Пресс кривошипный горячештамповочный усилием 25 Мн (стр. 4 из 7)
Коэффициент эквивалентной нагрузки при расчете на усталостную прочность k3и находят по формуле [6]:
, (3.8) 
где и =0,495 – коэффициент интенсивности нагружения при расчете на усталостную прочность, выбирается по табл. 6.12 / 1 /;
ii = 5 – передаточное отношение от главного вала до рассчитываемой шестерни. Для колеса тихоходной передачи, установленного на главном валу, ii = 0.
nн = 60 – номинальное число ходов пресса;
pи = 0,25 – коэффициент использования числа ходов;
kвер = 0,45 – коэффициент вероятности нагружения.
Результаты приведены в таблице 4.1 см стр.33 с рисунком
Табл.4.1 График допускаемых усилий
| Альфа | Рдоп, кН | Рд, кН |
| 0 | 232147 | 88628 |
| 5 | 145786 | 55691 |
| 10 | 110153 | 40833 |
| 15 | 85530 | 32247 |
| 20 | 69886 | 26793 |
| 25 | 59179 | 23061 |
| 30 | 51376 | 20379 |
| 35 | 45763 | 18386 |
| 40 | 38000 | 16871 |
| 45 | 34562 | 15704 |
| 50 | 31234 | 14799 |
| 55 | 28779 | 14100 |
| 60 | 27567 | 13567 |
| 65 | 26509 | 13171 |
| 70 | 25371 | 12894 |
| 75 | 23451 | 12721 |
| 80 | 23045 | 12643 |
| 85 | 22881 | 12654 |
| 90 | 21921 | 12753 |
5. Энергетика пресса
График усилия деформации
Работа пластической деформации для конкретных условий деформирования может быть определена методами теории обработки металлов давлением. Большинство кривошипных прессов, как и других технологических машин, предназначены для изготовления некоторой группы однотипных изделий. Поэтому энергетические расчеты для них выполняются для некоторой типовой технологической операции, являющейся обобщающей с энергетической стороны.
Работа пластической деформации приближенно может быть определена по формуле [4]:
Ад= kр .Рм .hр, (4.1)
где kр – коэффициент полноты графика;
Рм – максимальное усилие деформации;
hр – база деформации, представляющая собой величина рабочего хода ползуна.
Ад= 0,175*25*106*0,047 = 227500, Дж
Задаваясь графиком типовой технологической операции с учетом упругой деформации пресса в период рабочего хода, определяется график зависимости крутящего момента на главном валу. Площадь этого графика пропорциональна работе рабочего хода.
Выбор типа графика при расчете пресса конкретного технологического назначения определяется преимущественной технологической операцией, характерной для данного типа пресса. Прессы КГШП рассчитывают по графику усилия горячей штамповки.
Графики усилий деформации представлены в относительных координатах перемещения ползуна, поэтому должны быть пересчитаны для заданных значений номинального усилия пресса и номинального хода ползуна. Рекомендуемые значения максимального усилия деформации, рабочего хода ползуна и коэффициента полноты графика приведены в / 1 /.
Таблица
| Технологическая операция | Рм / Рн | hр / Sн | kр |
| Объемная горячая штамповка | 1 | 0,13 | 0,175 |
Для рассматриваемого пресса имеем :
| Технологическая операция | Рм ,МН | hр ,мм | kр |
| Объемная горячая штамповка | 25 | 45.5 | 0,175 |
Жесткость пресса
Упругая податливость системы пресс-штамп изменяет форму графика усилий деформации, при чем, чем ниже жесткость системы, тем изменения будут сильнее. Измененный график усилий деформации, учитывающий упругую деформацию системы, называют нагрузочным графиком.
Жесткость пресса С (МН/мм) принимают на основании практических данных для каждого типа пресса, или определяют по эмпирической зависимости [4] :
(4.2)где К = 1,8 – коэффициент пропорциональности, принимаемый в зависимости от типа пресса по таблице 4.4 / 1 /.
