
- •Часть 3
- •Часть 3
- •Введение
- •Глава 1. Основы ПроектированиЯ механических прессов
- •1.1. Традиционная методика проектирования механических прессов
- •1.2. Кинематические и силовые особенности исполнительных механизмов. Связь кинематических и силовых параметров
- •1.3. Кинетостатика колено-рычажных механизмов
- •1.4. Методика автоматизированного анализа кинетостатических параметров исполнительных механизмов механических прессов
- •Глава 2. Проектирование привода и элементов системы включения механических прессов
- •2.1. Расчет клиноременной передачи
- •2.2. Проектирование привода механических прессов
- •Исходные данные:
- •Результаты расчета
- •2.3. Расчет потерь холостого хода механических прессов
- •2.4. Расчет главного электропривода
- •2.5. Расчет муфты, тормоза и наибольшего числа включений
- •Расчет муфты
- •Расчет ленточного тормоза
- •Расчет дискового тормоза
- •Исходные данные:
- •Расчет наибольшего числа включений
- •Основные схемы пневмоуправления
- •Глава 3. Проектирование базовых деталей механических прессов
- •3.1. Расчет валов кривошипно-шатунного механизма
- •Расчет главных валов кгшп
- •Расчет главных валов механических листоштамповочных прессов
- •3.2. Расчет шатунов механических прессов
- •3.3. Расчет ползунов механических прессов
- •Ползуны кривошипных горячештамповочных прессов
- •Ползуны листоштамповочных прессов
- •Ползуны кривошипно-коленных прессов холодной объемной штамповки
- •3.4. Проектирование и расчет механизма регулировки закрытой высоты кгшп
- •3.5. Расчет уравновешивателей механических прессов
- •3.6. Проектирование станин механических прессов
- •3.6.1. Определение геометрических характеристик сечений.
- •3.6.2. Проверочный расчет на прочность
- •3.6.2.1. Открытые станины
- •3.6.2.2. Закрытые разъемные станины
- •3.6.2.3. Стяжные шпильки
- •3.6.2.4. Стойки
- •3.6.2.5. Траверса и стол
- •3.6.2.6. Деформация станины
- •3.6.2.7. Закрытые цельные станины
- •3.7. Расчет базовых деталей механических прессов с применением метода конечных элементов
- •Глава 4. Автоматизированное проектирование и расчеты базовых деталей механических прессов
- •4.1. Основные функции, структура и область применения сапр механических прессов
- •4.2. Этапы проектирования механических прессов. Связь программных модулей
- •4.3. Последовательность работы при проектировании с применением сапр механических прессов
- •Заключение
- •Библиографический список
- •Оглавление
- •Часть 3 177
- •Часть 3
- •394026 Воронеж, Московский просп., 14
Исходные данные:
Наименование параметра |
Обозначение |
Ступень |
|||
тихоходная |
быстроходная |
||||
Число зубьев |
шестерни |
Z1 |
|
|
|
колеса |
Z2 |
|
|
||
Модуль, мм |
m |
|
|
||
Угол наклона |
|
|
|
||
Коэффициент смещения |
У шестерни |
X1 |
|
|
|
У колеса |
X2 |
|
|
||
Ширина венца, мм |
У шестерни |
b1 |
|
|
|
У колеса |
b2 |
|
|
||
Степень точности |
|
|
|
Результаты расчета
Параметры |
Ступень |
Параметры |
Ступень |
||
тихоходная |
быстроходная |
тихоходная |
быстроходная |
||
XΣ |
|
|
ρL1 |
|
|
αt |
|
|
ρL2 |
|
|
αtw |
|
|
ρp1 |
|
|
аw |
|
|
ρp2 |
|
|
d1 |
|
|
εα |
|
|
d2 |
|
|
Sna |
|
|
da1 |
|
|
W2 |
|
|
da2 |
|
|
SC1 |
|
|
df1 |
|
|
SC2 |
|
|
В заключении расчета необходимо выполнить проверку интерференции и подрезания зубьев, которых быть не должно. Проверка ведется по следующим условиям:
ρL1< ρp1, ρL2< ρp2 и X >Xmin
εα >1,2, Sna1>0.4m
2.3. Расчет потерь холостого хода механических прессов
При холостом ходе механических прессов возникают следующие потери, которые учитывают влияние следующих факторов:
- момента трения в шатунной шейке кривошипного вала;
- момента трения в опорных шейках кривошипного вала;
- момента трения в направляющих ползуна;
- собственные потери в зубчатой передаче;
- потери, связанные с вращением маховика;
- потери холостого хода в клиноременной передаче;
- нагрузочные потери в клиноременной передаче;
- работа вспомогательных механизмов, приводимых от главного двигателя.
Таким образом, работа холостого хода будет определяться как сумма потерь в кривошипно-шатунном механизме и передачах пресса при отсутствии технологической нагрузки, а также работы вспомогательных механизмов, приводимых от главного двигателя. Исходными данными для определения работы холостого хода являются:
A0 – работа технологической операции, Дж (технологическая операция, потери в кривошипно-шатунном механизме и передачах, потери от деформации силовых звеньев);
AМ – работа включения муфты, Дж (при работе на непрерывных ходах, АМ = 0);
nX – число ходов пресса в минуту;
nM – число оборотов маховика в минуту;
p – коэффициент использования числа ходов;
L1 – межцентровое расстояние зубчатой пары, м;
b – ширина рабочей части зубьев зубчатой пары, м;
n – число оборотов шестерни в минуту;
i – передаточное число зубчатой пары;
ra – радиус шатунной шейки, м;
r0 – радиус коленчатого вала в опорах, м;
R – радиус кривошипа, м;
L – длина шатуна, м;
GП – вес ползуна, Н;
G0 – вес кривошипного вала, Н.
Порядок расчета потерь холостого хода включает в себя следующие пункты:
Расчет потерь холостого хода в кривошипно-шатунном механизме
,
кВт (2.42)
а) Момент трения в шатунной шейке кривошипного вала определяется следующей зависимостью:
,
Нм (2.43)
где = 0,06 – коэффициент трения в шатунной и опорных шейках кривошипного вала;
Pa – сила, действующая на шатунную шейку кривошипного вала, Н.
б) Момент трения в опорных шейках кривошипного вала
,
Нм (2.44)
где P0 – сила, действующая на опорные шейки кривошипного вала, Н.
Силы Pa и P0 определяются видом применяемого механизма и скоростью вращения (см. табл. 5).
в) Момент трения в направляющих ползуна определяется по следующей зависимости:
,
(2.45)
где З = 0,45 – коэффициент пропорциональности для вертикальных механизмов;
З = 4,5 – коэффициент пропорциональности для горизонтальных механизмов;
H = 0,1 – коэффициент трения в направляющих ползуна.
Таблица №5
Вид механизма |
Сила Pa, Н |
Сила P0, Н |
Вертикальный с уравновешенным ползуном |
|
или при
|
Вертикальный с неуравновешенным ползуном |
|
или при
|
Горизонтальный |
или при
|
|
Далее необходимо выполнить учет собственных потерь в зубчатой передаче, величина которых определяется следующим выражением
,
(2.46)
где 1 – коэффициент пропорциональности, Н/м2;
1 = 0,5 Н/м2 – для передач, выполненных с валами на подшипниках качения;
1 = 1 Н/м2 – для передач, выполненных с валами на подшипниках скольжения;
1 = 0,75 Н/м2 – для передач, у которых одно зубчатое колесо сидит на валу с подшипниками качения, а другое – на валу с подшипниками скольжения.
Потери, связанные с вращением маховика будут учитываться следующими зависимостями
а) при неизвестных параметрах маховика
,
кВт, (2.47)
где 2 – коэффициент пропорциональности;
2 = 1 – для приводов с двигателями повышенного скольжения;
2 = 5 – для приводов с двигателями нормального исполнения.
б) при известных параметрах маховика
,
кВт, (2.48)
где 1 – коэффициент трения в цапфе маховика;
1 = 0,06 – для подшипников скольжения;
1 = 0,01 – для подшипников качения;
rЦ – радиус цапфы, м;
GM – вес маховика, Н.
Потери холостого хода в клиноременной передаче определяются следующим образом:
,
Дж (2.49)
где NЗ – суммарные потери зубчатых передач, приводимых ведомым валом муфты, кВт;
NЗ’ – суммарные потери зубчатых передач, непрерывно вращающихся, кВт;
x – к.п.д. клиноременной передачи при холостом ходе (ориентировочно x = 0,5).
При известных параметрах к.п.д. определяется по следующей формуле
,
(2.50)
где i1 – передаточное число клиноременной передачи;
dM – расчетный диаметр маховика, см;
C, F – соответственно коэффициент потерь и сечение одного ремня клиноременной передачи, значения которых даны в таблице №6.
Таблица №6
Сечение |
F, см2 |
C |
А |
0,81 |
0,6 |
Б |
1,4 |
1 |
В |
2,3 |
3 |
Г |
4,8 |
6 |
Д |
6,32 |
10 |
Е |
11,7 |
15 |
5. Потери холостого хода привода механических прессов учитываются следующим образом
,
Дж (2.51)
К дополнительным потерям можно отнести следующее
а) Нагрузочные потери в клиноременной передаче
,
Дж, (2.52)
где hH – к.п.д. клиноременной передачи под нагрузкой (ориентировочно hH = 0,9…0,95).
При известных параметрах передачи к.п.д. определяется следующим выражением
,
(2.53)
где значения коэффициентов C и F определяется по следующей таблице .
б) Работа вспомогательных механизмов, приводимых от главного двигателя
,
(2.54)
где - долевой коэффициент от потерь в кривошипно-шатунном механизме, который для револьверных подач равен 0,2, а для валковой и грейферной подач определяется по следующей таблице №7.
Таблица №7
Скорость подачи материала, м/мин |
до 3 |
5 |
10 |
15 |
Значение |
0,1 |
0,3 |
0,45 |
0,6 |
Работа холостого хода определяется следующей зависимостью
,
Дж (2.55)