МУ к выполнению ДЗ по КШО - Власов, Складчиков (1031222), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

г

де: K – коэффициент, учитывающий инерционные свойства кривошипно-ползунного механизма; обычно принимают К=1,1; J_мф – момент инерции вала муфты с установленными на нем ведомыми деталями муфты и тормоза, а также шестернями; J_I и J_II – моменты инерции главного вала и промежуточного вала, соответственно, с установленными на них зубчатыми колесами (на рис. 1.3 главным валом является кривошип с прикреплёнными к нему деталями); и - передаточные числа ступеней зубчатой передачи, начиная от главного вала.

Более точно учитывать инерционные свойства кривошипно-ползунного механизма можно путём определения его приведенного момента инерции к валу муфты:

, (10)

где – приведённый к главному валу момент инерции кривошипно-ползунного механизма, включая кривошип с закреплёнными к нему деталями, шатун и ползун.

Во время включения муфты, когда α≈180° [2],

; (11)

где J _кр – момент инерции кривошипа с прикреплёнными к нему деталями; m _ш и J _ш – масса и момент инерции шатуна относительно оси, проходящей через центр

его массы; – расстояние от центра массы шатуна С (см. рис. 1.4) до центра кривошипной головки шатуна А.

Для однокривошипных прессов, муфта которых установлена на главном валу,

, (12)

или

. (13)

Более точно момент инерции кривошипно-ползунного механизма может быть учтён при определении A_тр путём математического моделирования.

Расчеты среднего радиуса трения R_тр.М по значению момента M_р и среднего радиуса трения по работоспособности R_тр.К ведутся по разным методикам для муфт с кольцевыми фрикционными накладками и для муфт с фрикционными вставками.

1.2. Определение расчетного радиуса трения и размеров кольцевых фрикционных накладок многодисковых муфт кривошипных горячештамповочных прессов

1.2.1. Расчётный радиус трения муфты R_тр.М по передаваемому моменту

Момент трения муфты с кольцевыми накладками определяется интегралом [1]:

, (14)

г

де R_в, R_н и R– наружный, внутренний и текущий радиусы поверхности трения на ведомом диске (рис. 1.6), где – площадь кольцевой поверхности с радиусом ); – элементарный момент трения, кольцевой поверхности с радиусом и шириной dR; – удельное давление смежных дисков на радиусе .

В литературе по кривошипным прессам рекомендуется использовать формулу:

(15)

Формула (15) получена интегрированием уравнения (14) в предположении постоянства величины по всей поверхности кольцевой накладки, что может иметь место только для начала приработки новых абсолютно жестких дисков. В короткий период приработки дисков их линейный абразивный износ по радиусу накладки неравномерен, так как чем больше радиус поверхности диска, тем больше путь и работа сил трения.

Для приработанных дисков линейный абразивный износ трущихся поверхностей не зависит от текущего радиуса и пропорционален произведению qR=C_к=const, тогда q= C_к/R. Сила сжатия дисков Q с учетом переменности величины равна:

(16)

где – кольцевая площадь одной фрикционной накладки.

Из формулы (16) следует

(17)

Эпюра удельного давления приведена на рис. 1.6.

Подставив выражение (17) в уравнение (14) и с учётом формулы (6), получим

; (18)

т.е. расчетный радиус трения R_тр.М для муфт с кольцевыми накладками равен среднему радиусу R_ср поверхности трения кольцевой накладки, R_тр.М=R_ср [3].

Выразим силу сжатия дисков Q через среднее удельное давление q_ср:

, (19)

где – относительная ширина кольца трения,

0,3…0,6.

Подставив выражение (19) в уравнение (18) и решив его относительно М_тр.М, получим:

. (20)

1.2.2. Расчётный радиус трения муфты R_тр.К по показателю износа

Для определения среднего радиуса трения муфты необходимо уточнить, как определить величины A_тр и F_тр, входящие в базовую формулу (7).

Работа трения A_тр при включении муфты рассчитывается по формуле (8).

Угловая скорость эксцентрикового вала КГШП

, (21)

где n_н.х– число непрерывных ходов КГШП в минуту.

