Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Расчет кривошипных прессов
.pdf
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ЛИПЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
О.И. Огаджанян
РАСЧЕТ КРИВОШИПНЫХ ПРЕССОВ
Учебное пособие
Допущено Учебно-методическим объединением вузов Российской Федерации
по университетскому политехническому образованию в качестве учебного
пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по
направлению подготовки 15.03.01 «Машиностроение»
Липецк
Липецкий государственный технический университет
2014
УДК 621.73.06(07)
О-36
Рецензенты:
кафедра «Системы пластического деформирования» ФГБОУ ВПО МГТУ
«Станкин»; В.Г. Егоров, д-р. техн. наук, проф. кафедры «Техническая
механика» ФГБОУ ВПО «Воронежского государственного университета
инженерных технологий»; Н.В. Коробова, д-р. техн. наук, проф., зав. кафедрой
«Системы пластического деформирования» ФГБОУ ВПО МГТУ «Станкин»
Огаджанян, О.И.
О-36 Расчет кривошипных прессов / О.И. Огаджанян. – Липецк: Изд-во
Липецкий государственный технический университет, 2014. – 78 с.
ISBN
В данном пособии изложен порядок выполнения расчетов, связанных с
проектированием привода, деталей и узлов кривошипных прессов.
Представлены необходимые для этого схемы и расчетные зависимости. Дан
полный справочный материал.
Предназначено для студентов вузов при изучении дисциплин: «Кузнечноштамповочное оборудование», «Расчет и конструирование кузнечноштамповочного оборудования».
Ил. 23. Библиогр.: 11 назв.
Печатается по решению Редакционно-издательского совета ЛГТУ.
ISBN
© О.И. Огаджанян, 2014
© ФГБОУ ВПО «Липецкий
государственный технический
университет», 2014
2
Оглавление
Введение……………………………………………………………………..........
5
Глава 1. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРИВОДА……………………………….........
6
1.1. Общие сведения……...………………………………………..........
6
1.2. Определение числа ступеней и выбор схемы привода…………..
7
1.3. Расчет крутящего момента на главном валу…………….…..........
10
1.4. Расчет крутящих моментов на приемном и промежуточном
валах………………………………………………………………...
13
Глава 2. РАСЧЕТ ВАЛОВ……………………………………………………….
17
2.1. Общие сведения …………………..………………………………...
17
2.2. Проектировочный расчёт главных валов …………………………
18
2.3. Проверочный расчёт главных валов ………………………………
23
Глава 3. ЭНЕРГЕТИКА КРИВОШИПНЫХ ПРЕССОВ………………………
35
3.1. Общие сведения …………………………………………………….
35
3.2. Расчет работы за цикл ………………………………..….………….
35
3.3. Проектировочный расчет клиноременной передачи ……………..
40
Глава 4. РАСЧЕТ ЗУБЧАТЫХ ПЕРЕДАЧ……………………………………..
46
4.1. Общие сведения ………….………………………………................
46
4.2. Проектировочный расчет зубчатой передачи …………………….
47
4.3. Проверочный расчет зубчатой передачи………………….……….
49
Глава 5. РАСЧЕТ МУФТЫ……………………………………………………...
56
5.1. Общие сведения …………………………………………….............
56
5.2. Перечень исходных данных и выходных параметров для расчёта
58
5.2.1. Данные для определения среднего радиуса трения…………
58
5.2.2. Данные для определения параметров трения и толщин дисков
60
5.2.3. Данные для определения размеров пневмоцилиндра муфты
включения…………………………………………………………
61
5.2.4. Данные для расчета отводных пружин……………………….
62
5.2.5. Данные для выполнения поверочного расчета муфты………...
63
5.3. Порядок расчета и необходимые формулы………………………..
64
5.3.1. Расчет среднего радиуса трения………………………...............
64
3
4
5.3.2. Расчет параметров муфты с накладками……………………..
65
5.3.3. Расчет параметров муфты со вставками………………………
65
5.3.4. Расчет размеров пневмоцилиндра……………………..............
66
5.3.5 Расчёт отводных пружин…………………………………………
67
5.3.6 Проверочный расчет муфты……………………………………
68
ПРИЛОЖЕНИЕ…………………………………………………………………..
70
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК…………………………………………..
77
Введение
На кривошипных прессах общего назначения выполняют операции вырубки
и пробивки, неглубокой вытяжки, гибки и обрезки, а также другие
технологические процессы холодной и горячей штамповки, не требующие
применения специализированного оборудования.
