- •Кривошипные прессы.
- •Воронеж 2010
- •Глава 1. Колебания и нагрузки на опоры кривошипного
- •1.1. Суть проблемы
- •1.2. Величина инерционной силы
- •1.3. Наибольшие угол наклона и вертикальное
- •1.4. Наклон пресса на фундаменте, силы в анкерных болтах
- •1.5. Колебания пресса на виброопорах
- •Глава 2. Перегрузка кривошипных прессов
- •2.1. Общие замечания
- •2.2. Перегрузка закрытых прессов
- •2.3. Перегрузка открытых прессов
- •2.4. Влияние параметров кривошипного пресса
- •2.5. Определение силы, развиваемой прессом при отключении
- •2.5.2. Практическое использование разработанной методики
- •Глава 3. Заклинивание кривошипных прессов.
- •3.2. Обоснование возможности создания конструкций
- •Глава 4. Создание и исследование устройств для
- •4.1 Актуальность задачи. Обзор применяемых конструкций и
- •4.2. Исследование способа расклинивания силой, прикладываемой к кривошипно-шатунному механизму
- •4.2.1. Теоретический анализ
- •4.2.1.1. Приложение расклинивающей силы к шатуну
- •4.2.1.2. Приложение расклинивающей силы к кривошипу
- •4.2.1.3. Приложение расклинивающей силы к рычагу
- •4.2.1.4. Анализ полученных формул
- •4.2.2. Экспериментальное исследование
- •4.2.2.1. Описание экспериментальной установки
- •4.2.2.2. Методика проведения экспериментов
- •4.2.2.3. Результаты экспериментов и их анализ
- •4.3. Теоретическое исследование работы устройства для
- •4.3.1. Анализ действующих в устройстве
- •4.3.1.1. Устройство первого исполнения
- •4.3.1.2. Устройство второго исполнения
- •4.3.2. Анализ полученных формул
- •4.3.3. Определение угла поворота эксцентрикового
- •4.3.4. Определение силы заклинивания пресса по
- •4.4. Определение коэффициентов трения покоя
- •4.4.1. Конструкция и параметры экспериментальных
- •4.4.2. Определение величин коэффициентов трения покоя
- •4.6. Создание и экспериментальное исследование промышленного
- •4.6.1. Конструкция и работа устройства
- •4.6.2. Экспериментальное исследование устройства
- •2−Двухплечий рычаг, 3−насос гоо3)
- •4.7. Разработка конструкции устройства для расклинивания кгшп с валом параллельным фронту пресса
- •4.7.1. Определение параметров устройства на стадии проектирования
- •4.7.2. Описание конструкции устройства для расклинивания пресса кгшп модели к8540 силой 10мн
- •394026 Воронеж, Московский просп., 14
4.2. Исследование способа расклинивания силой, прикладываемой к кривошипно-шатунному механизму
4.2.1. Теоретический анализ
Проанализируем каждую из разновидностей предложенного способа расклинивания силой, прикладываемой к кривошипно-шатунному механизму, с целью получения расчетных формул для определения величины необходимой расклинивающей силы.
Анализ проведем в предположении равномерного распределения зазоров в шарнирах механизма. При этом рассмотрим случай наиболее тяжёлого заклинивания, когда ползун пресса (и кривошип) остановился в крайнем нижнем положении.
В этом случае величина силы заклинивания и момент трения будут наибольшими и, следовательно, потребуется и наибольшая расклинивающая сила.
4.2.1.1. Приложение расклинивающей силы к шатуну
Задача определения величины расклинивающей силы состоит в определении той силы, которая выводит данную систему из положения равновесия, т.е. создает в кривошипно-шатунном механизме момент, превышающий момент трения в его шарнирах.
Расчленим кривошипно-шатунный механизм на части (рис. 4.9.а и 4.9.б) и рассмотрим условия равновесия каждой из них при угле поворота кривошипа α = 0.
На рис. 4.9 приняты, кроме уже известных, следующие обозначения:
Нш – плечо силы Ррш на шатуне, равное наименьшему расстоянию от линии её действия до нижней опоры шатуна (точка В), причем Нш по величине может быть как больше, так и меньше L;
Ро, Ра, Рв – реакции в шарнирах О, А и В;
хо, yо, ха, yа, хв, yв – составляющие по осям х и у реакций в шарнирах О, А и В.
МТо, МТа, МТв – моменты трения в шарнирах О, А и В.
Рис. 4.9. Схема сил и моментов, действующих на элементы
кривошипно-шатунного механизма, при приложении
расклинивающей силы к шатуну
Очевидно, что ; (4.1)
; (4.2)
; (4.3)
; (4.4)
; (4.5)
; (4.6)
Из условий равновесия шатуна следует
; (4.7)
; (4.8)
. (4.9)
С учетом формул (4.5), (4.6) и (4.8) последнее уравнение может быть представлено в виде
. (4.10)
Для определения величины ха рассмотрим условия равновесия кривошипа, которые позволяют записать
; (4.11)
; (4.12)
. (4.13)
Учитывая формулы (4.4), (4.5), (4.11) и (4.12), уравнение (4.13) можно записать
. (4.14)
Решая полученное уравнение относительно ха, находим
. (4.15)
Для упрощения дальнейшей записи введем обозначение
, (4.16)
тогда
. (4.17)
Подставив значение ха по формуле (4.17) в уравнение (4.10), получим
. (4.18)
Решая это уравнение относительно Ррш, получим
, (4.19)
где:
; (4.20)
. (4.21)
Для реально возможных случаев расклинивания кривошипных прессов формулы (4.20) и (4.21) могут быть значительно упрощены.
Так, учитывая, что и отбрасывая малые величины, получим приближенную формулу
. (4.22)
Как показывают численные расчеты, подобное упрощение практически не снижает точности получаемых результатов.
Принципиально величина этой силы может быть уменьшена, если при расклинивании разогнать в сторону, благоприятную для расклинивания, привод пресса и включить муфту.
Выведем формулу для определения необходимой силы , прикладываемой к шатуну, в данном случае.
Учитывая формулы (4.4), (4.5), (4.12), (4.14), условие равновесия кривошипа (4.13) для этого случая можно записать
, (4.23)
где:
К – коэффициент, определяемый по формуле [29],
.
Здесь, как и ранее, J и Jвкл – моменты инерции всех движущихся и разгоняемых при включении муфты масс пресса.
Решая уравнение (4.23) относительно ха, получим
. (4.24)
Зная величину ха (по формуле 4.24) и решив уравнение (4.10) относительно Ррш, находим
, (4.25)
где:
; (4.26)
. (4.27)
Поскольку эти формулы могут быть упрощены, аналогично формулам (4.19), (4.20), (4.21), то получим
. (4.28)
Попутно отметим, что в формулу (4.28), а также в (4.26) и (4.27), необходимо подставлять ха, найденное по формуле (4.24).