Пресове оюладнання / Новий курс лекцій СП / Л 13 Фрикційні пресі. Розрахунок основних парам / Фрикційні пресові агрегати. Розрахунок

Фрикційні пресові агрегати

Розрахунок основних параметрів преса (див. рис. 4.6) робимо в основному відповідно до методики, запропонованої професором A.M. Зімінин [68]. Задаємося, величиною зусилля пресування Р_пр = 1410⁵ Н.

Хід повзуна, см,

.

Так як у фрикційних пресах можуть формуватися вироби висотою до 0,3 м і глибиною засипання до 0,27 м, необхідно збільшити хід повзуна на половину глибини засипання, для того щоб було забезпечене вільне виштовхування виробу з форми:

H`_повз =0,345 + 0,135 = 0,48 (м).

Початковий радіус вертикального фрикційного диска, при якому починається хід маховика з гвинтом униз, см,

.

Кінцевий радіус диска в момент його вимикання перед ударом, м,

r_к = r_н +H`_повз = 0,212 + 0,48 = 0,692 (м).

Діаметр маховика, см,

.

Позначимо відношення початкового радіуса до ходу повзуна через  :

.

Припустиме число обертів валу диска, хв^-1,

.

З огляду на великий хід повзуна і те, що пресується маса, що не вимагає великої енергії удару, приймаємо число обертів вала дисків n_д = 160 хв^-1 = 2,67 c^-1.

На початку ходу повзуна колова швидкість диска, м/с,

.

При переміщенні повзуна вниз на величину ходу колова швидкість контактної точки диску, м/с,

.

При роботі без ковзання максимальна колова швидкість диска наприкінці ходу вниз буде дорівнювати коловій швидкості маховика в точці контакту:

,

звідки максимальна кутова швидкість маховика

,

де R_м - зовнішній радіус маховика, R_м = 52,5 см = 0,525 м.

Загальний момент інерції маховика і шпинделя, кгсм²,

J_A=J_м+J_ш.

Де J_м та J_ш моменти інерції маховика і шпинделя відповідно, кгсм²

,

де m_м - маса маховика, кг; m_с - маса спиці, m_с = 1,8 кг; R_в – внутрішній радіyc маховика, см,

R_в = 0,88R = 0,8852,5 = 46,2 (см) = 0,462 (м);

z - число спиць маховика, шт.;

z = (D_м/300) + 2 = 5,5,

приймаємо z = 6 шт. Висота обода маховика

h₁ = 0,09D_м = 0,09105 = 9,45 (см) = 0,0945 (м);

m_м = h₁(R²_н - R²_в) = 3,140,0945(0,525² - 0,462²)7800 = 145 (кг),

де  - щільність матеріалу маховика,  = 7800 кт/м³.

Тоді

J_ш = (m_шr²_ср)/r¹,

де m_ш - маса шпинделя, кг; r_ср - середній радіус нарізки шпинделя (гвинта),(см)

Діаметр шпинделя (гвинта), см,

Приймаємо число заходів різьблення гвинта і = 3. Кут підйому гвинтової лінії, град,

.

Шаг нарізки гвинта, см,

.

Середній діаметр різьби,см

d_ср = d_ш - h/2,4і = 16,6 - 13,25/2,43 = 14,76 (см) = 0,1476 (м)

Маса шпинделя, при його довжині l_ш = 1 м,

.

Моменти інерції

J = 5,27 + 0,4576 (кгм²)

Результуючий кутний момент на шпинделі при його ході вниз

Сумарний крутний момент, який створюється натисканням диска на маховик при русі вниз

М_ск=М_n+М_G,

де М_n - крутний момент на маховику, який створюється силою натискання диска,

M_n=P_нR_м,

де  - коефіцієнт тертя між диском і феродо обода,  = 0,45; Р_н - сила натискання диска на маховик при ході вниз, Н; M_G - додатковий крутний момент від ваги системи маховик-гвинт,

,

де  - кут повороту маховика, рад; S - переміщення маховика по вертикалі, м;

.

Звідси

M_G = Gh/2; М_ск = Р_нR_м + G(h/2).

Сила натискання диска на маховик при русі униз визначається як

де G - вага частин, що рухаються, (маховик, повзун, шпиндель), G = 500 кгс (5000 Н); ₂ - коефіцієнт тертя в гайці, ₂ = 0,1; Р_х - контактна сила між буртом гвинта і хому­том, Н; _х - коэффициент тертя в хомуті, _х = 0,1; r_х - радиус хомута, r_х = 7 см; _п – коэффициент тертя у п'яті, _п = 0,1; G_п - вага повзуна,G_п = 2880 H; R_п - зовнішній радіус п'яти, R_п = 6,5 см; r_ш - наружный радіус шпинделя (гвинта); r_п - внутрішній радіус п'яти, r_п = 1,5 см; -коэффициент (тертя між маховиком і диском,  = 0,45. Контактна сила

P_х = G_n + 50 = 338 кгс  3380 Н.

Тоді

М_ск = 0,4581,852,5 + 500(13,25/6,28) = 2038 (кгссм) = 200(Нм).

Потужність електродвигуна, необхідна для роботи преса, Вт,

,

де ₁ - ККД передачі, що враховує втрати в пасовій передачі і у підшипниках вала (₁ = 0,93); ₂ - ККД, що враховує ковзання між диском і маховиком,

,

 - кутова швидкість вала з дисками,

 = 2 n = 6,282,67 = 16,74 (рад/с).

Звідки

.