В зависимости от конструктивного оформления станины различают
открытые и закрытые прессы.
Открытые прессы могут быть одностоечными и двухстоечными.
Одностоечные прессы имеют две модификации – с неподвижным или подвижным
столом, а двухстоечные открытые могут быть наклоняемые и ненаклоняемые.
Наклоняемые и ненаклоняемые прессы могут быть одно- и двухкривошипными.
Закрытые прессы подразделяют по числу точек подвеса ползуна на одно-,
двух- и четырехкривошипные. Число кривошипных механизмов определяет
размеры штампового пространства и пресса в целом.
Данное пособие включает 5 глав, в которых представлен обобщенный
материал по методике проектирования привода, деталей и узлов кривошипных
прессов.
В первой главе изложена последовательность проектирования привода
пресса и расчета крутящих моментов на главном и других валах, в зависимости от
их числа в принятой кинематической схеме.
Вторая глава содержит зависимости и справочные данные, необходимые для
выполнения проектировочного и проверочного расчетов главных валов привода.
Третья глава посвящена расчету энергетических параметров и
проектированию клиноременной передачи.
В четвертой главе представлена методика проектировочного и проверочного
расчетов зубчатых передач привода.
В пятой главе дана необходимая информация для проектирования муфты
системы включения пресса.
5
Автор надеется, что изложенный в настоящем пособии материал поможет
студентам направления подготовки 15.03.01 «Машиностроение», профиль
подготовки «Машины и технология обработки металлов давлением» в изучении
раздела «Кривошипные прессы» дисциплины «Кузнечно – штамповочное
оборудование», а также при выполнении заданий, курсовых работ и проектов, и
будет благодарен за замечания присланные на e-mail: Oleg28072006@yandex.ru.
Глава 1. Проектирование привода
1.1. Общие сведения
Привод кривошипного пресса состоит из электродвигателя и системы
передач. Передача может быть одноступенчатая клиноременная или
многоступенчатая, в которой первая ступень клиноременная, а последующие зубчатые. Привод кривошипных прессов маховичный, поскольку нагрузка в
течение рабочего цикла неравномерна. Маховик замещает большой шкив
клиноременной передачи. Если в приводе имеется только клиноременная
передача, то маховик расположен на главном валу (вал исполнительного
механизма). Если передача многоступенчатая, то маховик расположен на первом
после электродвигателя валу, который называется в этом случае приемным и
является быстроходным. Валы, которые находятся между приемным и главным,
называют промежуточными.
В привод пресса встраиваются узлы системы включения: муфта и тормоз,
которые делят привод на ведущую (от двигателя до муфты) и ведомую (после
муфты вплоть до ползуна) части. Ведущие части, включая маховик, постоянно
вращаются, а ведомые части приводятся в действие периодически для совершения
хода ползуна пресса. Муфта и тормоз могут располагаться на приемном,
промежуточном или главном валу.
6
Зубчатые передачи могут быть односторонние или двухсторонние. Они
0
эд
в
n
Un
эд
n
в
n
могут быть закрытыми (внутри корпуса станины) или открытыми (вне корпуса).
Валы привода могут располагаться вдоль или поперек фронта пресса.
Существует большое разнообразие конструктивных решений компоновки
привода, каждое из которых имеет свои достоинства и недостатки.
Так односторонние зубчатые передачи проще в изготовлении и монтаже,
но имеют большие габариты по сравнению с двухсторонними. Консольное
расположение зубчатых колес удобней в сборке и обслуживании, но условия
работы зубьев таких передач менее благоприятны, чем при межопорном
расположении. Закрытые приводы сложней и дороже, но передачи здесь работают
в благоприятных условиях, что увеличивает срок их службы.
Валы, расположенные поперек фронта пресса, прочнее и жестче, но во
многокривошипных прессах ведут к увеличению количества деталей привода.
Структура и компоновка привода определяются назначением
кривошипного пресса, его мощностью и быстроходностью, размерами
штампового пространства.
1.2. Определение числа ступеней и выбор схемы привода
Исходными данными для проектирования являются:
- тип пресса, его назначение;
- основные параметры (номинальное усилие, число ходов ползуна, величина
полного хода, размеры и т.д.)
Определяют общее передаточное число привода
, (1.1)
где
пресса.
