книги из ГПНТБ / Игнатов, А. А. Кривошипные горячештамповочные прессы

ЖЕСТКОСТЬ КРИВОШИПНЫХ ГОРЯЧЕШТАМПОВОЧНЫХ ПРЕССОВ

Для кривошипных горячештамповочных прессов их общая жест­ кость является важным параметром [15], поэтому за последнее время проведено много научно-исследовательских работ по уста­ новлению необходимой жесткости прессов. При работе на прессах отдельные узлы и детали смещаются относительно друг друга, упруго деформируются (станина, стол, главный вал, шатун, пол­ зун с инструментом). Стабильность размеров поковок по высоте

для последующей механической обработки является наиболее важным показателем, поэтому нужно знать изменение суммар­ ной деформации пресса в штамповом пространстве по высоте. Жесткостью (коэффициентом жесткости) называется отноше­ ние величины усилия Р (тс) на ползуне пресса к вызываемому этим усилием увеличению Ah закрытой высоты пресса (мм):

Рекомендуется определять жесткость отношением разности но­ минального усилия Рп и усилия, равного (0,3-н0,4) Рн, к разности деформаций пресса при этих усилиях [15]:

С = рц ~ фРн Дц — Лф

где ср = 0 , 3 0 , 4 ; Дн и Аф — увеличение штамповой высоты (мм) при усилии Рп и Рф.

При нагружении пресса усилием' Р3 (первый участок типовой характеристики жесткости) осуществляется подъем ползуна, ша­ туна, главного вала с муфтой, выбираются зазоры в опорах ша­ туна и главного вала, что соответствует деформации А3 (рис. 19). На втором участке Анел имеет место деформация элементов соеди­ нения (стыков) при нагружении пресса усилием Рнел. В процессе эксплуатации вновь изготовленного или отремонтированного пресса величина А3 может уменьшаться за счет нагрева трущихся

31

элементов пресса (опор вала и шатуна), поэтому не следует стре­ миться к уменьшению зазоров между опорами вала (см. гл. III) против рекомендуемых, так как может произойти защемление вала в опорах.

Обычно криволинейная часть характеристики жесткости (рис. 19) не выходит за пределы 25—30% величины номинального усилия, поэтому рационально основным показателем жесткости считать коэффициент жесткости пресса (15]

р __ Рп Рнел

Длин

В приложении 13 приведены сравнительные показатели суммар­ ной деформации некоторых прессов по данным ЭНИКМАШа [3]. В табл. 5 показаны суммарные деформации в кривошипных горя-

;

Суммарная деформа­ ция пресса

чештамповочных прессах Шмерал, замеренные фирмой, без учета зазоров. Зазоры проверяли при статическом нагружении прессов гидравлическим нагружателем. Суммарная деформация 2,4 мм пресса LKM (Рн = 2500 тс) распределяется следующим образом: прогиб главного вала 0,72 мм; сжатие бронзовых опор шатуна 0,90 мм; сжатие ползуна 0,18 мм; удлинение станины 0,60 мм. Суммарный зазор в кривошипно-шатунном механизме пресса LKM (Рн — 2500 тс), равный 1,5 мм, распределяется следующим образом: в боковых опорах вала 0,46 мм; в шейке кривошипа глав­ ного вала 0,42 мм; в сопряжении шатуна с ползуном 0,62 мм.

Считается, что жесткость прессов определяется его конструк­ тивной формой, а допустимая величина эксцентриситета штам­ повки связывается с жесткостью. Наименьшая жесткость при­ ходится на долю кривошипно-шатунного механизма.

В табл. 6 для различных конструктивных форм главного вала показано распределение деформации в прессах по элементам: пол­ зун и шатун, станина, главный вал с опорами и величина допу­ стимого эксцентриситета штамповки. Так, по данным фирмы Эймуко, в прессе конструкции № 1 (см. табл. 6) на ползун, ша-

32

Таблица 6

тун, главный вал с опорами приходится 67% общей деформации пресса при незначительно допустимом эксцентриситете штамповки. В прессе конструкции № 2 с главным валом при двух разнесен­ ных опорах шатуна эта величина равна 54%, а 31% имеет пресс конструкции № 3 с клиновым устройством, смонтированным между ползуном и станиной в верхней части пресса. Главный вал в этом прессе расположен на месте приемного вала и соединен шатуном с клиновым механизмом пресса. В прессе суммарная деформация составляет всего 60% общей деформации обычного пресса, т. е. деформация пресса снижена на 40% . В табл. 7 приведены величины допустимого коэффициента жесткости кривошипных горячештам­ повочных прессов по данным ЭНИКМАШа.

В процессе эксплуатации прессов зазоры в опорах главного вала и шатуна с ползуном увеличиваются, что затрудняет уста­ новку и наладку штампов, так как увеличившиеся зазоры при­ ходится выбирать прокладками в штампах или регулировкой кли­ ном стола, но главное влияние на точность поковок, штампуемых на прессах, оказывает жесткость пресса.

Таблица 7

Величина коэффициента С при номинальном усилии на ползуне, тс

П р и м е ч а н и я : 1. В нижней строке таблицы приведена величина коэф­ фициента жесткости, меньше которой принимать значения С не рекомендуется.

2.Величину коэффициента жесткости С можно определять по эмпириче­ ской формуле: С ж 17 j/"p

3.В суммарной деформации прессов деформация отдельных узлов составляет: станины — 12-к25%; вала и подшипников — 55-к40%; штампа — 25ч-30%; шатуна и ползуна — 5-5-7%.

* Коэффициент жесткости пресса ЗТМП модели К-8546 выпуска 1967 г.

КОНСТРУКЦИИ СТАНИН ПРЕССОВ

Рассмотрим типовые конструкции станин кривошипных горя­ чештамповочных прессов, выпускаемых прессостроительными за­ водами и фирмами.

Ниже приведена классификация станин прессов по конструк­ тивным и технологическим признакам (схема 1).

На рис. 20 показана конструкция разъемной сварно-литой станины пресса НКМЗ старого выпуска (Рн = 4000 тс). Верхняя часть этой станины сварная из листовой стали, нижняя — литая. Обе части станины стянуты четырьмя болтами. В местах стыка обеих частей станины (верхней и нижней) имеются фланцы, с по­ мощью которых при монтаже до стягивания половинок станины основными стяжными болтами их соединяют короткими болтами. Для наибольшей устойчивости пресса с учетом площади нижних стяжных гаек, не опирающихся на фундамент, основание пресса расширено. Этому также способствует расположение привода пресса, который смещает его центр тяжести назад от осевой линии, проходящей через главный вал и крепление шатуна с ползуном.

Опыт эксплуатации прессов НКМЗ показал, что основание под фундамент необходимо расширять для увеличения устойчи­ вости пресса и снижения удельного усилия на опору фундамента. Как видно из рис. 20, станина пресса имеет опоры для крепления в ней приемного и главного валов, ползуна пресса с его основными и дополнительными направляющими, для которых соответствую­ щие места в станине облицованы сменными бронзовыми плитками (планками). Необходимо надежно крепить направляющие брон­ зовые планки. Можно рекомендовать посадку планок в специаль-

34

Классификация станин прессов по конструктивным и технологическим признакам

ные гнезда, выполненные в станине (опыт ЗИЛа), в результате чего увеличивается надежность их крепления. В нижней, объем­ ной части станины размещается клиновое устройство — стол пресса.

Для изготовления верхней сварной части станины обычно при­ меняют листовую сталь СтЗ, а для отливки нижней части (основа­ ния)— литую сталь с содержанием 0,25—0,35% С. Стяжные болты изготовляют из поковок стали 45, нормализованных после ковки.

Рис. 22. Станина пресса ЗТМП модели К-8544 (Рн = 2500 тс)

Внутри болтов на всю длину просверлены отверстия, через ко­ торые при затяжке болтов обеспечивается их прогрев паром или специальными электронагревателями.

Для большей устойчивости пресса НКМЗ (Рн = 4000 тс) более позднего выпуска на фундаменте увеличена нижняя опорная по­ верхность сопряжения станины с фундаментом (рис. 21). Прием­ ный вал закреплен в съемных опорах. Увеличены опорные пло­ щадки в станине под направляющие ползуна.

Станина пресса ЗТМП модели К-8544 (Рн = 2500 тс) состав­ ная, соединена с нижней частью пресса четырьмя стяжными болтами М360, причем на верх стяжных болтов навернуты гидро­ гайки, с помощью которых пресс можно вывести из распора (рис. 22). Главный и приемный валы смонтированы в станине

37

585

6636

Рис. 23. Станина пресса ЗИЛ (Рн — 2500 тс)

в направлении, параллельном фронту пресса; посадка главного вала осуществлена в круглые буксы, а приемного — в разъемные опоры. Крепление приемного вала в разъемных опорах, уменьшая жесткость соединения, снижает точность сохранения межцентро­ вого расстояния и параллельности в направлении вдоль фронта пресса между главным и приемным валами, что может привести к худшим условиям работы зубчатой пары и ее быстрому износу. Место в станине для монтажа пресса на его фундаменте по сравне­ нию со станиной старого пресса также расширено. Для встраива­ ния в пресс средств механизации и автоматизации окна в станине пресса также значительно расширены. Зазоры в основных и до­ полнительных направляющих ползуна регулируют клиньями.

болтами. Верхняя сварная часть станины после ее сварки подвер­ гнута отжигу. Главный вал смонтирован в круглых буксах, а при­ емный— в привертываемых кронштейнах.

Опыт эксплуатации этих прессов показал, что система монтажа приемного вала на привертываемых кронштейнах себя не оправ­ дала. Нижняя часть станины недостаточно надежно обеспечи­ вает работу фундамента, поэтому снижается устойчивость пресса на фундаменте в целом. При модернизации фундаментов в прес­ сах ЗИЛ (Рн = 2500 тс) значительно увеличена их надежность за счет установки специальных металлических балок, монтируемых в фундамент. Окна в станине пресса для встраивания в нее средств автоматизации имеют значительные размеры: ширина 1000 мм, высота 890 мм.

Далее приведем конструкции станин зарубежных кривошип­ ных горячештамповочных прессов.

На рис. 24 даны виды сбоку и спереди (а), сбоку и сзади (б) станины пресса Эджекс. Станина имеет в верхней части большие круглые окна 2 для монтажа неразъемных опор главного вала и сзади пресса — круглые отверстия 3 для установки приемного вала. Нижняя часть станины значительно шире ее середины. С внутренней стороны станины имеются ребра. Станины литые без стяжных болтов.

В станине установлено дополнительное ребро 1, а сбоку вы­ полнена площадка 7 для крепления кронштейна, к которому, в свою очередь, прикреплен кожух ограждения шестерни-муфты пресса. Круглые отверстия 4 в станинах служат для демонтажа пальца крепления шатуна с ползуном. Окна 5 изготовлены для подачи заготовок и встраивания средств механизации. В прили­ вах 6 станины установлена площадка для электродвигателя и при­ способления по регулированию натяжения ремней.

Поперечная жесткость станины пресса обеспечивается также массивным ребром 1, что важно для уменьшения сближения стоек при штамповке. Так как стяжных болтов на прессе нет, то расши­ ренное основание станины используется в качестве опорной

39