Расчет тормозов кривошипных прессов. Методические указания к выполнению практических занятий и курсовой работы по дисциплинам «Кузнечно-штамповочное о
.pdf
3029
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО
ОБРАЗОВАНИЯ «ЛИПЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра механики пластического деформирования
РАСЧЁТ ТОРМОЗОВ КРИВОШИПНЫХ ПРЕССОВ
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
к выполнению практических занятий и курсовой работы по дисциплинам «Кузнечно-штамповочное оборудование» и «Расчет и конструирование КШО»
О.И. Огаджанян
Липецк
Липецкий Государственный Технический Университет
2013
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО
ОБРАЗОВАНИЯ «ЛИПЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра механики пластического деформирования
РАСЧЁТ ТОРМОЗОВ КРИВОШИПНЫХ ПРЕССОВ
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
к выполнению практических занятий и курсовой работы по дисциплинам «Кузнечно-штамповочное оборудование» и «Расчет и конструирование КШО»
О.И. Огаджанян
Утверждаю к печати |
Проректор по учебной работе |
Тираж 100 экз. |
Ю.П. Качановский |
Объём 1,1 п.л. |
“___” ____________ 2013 |
Липецк
Липецкий Государственный Технический Университет
2013
2
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО
ОБРАЗОВАНИЯ «ЛИПЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра механики пластического деформирования
РАСЧЁТ ТОРМОЗОВ КРИВОШИПНЫХ ПРЕССОВ
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
к выполнению практических занятий и курсовой работы по дисциплинам «Кузнечно-штамповочное оборудование» и «Расчет и конструирование КШО»
О.И. Огаджанян
Объём 1,1 п.л. |
Рукопись утверждаю |
Тираж 100 экз. |
Зав. кафедрой |
|
Володин И.М. |
Липецк
Липецкий Государственный Технический Университет
2013
3
УДК 621.73.(03)
О-36
Рецензент – П.И. Золотухин
Огаджанян, О.И.
О-36 Расчет тормозов кривошипных прессов [Текст]: метод. указ. к
выполнению практических занятий и курсовой работы по дисциплинам
«Кузнечно-штамповочное оборудование» и «Расчет и конструирование КШО»/
О.И. Огаджанян. - Липецк: Изд-во ЛГТУ, 2013. - 24 с.
Методические указания предназначены для студентов, обучающихся по направлению подготовки 15.03.01 «Машиностроение», профиль подготовки
«Машины и технология обработки металлов давлением».
Табл. 7. Ил. 2. Библиогр.: 4 назв.
©ФГБОУ ВПО «Липецкий государственный технический университет», 2013
4
Тормоз предназначен для поглощения энергии ведомых частей пресса после выключения муфты. Включение тормоза осуществляется пружинами, а
выключение происходит одновременно с включением муфты. Торможение происходит за счет сцепления фрикционной пары ведомых частей привода с неподвижно закрепленными на станине частями тормоза.
По конструктивному признаку тормоза подразделяют на барабанные и дисковые. Барабанные, в свою очередь, делятся на ленточные и колодочные.
Основанием для расчета тормоза является энергетический баланс,
предполагающий равенство работы трения на рабочих поверхностях тормоза и кинетической энергии останавливаемых частей пресса.
Jпр т2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
M i |
, |
(1) |
|
|
|
||||
2 |
|
180 |
т т т |
|
|
|
|
|
|
|
|||
где Jnp - момент инерции ведомой части привода, приведенный к валу тормоза,
кг∙м2;
т - угловая скорость вала тормоза;
Mт - тормозной момент, Н∙м;
т - угол торможения (табл. 1);
iт - передаточное число от вала тормоза к главному валу.
|
|
Таблица 1 |
|
Значения угла торможения |
|
||
Тип пресса |
|
Угол торможения, |
|
|
в градусах |
||
|
|
||
Листоштамповочные |
тихоходные |
10 - 15 |
|
универсальные |
|
|
|
быстроходные |
10 - 30 |
||
простого действия |
|||
|
|
||
|
|
|
|
Листоштамповочные вытяжные двойного действия |
10 |
||
|
|||
|
|
|
|
|
с ленточными |
20 – 40 |
|
Горячештамповочные прессы |
тормозами |
||
|
|||
|
с дисковыми |
7 - 15 |
|
|
тормозами |
||
|
|
||
Горизонтально-ковочные машины |
|
25 - 30 |
|
|
|
|
|
Из равенства (1) определяется необходимый тормозной момент
5
|
|
28,65 |
J |
2 |
|
M |
|
|
пр т |
., |
|
т |
|
|
|||
|
|
тiт |
|||
|
|
|
|||
Момент инерции ведомой части привода |
|||||
J |
пр |
(140 230)P |
/ n2 |
, |
|
|
|
Н |
м |
|
|
где Рн – номинальное усилие пресса, |
кН; |
|
|
||
nм - число оборотов вала муфты и тормоза, об/мин.
Выбор материала пары трения
(2)
(3)
Выбор фрикционного материала зависит от условий эксплуатации фрикционного узла. При легких условиях работы (число включений и число оборотов вала муфты и тормоза небольшие) любые фрикционные материалы работают устойчиво. Наибольшие трудности возникают при выборе фрикционных материалов для тяжелых условий работы. В тяжелых условиях работают муфты и тормоза мощных листоштамповочных прессов в случае установки их на валы с nì > 400 об/мин. Тяжелые условия работы муфт горячештамповочных прессов обуславливаются большими ударными нагрузками, возникающими в период включения муфты и отключения тормоза.
Рекомендации по выбору фрикционных материалов даны в табл. 2.
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 2 |
|
Выбор фрикционных материалов |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Номи- |
Установка фрикционного узла на валу |
||||
|
|
нальная |
|
|
|
|
|
|
|
главном |
приемном и промежуточном |
||||
|
|
сила в кН |
|||||
Тип пресса |
|
|
|
с n об/мин |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
до 300 |
|
|
свыше 400 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
материал |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
Листоштамповочные прессы |
|
любой |
любой |
|
143 – 66 |
||
простого и двойного |
|
До 1250 |
|
Ретинакс |
|||
|
|
|
|
|
|||
действия, чеканочные |
|
|
|
|
|
|
Козид |
прессы, гильотинные и |
|
Свыше |
- |
8 – 45 – 62 |
|
143 – 66 |
|
пресс-ножницы, |
|
1600 |
143 - 66 |
|
|
Козид |
|
|
|
|
|
||||
6
Окончание таблицы 2
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
143 – 66 |
|
|
|
|
До |
|
Феродо |
|
Феродо |
|
Ретинакс |
||||
|
|
|
|
|
|
Ретинакс |
|
Козид |
||||||
Горячештамповочные |
|
|
4000 |
|
143 – 66 |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
прессы, горизонтально – |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
ковочные машины, прессы |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Свыше |
|
Феродо |
|
8 – 45 – 62 |
|
|
|||||||
для холодного выдавливания |
|
|
|
|
|
|||||||||
|
5000 |
|
|
143 – 66 |
|
143 - 66 |
|
|
- |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
8–45–62 |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Автоматы и другие машины, |
|
|
|
|
|
|
|
|
Ретинакс |
|
||||
работающие в непрерывном |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
Любое |
|
|
|
|
143 – 66 |
|
|||||||
режиме |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Параметры фрикционных материалов для применения их в тормозах |
||||||||||||||
приведены в табл. 3. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 3 |
|
|
Параметры пары трения тормоза |
|
|||||||||||
|
|
Число |
|
|
|
|
|
|
Коэффициент |
|
|
Относительная |
||
|
|
оборотов |
|
|
|
|
|
|
||||||
Фрикционный |
|
|
Давление в |
|
|
взаимного |
|
|
ширина |
|||||
|
вала |
|
|
|
|
|
||||||||
материал |
|
|
|
q, |
МПа |
|
перекрытия |
|
|
кольца трения |
||||
|
тормоза |
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
kвз |
|
|
δ |
|||
|
|
nм в минуту |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
До 180 |
|
|
1,0 |
– 1,2 |
|
0,45 |
|
|
0,5 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Ретинакс (вставки) |
|
180 – 400 |
|
|
0,8 |
– 1,0 |
|
0,52 |
|
|
0,52 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
Свыше 400 |
|
0,7 |
– 0,8 |
|
0,55 |
|
|
0,55 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
До 180 |
|
|
0,6 |
– 0,7 |
|
0,48 |
|
|
0,5 |
|||
Козид, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
180 - 400 |
|
|
0,5 |
– 0,6 |
|
0,52 |
|
|
0,52 |
||||
143 - 66 (вставки) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Свыше 400 |
|
0,4 |
– 0,5 |
|
0,58 |
|
|
0,55 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
143 – 66 (накладки) |
|
До 180 |
|
|
0,5 |
– 0,6 |
|
1 |
|
|
0,4 – 0,45 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
Свыше 180 |
|
0,4 |
– 0,5 |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
До 60 |
|
|
0,4 |
– 0,5 |
|
|
|
|
|
0,67 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Типа феродо |
|
60 – 120 |
|
|
0,22 |
– 0,35 |
|
1 |
|
|
0,62 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
(накладки) |
|
120 – 280 |
|
|
0,08 – 0,2 |
|
|
|
0,58 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
280 - 350 |
|
|
0,05 |
– 0,07 |
|
|
|
|
|
0,55 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7
В тормозах прессов фрикционные материалы применяют в виде вставок или накладок. Вставки в зависимости от способа установки могут быть плавающими или неподвижными относительно ведомого диска. Широкое применение нашли следующие формы вставок: овальные, круглые, сегментные.
