

Висота зубів шліців h_ш, см – 6;

Середній радіус шліців R_ш, см – 74.

Рішення

В КГШП К8544 використовується дводискова фрикційна муфті з накладками. Проектувальний розрахунок подібної одно дискової муфти приведено в прикладі 29.

Розрахунковий момент муфти визначається по формулі (7.1), в якій показник моменту муфти обчислюється по формулі (7.37). Коефіцієнт запасу зчеплення β_м приймається рівним 1,15. Коефіцієнт характеру наростання моменту k_оп по табл. 7.15 для об’ємного штампування при 60 ходах повзуна за хв. становить 0,8. Коефіцієнт падіння тиску стислого повітря k_п приймається рівним 1,2. В такому разі показник моменту муфти становить

Тоді розрахунковий момент муфти складає

Середній радіус поверхні тертя становить по формулі (7.41)

Сумарна площа поверхні тертя по формулі (7.43) складає

По табл. 7.3 для матеріалу 143-66 коефіцієнт тертя μ складає 0,42. По табл. 7.5 для муфти з накладками при коефіцієнті ширини кільця δ = 0,162 коефіцієнт форми поверхні тертя δ_ф становить 1,02. Коефіцієнт δ вирахувано по формулі

В такому разі фактичний тиск на поверхні тертя становить по формулі (7.39)

По табл. 7.3 допустимий питомий тиск для матеріалу 143-66 становить 1,5 МПа, тобто більше, чим фактичний робочий тиск на поверхні.

Однак слід зауважити, що в конструкції муфти прийнята надто мала ширина кільця тертя, що призвело до низького значення коефіцієнту δ, який менше рекомендованого значення більше чим в два рази. Це свідчить про те, що діаметри поверхні тертя прийняті завеликі і досить близькі один до одного, що призводить до збільшення радіальних розмірів муфти.

Для стійкої роботи муфти необхідний тиск стиснутого повітря повинен дорівнювати приблизно значенню, рекомендованому для даного преса.

По табл. 7.13 для номінального зусилля 25 МН розрахунковий тиск повітря становить 0,55 МПа. По табл. 7.14 тиск повітря для подолання опору руху поршня становить при номінальному числі ходів 60 за хв. 0,035 МПа.

Площа поршню становить

Зусилля для стиску одної пружини при вмиканні на величину λ_раб по формулі (7.48) становить

Розрахункове зусилля затяжки одної пружини при вимкненій муфті становить

Сумарне зусилля всіх пружин буде

Активне натискне зусилля для створення необхідного тиску по формулі (7.46) становить

Зусилля для подолання сил тертя в манжетах поршня по формулі (7.49) становить

Коефіцієнт тертя в манжетах прийнято рівним 0,1.

Таким чином, повне натискне зусилля поршня

Тоді необхідний тиск повітря по формулі (7.44) становить

тобто умова сталої роботи муфти виконується.

Швидкість відключення муфти забезпечується достатньою силою пружин. По формулі (7.50) знайдено

тобто умова швидкодії при вимиканні виконується.

Довговічність пружин перевіряється по формулі (7.51)

тобто умова довговічності витримується.

Шліці зубчатої ступиці ведених дисків перевіряються на зминання по формулі (7.56).

Коефіцієнт а для ведених дисків приймається рівним 2,5, коефіцієнт k_тр дорівнює числу поверхонь тертя, тобто в даному разі 4. Коефіцієнт ψ для веденого диску дорівнює 1. По табл. 7.12 встановлені коефіцієнти для нерухомого з’єднання накладок і диску з шліфованими поверхнями тертя:

• коефіцієнт динамічності k_д – 1;

• коефіцієнт якості поверхні k_об – 1.

Таким чином, по формулі (7.56) знайдено

Допустима напруга зминання бічних поверхонь шліців для поверхонь без термічною обробкою становить 15…20 МПа, тобто дійсна напруга менше допустимої.