Пресс кривошипный горячештамповочный усилием 25 Мн (стр. 6 из 7)

Важным вопросом при проектировании системы включения является выбор места установки муфты. Большие габаритные размеры узлов, зависящие от передаваемого момента и значительный расход энергии на включение, возрастающий с увеличением скорости вращения, являются противоречивыми факторами, требующими тщательного анализа.

Более детальный анализ и сопоставление конструкций узлов системы включения рассматриваются в курсе «Кузнечно-штамповочное оборудование».

Выбор материала пары трения.

Выбор фрикционного материала зависит от условий эксплуатации фрикционного узла, типа пресса и других факторов. При легких условиях работы (небольшое число оборотов вала и небольшое число включений) любой материал работает удовлетворительно. Тяжёлые условия работы(КГШП) требуют тщательного подбора материала.

Размеры фрикционных накладок определяются расчетом. Толщина накладок равна 10 мм.

В зависимости от номинального усилия пресса выбираем материал накладок.

Для данного пресса усилием 25 МН выбираем материал накладки 8-45-62. Потом по таблице 7.3 / 1 / выбираем параметры фрикционного материала.

[q] = 1,2 , МПа

q = 0,5 , МПа

[] = 160 , ⁰С

[_см] = 12 , МПа

 = 0,38

Затем по таблице 7.4 / 1 /, в зависимости от числа оборотов вала на котором сидит муфта, выбираем параметры фрикционной пары трения:

q = 0,7 , МПа – рабочее давление

k_вз = 1 – коэффициент взаимного перекрытия;

 = 0,45 – относительная ширина кольца трения

После этого по таблице 7.5 / 1 / находим коэффициент формы _ф=1,03

B/R_ср = 0,45

Основным требованием, предъявляемым к муфтам, является передача ими максимального крутящего момента, необходимого для совершения технологических операций.

При известном максимальном крутящем моменте на главном валу от технологической нагрузки M_max = 1,016 МНм , расчетный момент муфты равен

, (6.1)

где k_м = 1,1 – показатель момента муфты; для прессов горячей штамповки определяется по табл. 7.6 / 1 /.

i = 1 (муфта на главном валу)

, МНм

Определение среднего радиуса трения

Средний радиус поверхности трения определяется из условия передачи расчетного крутящего момента.

. (6.2)

Параметры трения выбираются соответственно по табл. 7.4 / 1 / и табл.7.5 1

q = 700000 Па,

k_вз = 1,

 = 0,45,

_ф = 1,03

0.870511, м

Определение параметров трения

Для узлов со сплошным контактом наружный и внутренний радиусы равны:

R_н = R_ср (1 + 0,5); R_н = 870,5*(1+0,5*0,45) = 1066,36 (6.3)

R_н = 1070мм

R_вн = R_ср (1 - 0,5). R_вн = 870,5*(1-0,5*0,45) = 674,53 (6.4)

R_вн = 675 мм

Полученные значения округляются до ближайшего размера сортамента на фрикционные накладки, уточняют параметры R_ср и B по формулам

R_ср = 0,5 (R_н+R_вн); R_ср = 0,5*(1070+675) = 872, мм

B = R_н-R_вн , В = 1070 – 675 = 395, мм

и определяется действительная площадь трения

. (6.5)

мм²

Определение толщины дисков

Толщина ведомого диска h_д зависит от типа фрикционных элементов.

Для муфт с накладками толщина диска из условия обеспечения достаточной жесткости принимается

h_д > (0,06 – 0,11)B.

h_д > 0,07*395 = 27,65

h_д = 28, мм

Определение размеров пневмоцилиндра

Размеры силового пневмоцилиндра муфты определяются из условия создания расчетного активного нажимного усилия на поверхности трения. Площадь поршня силового пневмоцилиндра будет равна

, (6.6)

где p_р, p_с – соответственно, расчетное давление сжатого воздуха в ресивере (магистрали) и давление сжатого воздуха, необходимое для преодоления сил затяжки отводных пружин муфты и сил трения в манжетах и шлицах; давления выбираются по табл. 7.13 / 1 / и табл. 7.14 / 1 /;

p_р 0,55 МПа = 550000 Па

p_с = 0,035 МПа = 35000 Па

k – поправочный коэффициент, учитывающий потери на трение в манжетах поршня, k = 1,1.

м²

мм – наружный диаметр поршня для пресса аналога (КГШП 25 МН) .

мм – внутренний диаметр поршня для пресса аналога (КГШП 25 МН)

Полный ход поршня определяется из выражения

h_п = h_о^* + (2 – 3) мм.

h_п = 6+2 = 8, мм

Ресурс на износ между двумя регулировками h_о^* =(4…8) мм[1] для регулируемых муфт.

Расчет отводных пружин муфты

Рабочее усилие затяжки одной пружины равно

(6.7)

, Н

Число пружин выбирается конструктивно и равным 6, 9, 12, 16, 18 и т.д. Расчетным усилием пружины муфты является усилие, развиваемое во включенной муфте с учетом допускаемого износа между регулировками

. (6.8)

Н

Диаметр проволоки определяется по формуле

. (6.9)

Индекс пружины c_пр задают равным 4. Допускаемое напряжение кручения [] принимается 590 МПа для стали 60С2 (проволока диаметром 5 – 42 мм).

Минимальное число рабочих витков пружины

. (7.1)

Средний диаметр пружины

D_пр = c_пр d_пр = 4 * 13 = 52, мм (7.2)

Максимальная деформация пружины при расчетном усилии

(7.3)

, мм

Шаг пружины в свободном состоянии

мм (7.4)

Длина пружины в свободном состоянии

L_пр.св = t_пр i_пр + d_пр = 17,782 * 8 + 12 = 154,256 мм (7.5)

Длина пружины при расчетном усилии

L_пр.рас = L_пр.св – _пр = 154,256 – 31,88 = 122,376 мм (7.6)

Деформация пружины при рабочем усилии

_пр.раб = _пр – h_п = 31,88 – 8 = 23,88 мм . (7.7)

Длина пружины при рабочем усилии

L_пр.раб = L_пр.св – _пр.раб =122,376 – 23,88 = 98,48 мм. (7.8)

Проверка муфт и тормозов на работоспособность

Работоспособность фрикционного узла оценивается по величине показателя износа

, Нм/см² мин (5.19)

где A_тр – работа трения за одно включение узла

A_тр =a^.I₂^.n_м; A_тр=

* =4092 Дж

a – коэффициент, учитывающий тип узла; для муфт a = 5,8^.10^-3,

I₂ – момент инерции ведомых частей привода; I₂ =60

n_м – число оборотов в минуту вала муфты или тормоза; =196

n_вк – число включений узла в минуту; 15

k_вз – коэффициент взаимного перекрытия; =1

F_тр – суммарная площадь поверхности трения. =0,4328 м²;

Нм/см² *мин

Допустимый показатель износа определяется по формуле

, (7.9)

где [] – максимально допустимая поверхностная температура, выбираемая по / 7 / = 160 С ;

_max – максимальная относительная поверхностная температура -1,2 [7] ;

S_ox – приведенный коэффициент поверхности охлаждения, выбирается по [ 7 ] - 2,2 ;

b_ – приведенный коэффициент, учитывающий вентиляционный эффект, выбирается по [ 1 ] - 0,08 ;