- число оборотов вала электродвигателя;
- число оборотов главного вала, равное заданному числу ходов ползуна
7
Число оборотов вала двигателя выбирается в соответствии с
Вид передачи
Передаточное число
Клиноременная
Одноступенчатый
привод
2÷10
Многоступенчатый
привод
2÷4,5
Зубчатая
одноступенчатая
2÷7,5
двухступенчатая
6,5÷40
трёхступенчатая
30÷80
рекомендациями [1] и принимается равным номинальному для
электродвигателей серии А и АО, а для двигателей серии АС и АОС — при
ПВ=100%. В основном применяются двигатели серии А и АО. Двигатели серий
АС и АОС допускают повышенное скольжение, что дает возможность снизить
массу маховика. Но эти двигатели имеют большие габариты и увеличенные
потери энергии и рекомендуются лишь для прессов с числом ходов меньше 40, а
также в горизонтально-ковочных машинах (ГКМ) и кривошипных горячештамповочных прессах (КГШП) [2].
Критерием определения числа ступеней привода является предел
допускаемых значений передаточных чисел клиноременной и зубчатой передач
(табл. 1.1).
Одноступенчатый привод применяется В быстроходных
однокривошипных открытых прессах простого действия и штамповочных
прессах-автоматах с числом ходов свыше 100 в минуту, а также в некоторых
КГШП.
Таблица 1.1
Рекомендуемые значения передаточных чисел
Двухступенчатый привод устанавливают в однокривошипных открытых и
быстроходных закрытых листоштамповочных прессах простого действия, КГШП,
ГКМ, чеканочных прессах и прессах для холодного выдавливания с числом
ходов ползуна 80 ÷ 120 в минуту.
8
Трехступенчатый привод применяется в тихоходных открытых прессах и
0 р
UU
0 рз
U U U
р
U
з
U
з II т б
U U U U
з III т п б
U U U U U
II
U
III
U
т
U, ,пUбU
р
U
0
з
р
U
UU
з
U
з
U
з
U
одно- и многокривошипных закрытых прессах, в ножницах, многопозиционных
листоштамповочных прессах-автоматах при числе ходов ползуна 15÷50 в
минуту.
Четырехступенчатый привод находит применение в многокривошипных
листоштамповочных прессах с числом ходов ползуна менее 15 в минуту.
Для одноступенчатого привода
Для многоступенчатого привода
клиноременной передачи;
- передаточное число зубчатой передачи.
.
, где
- передаточное число
Если в приводе несколько ступеней зубчатой передачи, то
.
,
где
и
- соответственно передаточные числа двух- и трехступенчатых
зубчатых передач;
- передаточные числа тихоходной, промежуточной и быстроходной
ступеней.
Если общее передаточное число не превышает максимального значения для
клиноременной передачи, то принимают схему с одноступенчатым приводом.
передачи принимают передаточное число
передачу.
Если 40<
В противном случае привод многоступенчатый, и тогда для клиноременной
= 2 ÷ 4,5.
Далее определяют передаточное число зубчатых передач:
При
> 80 необходимо применить четырехступенчатую зубчатую
. (1.2)
<80, следует применить трехступенчатую зубчатую передачу.
При
<30 возможно применение двухступенчатой зубчатой передачи.
9
При 30<
з
U
з
U
з
U
з
U
з
U
з
U
0
.
р
з
U
UU
иf
к н к к
М Р т т
н
Р
и
к
т
f
к
т
sin sin2
2
и
кн
тR
0
1
f
к B A
т r r r
н
<40 следует рассматривать возможность применения двух- и
трехступенчатой зубчатой передачи.
При 7,5<
Если 6,5<
<30 зубчатая передача должна быть двухступенчатая.
<7,5, возможно исполнение привода с одно- и
двухступенчатой зубчатой передачей.
При
Если
<6,5 достаточно одной ступени зубчатой передачи.
<2, следует скорректировать передаточное число клиноременной
передачи.
Когда требуется только одна зубчатая передача, рекомендуется принимать
ее передаточное число в пределах 4<
<5 .
Тогда на клиноременную передачу остается
(1.3)
1.3. Расчет крутящего момента на главном валу
Крутящий момент на главном валу кривошипного пресса определяется
следующим образом:
, (1.4)
где
- номинальная сила проектируемого пресса;
- идеальное плечо силы;
- плечо трения.
Для центрального кривошипно-шатунного механизма
; (1.5)
, (1.6)
где R - радиус кривошипа (равен половине хода ползуна);
- номинальный угол (табл. 1.2);
10
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]