Расчет и проектирование кривошипного открытого, наклоняемого пресса силой 400 кН

,

где  d = d₀ = 0,85 – диаметр вала в сечении 1-1;

= 400 мН/м² –допускаемое контактное напряжение для материала вала – сталь 40ХН;

n –общий коэффициент запаса прочности:

n = n₁  · K_э = 0,8 · 1,5 = 1,2 , где n₁ = 1,5 – собственный коэффициент запаса для обычных прессов и K_э = 0,8 – коэффициент ковалентной нагрузки для обычных прессов;

= 0.38  и   = 0.12 – коэффициенты, определяемые по рис. 108 (стр.268 [1]) в зависимости от соотношения r/d = 0.08 и материала;

m_k   – плечо крутящего момента, определяемое в зависимости от угла поворота кривошипа по формулам приведённым выше:

 – плечо изгибающего момента  для двухстоечного пресса;

= 0.5 –коэффициент для формулы  касательного напряжения, которое  возникает в результате перерезывающих сил.

 

Рис.5.3 График зависимости допускаемой силы на главном валу от угла поворота кривошипа

5.2. Ременная передача.

 

По мощности, передаваемой ремнями, выбираем профиль сечения  ремня и минимальный диаметр  шкива электродвигателя D_ШКmin (табл.2.1 стр.28 [3]):

тип ремня (ГОСТ 1284.1-80) – А;

D_ШКmin = 90мм;

высота сечения ремня h = 8, мм;

площадь сечения ремня 81 мм²;

шаг канавок  16 мм;

размер l_k = 9 мм;

минимальная толщина  обода по дну канавки 6 мм.

По допускаемой окружной скорости ремня [V_p] ([V_p] = 25 м/с для ремней типа А, Б и В) определяем наибольший диаметр шкива электродвигателя:

Минимальный и максимальный диаметр маховика (табл.2.2 стр.29 [3])):

Принимаем диаметр маховика из условия (уточняем по табл.2.2 стр.29 [3])):

Расчётный диаметр шкива  электродвигателя (уточняем по табл.2.2 стр.29 [3])):

Уточняем передаточное число ремённой передачи:

 

Расчётное межосевое  расстояние:

l_p = k ∙ D_МАХ = 0,98 ∙ 1120 = 548,8 мм,

где k = 0,98 –коэффициент межосевого расстояния, определяемый по графику на рис.2.1 (стр.31 [3]);

Проверяем расчётное  межосевое расстояние по допускаемым  пределам изменения:

h + 0,55 ∙ (D_МАХ + D_ШК) ≤ l_p ≤ 2 ∙ (D_МАХ + D_ШК);

8 + 0,55 ∙ (560+160) ≤ l_p ≤ 2 ∙ (560+160);

404 ≤ l_p = 550 ≤ 1440.

Расчётная длина ремней:

L_р = 2 ∙ l_p + 1,57 ∙ (D_МАХ + D_ШК) + 0,25 ∙ (D_МАХ + D_ШК)² / l_p =

= 2 ∙ 550 + 1,57 ∙ (560 +160) + 0,25 ∙ (560 +160)² / 550 = 2466мм.

Уточняем его фактическую  длину (табл.2.2, стр.29, [3]) L_р =2500 мм

Фактическое межосевое  расстояние:

Проверяем фактическое  межосевое расстояние по допускаемым  пределам    изменения:

h + 0,55 ∙ (D_МАХ + D_ШК) ≤ l₀ ≤ 2 ∙ (D_МАХ + D_ШК);

404  ≤ l₀ = 769,1  ≤ 1440.

Число пробегов ремня  за секунду:

 

Число ремней в передаче:

P₀ = 1,7 кВт мощность, передаваемая одним ремнём. Определяем по рис.2.2 (стр.33 [3]) в зависимости от окружной скорости ременной передачи V = 25 м/с;

 – коэффициент, учитывающий  угол обхвата ремнём шкива;

К_р = 0.61 – коэффициент режима работы (табл.2.3 стр.32 [3]) для кривошипных специализированных прессов.

Ожидаемый срок службы ремней в месяцах:

где 

и  -окружная скорость ременной передачи.

Минимальная ширина шкива:

В_шк = (Z_Р – 1) · t + 2 · l_К = (2 – 1) · 16 + 2 · 9 = 34 мм.

t – шаг канавок;

l_К – минимальное расстояние от края шкива до середины крайней канавки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.3. Муфта.

5.3.1. Проектировочный расчет муфты.

Крутящий момент, передаваемый муфтой во время рабочего хода:

,

где β = 1,1÷1,3 = 1.1 – коэффициент запаса;

     М_К – максимальный крутящий момент на кривошипном валу

     U   и η– передаточное число и КПД передачи между валом муфты и кривошипным валом.

U=1 и так как муфта располагается на кривошипном валу.

Диаметр вала муфты при  нахождении муфты на главном валу:

Внутренний радиус трения:

R_В = (1.6÷1.8) ∙ d_В = 1.6 ∙ 85 = 136 мм.

Наружный радиус трения:

R_Н = (1.4÷2) ∙ R_В = 1.4 ∙ 136 = 190,4 мм.

Радиус трения:

.

Площадь трения:

S_ТР = π ∙ (R_Н² – R_В²) = 3,14 ∙ (190,4² – 136²) = 55754,34 мм².

Поскольку максимальный момент, который может быть передан  вставками равняется 140 кНм (табл. 4.3, стр. 47, [3]), то примем тип фрикционного материала - накладки.

Количество поверхностей трения:

 

где q = 0.6 МПа – приведённое фактическое давление и

f = 0.35 – коэффициент трения для муфт находим из табл.4.1 (стр. 46 [3]) для фрикционных материалов из феродо.

,

где К₁ =0.5 выбираем по табл.4.2 (стр.47 [3]) для типа фрикционного материала – накладки и для n_м < 180 мин^-1.

Окончательное значение R_В для многодисковой муфты:

Окончательное значение R_Н:

R_Н = К₂  · R_Н = 1.66 · 132,9 = 220,6 мм.

Уточним R_ТР и S_ТР:

S_ТР = π ∙ (R_Н² – R_В²) = 3,14 ∙ (220,6² – 132,9²) = 97346,123 мм²

5.3.2. Проверочный расчет муфты.

Удельная сила:

 < [q] = 0.9 МПа.

Работоспособность муфты  определяем по коэффициенту износа К_изн:

n_в = n_плз ∙ η = 71 ∙ 0.3 = 21,3 – частота включений в минуту,

где n_плз = 71 мин^-1 и η = 0.3;

 – работа, затрачиваемая на  трение и износ во время  включения муфты,

где а_М = 1.1 – коэффициент, учитывающий статическое трение в ведомой части привода;

5.4. Предохранитель.

Толщину пластины (в мм) срезного чашечного  предохранителя  (см. рис 4.10,б) определяют по формуле

;

Где P – расчетное усилие, P=1,3*400=520;

 H; - временное сопротивление разрыву, МПа; D -Расчетный диаметр окружности среза ,мм;

D = 0,5 (D  + d)  = 30;

Конструкция предохранителя, представленного на рисунке 4.10,б, обеспечивает простату его монтажа и демонтажа.

 

 

 

                            Список литературы:

 

 

1. Игнатов А.А.,  «Кривошипные горячештамповочные пресса», М., 1953.
2. Горяйнов В.И., «Графики рабочих нагрузок», М., 1979.
3. Горяйнов В.И., Смирнов А.М., «Проектирование приводов, систем включения и станины кривошипных прессов», М., 1988.