, МН/мм 
График упругой деформации строится в координатах усилие PD – упругая деформация l. Принимается линейная зависимость упругой деформации от усилия деформации. Максимальное значение упругой деформации при номинальном усилии определяется по формуле [4]:
lmax=P/C= 
(4.3)
График нагружения
В КНП ползуна продолжает действовать максимальное усилие деформации и для дальнейшего поворота кривошипного вала необходимо приложить крутящий момент до тех пор, пока плечо силы PAB не станет равным нулю, т. е. пока вал не повернется на угол, называемый углом мертвого трения.
Учитывая, что с увеличением радиуса кривошипа и угла начала рабочего хода р увеличивается приведенное плечо крутящего момента, а следовательно, и крутящий момент, соответственно возрастает и работа рабочего хода Ар. Поэтому при проектировании технологической операции следует стремиться к уменьшению угла начала рабочего хода нр, а для прессов с регулируемым ходом использовать наименьший, допустимый по технологическим соображениям, ход ползуна.
График усилия деформации для горячей штамповки
После построения нагрузочного графика в координатах PD = f(S) его необходимо преобразовать в график PD= f() , где – угол поворота ведущего вала. При этом угол поворота вала следует определять по формуле [ 4 ] .
, (4.4)или использовать ранее полученный график перемещения ползуна S = f(). суммируем графики
и 
, получим нагрузочный график 
Затраты энергии на рабочий ход.
Используя ранее вычисленные значения приведенного плеча крутящего момента mK для нескольких значений положения вала в пределах рабочего угла р определяется величина крутящего момента на главном валу Mk = PD mk , результаты расчетов сводим в таблицу.
Определяем значения PD исходя из графика PD= f()
| α ,град | S, мм | Р , МН | mk , м | Mk МНм* *10-3 |
| -8,6 | -2.2 | 0 | ||
| 0 | 0 | 25 | 0,030 | 750 |
| 6,3 | 1.9 | 20 | 0,0508 | 1016 |
| 12,2 | 3,72 | 5 | 0,0732 | 366 |
| 31,5 | 28,2 | 3,8 | 0,1516 | 570 |
| 41,9 | 47,7 | 2,6 | 0,1575 | 409 |
| 41,9 | 47,7 | 0 | 0,1575 | 0 |
Для определения Ар :
Планиметрируем диаграмму Mk = f() на участке рабочего хода р =нр - кр, находится величина расхода энергии на совершение рабочего хода.
, (4.5)где FM = 3728.4515 мм2 – площадь, ограниченная кривой крутящего момента и осями координат, мм2;
M =104 – масштаб крутящего момента, Н.м/мм;
= 8.72*10-3 – масштаб углов поворота главного вала, рад/мм.
Определяем площадь графика графическим путем :
Ар =3728*104 * 8,72*10-3 = 32,50*10-3 =325081, Дж
Затраты энергии на включение муфты
Расход энергии на включение фрикционной муфты составляет
Ав = kв Pн Sн , (4.6)
где kв – коэффициент, принимаемый по данным таблицы 5.1 / 1 / в зависимости от типа пресса.
K в= 0,008
Pн = 25000000 Н
Sн = 0,35, м – ход ползуна
Ав = 0,008*25000000*0,35 = 70000 Дж ;
Затраты энергии на холостые перемещения
Расчет энергии затрачиваемой на холостые переме - щения расчитывается аналогично энергии включения муфты в зависимости от номинального усилия пресса Pн и номинального хода ползуна Sн.
Ах = kх Pн Sн , (4.7)
где kх=0,0135 коэффициент, принимаемый по данным таблицы 4.1 / 1 / в зависимости от типа пресса.
Ах = 0,0135*25000000*0,35 = 118125 Дж;
Тогда расход энергии в приводе кривошипного пресса будет равен: