1.2. Определение расчетного радиуса трения и размеров кольцевых фрикционных накладок многодисковых муфт кривошипных горячештамповочных прессов

1.2.1. Расчётный радиус трения муфты R_тр.М по передаваемому моменту

Момент трения муфты с кольцевыми накладками определяется интегралом [1]:

, (14)

г

деR_в, R_н и R– наружный, внутренний и текущий радиусы поверхности трения на ведомом диске (рис. 1.6), где – площадь кольцевой поверхности с радиусом);– элементарный момент трения, кольцевой поверхности с радиусоми ширинойdR; – удельное давление смежных дисков на радиусе.

В литературе по кривошипным прессам рекомендуется использовать формулу:

(15)

Формула (15) получена интегрированием уравнения (14) в предположении постоянства величины по всей поверхности кольцевой накладки, что может иметь место только для начала приработки новых абсолютно жестких дисков. В короткий период приработки дисков их линейный абразивный износ по радиусу накладки неравномерен, так как чем больше радиус поверхности диска, тем больше путь и работа сил трения.

Для приработанных дисков линейный абразивный износ трущихся поверхностей не зависит от текущего радиуса и пропорционален произведению qR=C_к=const, тогда q= C_к/R. Сила сжатия дисков Q с учетом переменности величины равна:

(16)

где – кольцевая площадь одной фрикционной накладки.

Из формулы (16) следует

(17)

Эпюра удельного давления приведена на рис. 1.6.

Подставив выражение (17) в уравнение (14) и с учётом формулы (6), получим

; (18)

т.е. расчетный радиус трения R_тр.М для муфт с кольцевыми накладками равен среднему радиусу R_ср поверхности трения кольцевой накладки, R_тр.М=R_ср [3].

Выразим силу сжатия дисков Q через среднее удельное давление q_ср:

, (19)

где – относительная ширина кольца трения,

0,3…0,6.

Подставив выражение (19) в уравнение (18) и решив его относительно М_тр.М, получим:

. (20)

1.2.2. Расчётный радиус трения муфты R_тр.К по показателю износа

Для определения среднего радиуса трения муфты необходимо уточнить, как определить величины A_тр и F_тр, входящие в базовую формулу (7).

Работа трения A_тр при включении муфты рассчитывается по формуле (8).

Угловая скорость эксцентрикового вала КГШП

, (21)

где n_н.х– число непрерывных ходов КГШП в минуту.

Тогда уравнение (8) примет вид

. (22)

Суммарная площадь трения муфты с кольцевыми накладками

(23)

Подставим выражение (23) в уравнение (7) и решим его относительно :

. (24)

Для многодисковых муфт КГШП с кольцевыми накладками из феродо допускаемый показатель износа [K_изн]=0.4…0.5 МДж/(м²∙мин).

1.2.3. Определение расчетного радиуса трения муфты R_тр и размеров кольцевых накладок

Для определения средних радиусов трения R_тр.M и R_тр.К использованыформулы (20) и (24). Радиус R_тр.M получен из условия передачи муфтой момента M_р, а радиус R_тр.К – по способности муфты длительно работать в режиме максимального числа одиночных ходов пресса. Наибольшее из двух значений среднего радиуса трения является расчетным значением радиуса трения R_тр для муфт с кольцевыми накладками. Если R_тр.К > R_тр.M, то значение q_ср следует пересчитать при принятом расчетном радиусе трения R_тр, равном R_тр.К по формуле

(25)

и определить силу сжатия дисков Q по формуле (19) при уточненном значении q_ср.

Размеры кольцевых накладок определяют по следующим формулам. Относительную ширину кольцевой накладки рассчитывают по формуле ; расчетный радиус трения – по формуле. Совместное решение этих уравнений приводит к выражениям:

. (26)