При выборе формы и типов вставки следует учитывать технологические возможности изготовления окон под вставки и особенности материала вставок.
Размеры вставок в зависимости от формы принимают по табл. 4.
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 4 |
||
|
Размеры вставок отечественного производства |
|
|
|
|||||
|
|
|
Площадь |
|
Размеры, в см |
|
|
||
Форма |
Маркировка |
Материал |
трения с |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
одной |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
hВ |
ℓВ |
вВ |
rВ |
dВ |
|
|
|
|
|
стороны |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
FВ, см2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
УД-1414 |
ФК16Л |
81,6 |
3,5 |
9 |
11 |
4,5 |
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
УД-1602 |
или |
135,6 |
4,0 |
9 |
17 |
4,5 |
- |
|
|
|
ФК24А |
|
|
|
|
|
|
|
|
УД-1830 |
58,3 |
4,0 |
9 |
11 |
3,0 |
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Овал |
|
|
18,6 |
2,2 |
4 |
5,5 |
2,0 |
- |
|
|
Нормаль |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
37,3 |
2,6 |
6 |
7,5 |
3,0 |
- |
|
|
|
машиностр. |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ФК24А |
|
|
|
|
|
|
|
|
МН 5057-63 |
81,6 |
3,2 |
9 |
11,0 |
4,5 |
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
221,7 |
3,6 |
15 |
18,0 |
7,5 |
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ФК24А |
50,3 |
3 |
- |
8 |
- |
8 |
|
Круг |
УД-1303 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
143-66 |
95,0 |
4 |
- |
11 |
- |
11 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Определение среднего радиуса трения
Проектирование тормоза ведется по большему значению среднего радиуса определенному из следующих условий:
- передачи необходимого расчетного момента
Rср1 |
5, 43 3 |
М т |
|
|
., |
(4) |
|
m Квз |
q q |
|
|
||||
|
|
ф |
|
||||
8
- обеспечения сроку службы при двухсменной работе
|
|
|
|
I |
|
|
|
j |
J |
|
n2 |
|
n |
|
|
||
R |
а |
|
|
л |
|
т |
|
пр |
|
т |
|
вк |
. |
(5) |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
ср 2 |
|
|
R |
102 h К m |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
вз |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 5 |
Исходные данные для расчета и источники их получения |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Параметр |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Обозна- |
Источник |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
чение |
(величина) |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Крутящий момент на валу муфты, кН∙м |
|
|
|
|
|
|
Мm |
Формула (2) |
|||||||||
Число поверхностей трения |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
m |
По конструкции |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
тормоза [5] |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Табл.3 или по |
Относительная ширина кольца трения |
|
|
|
|
|
|
|
δ |
конструкции |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
тормоза |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Коэффициент взаимного перекрытия |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Квз |
Табл.3 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
Рабочее давление на поверхности трения, МПа |
|
|
q |
Табл.3 |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Коэффициент трения при давлении |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
µq |
Рис.2 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
Коэффициент формы поверхности трения |
|
|
|
|
|
δф |
Табл.6 |
||||||||||
Коэффициент срока службы |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
aR |
(0,19 или 0,25) |
||
Интенсивность износа при давлении q, |
мкм см2 |
|
|
|
Iл |
Рис.1 |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Дж |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Относительный момент инерции |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ј m |
Табл. 7 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
Момент инерции ведомой части привода, кг∙м2 |
|
|
Јпр |
Формула (3) |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Число оборотов вала тормоза |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
nm |
Кинема- |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
тический расчёт |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
мин |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Число включений пресса |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
nвк |
Табл. 7 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Полный ресурс на износ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
h* |
Табл. 7 |
||
9
|
2 |
|
|
|
|
|
Iл , мкм ·см / |
Дж |
|
|
|
|
|
0,055 |
|
|
|
|
|
|
0,05 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
0,045 |
|
|
|
|
|
|
0,04 |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
0,035 |
|
|
|
|
|
|
0,03 |
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
0,025 |
|
|
|
|
|
|
0,02 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
0,015 |
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
0 |
0,3 |
0,6 |
0,9 |
1,2 |
1,5 |
q, МПа |
Рис. 1. Зависимость линейной интенсивности износа от давления на контакте фрикционного материала: 1 – козида; 2 – ФК24А; 3 – 143–63;
4 – 8-45-62; 5 – 63-7-67
Таблица 6
Выбор коэффициента формы
Характер фрикционного контакта |
δф |
||
|
|
|
|
Сплошные накладки |
1,02÷1,05 |
||
|
|
|
|
Круглые вставки в один ряд |
1,11÷1,14 |
||
|
|
|
|
Овальные вставки в один ряд |
1,10÷1,12 |
||
|
|
|
|
Овальные вставки в два ряда |
с перекрытием |
1,10÷1,12 |
|
|
|
||
без перекрытия |
1,08÷1,10 |
||
|
|||
|
|
|
|
10