Тогда уравнение (8) примет вид

. (22)

Суммарная площадь трения муфты с кольцевыми накладками

(23)

Подставим выражение (23) в уравнение (7) и решим его относительно :

. (24)

Для многодисковых муфт КГШП с кольцевыми накладками из феродо допускаемый показатель износа [K_изн]=0.4…0.5 МДж/(м²∙мин).

1.2.3. Определение расчетного радиуса трения муфты R_тр и размеров кольцевых накладок

Для определения средних радиусов трения R_тр.M и R_тр.К использованыформулы (20) и (24). Радиус R_тр.M получен из условия передачи муфтой момента M_р, а радиус R_тр.К – по способности муфты длительно работать в режиме максимального числа одиночных ходов пресса. Наибольшее из двух значений среднего радиуса трения является расчетным значением радиуса трения R_тр для муфт с кольцевыми накладками. Если R_тр.К > R_тр.M, то значение q_ср следует пересчитать при принятом расчетном радиусе трения R_тр, равном R_тр.К по формуле

(25)

и определить силу сжатия дисков Q по формуле (19) при уточненном значении q_ср.

Размеры кольцевых накладок определяют по следующим формулам. Относительную ширину кольцевой накладки рассчитывают по формуле ; расчетный радиус трения – по формуле . Совместное решение этих уравнений приводит к выражениям:

. (26)

1.2.4. Последовательность выполнения домашнего задания по расчету муфты кривошипного горячештамповочного пресса

В соответствии с заданным вариантом (табл. 1) выполнить домашнее задание в такой последовательности:

1. определить номинальный момент пресса M_н расчётным путём по формуле (2);

2. определить расчетный момент муфты M_р расчётным путём по формуле (1);

3. определить номинальный момент пресса M_н и расчетный момент муфты M_р путём математического моделирования с помощью программного комплекса анализа динамических систем ПА9. Студент получает от преподавателя математическую модель привода пресса, которая должна быть доработана в соответствии с заданным вариантом задания. Для выполнения моделирования и определения номинального и расчётного моментов необходимо следовать инструкциям, содержащимся в документе “Доработка математической модели КГШП”.

4. сравнить численные значения моментов M_р, полученные расчётным путём и путём математического моделирования. Для использования в дальнейших расчётах выбрать одно из полученных значений и обосновать выбор;

5. определить средний радиус трения муфты R_тр.М по значению расчетного момента M_р с помощью формулы (20);

6. Определить работу трения при включении муфты A_тр расчётным путём по формуле (22);

7. определить работу трения при включении муфты A_тр путём математического моделирования с помощью программного комплекса анализа динамических систем ПА9;

8. сравнить численные значения работы трения при включении муфты, полученне расчётным путём и путём математического моделирования. Для использования в дальнейших расчётах выбрать одно из полученных значений и обосновать выбор.

9. определить средний радиус трения муфты по работоспособности R _тр.К, используя формулу (24). При расчетах принять число включений муфты n_вкл равным паспортному числу одиночных ходов пресса в минуту n_од.х (см. табл. 1);

10. сравнить полученные значения R_тр.М и R_тр.К и принять большее из них за проектное значение расчетного радиуса трения муфты R_тр. Если R_тр.К > R_тр.М, то пересчитать значение среднего удельного давления q_ср по формуле (25), а силу сжатия дисков Q – по формуле (19) при уточненном значении q_ср;

11. определить размеры кольцевых фрикционных накладок по формулам (26).

При расчетах принять:

• коэффициент запаса сцепления муфты к_М =1,1;

• коэффициент трения в кинематических парах кривошипно-ползунного механизма f=0,03;

• коэффициент трения между ведущими дисками и фрикционными поверхностями ведомых дисков =0,35;

• относительную ширину кольца трения =0,3…0,6;

• допустимое среднее удельное давление на фрикционную поверхность из феродо q_ср =0,5…0,6 МПа;

• допустимое значение показателя износа для феродо [K_изн]=0.4…0.5 МДж/(м²∙мин) .

Исходные данные для различных вариантов задания приведены в таблице 1.

1.3. Определение расчетного радиуса трения и количества фрикционных вставок муфт листоштамповочных прессов

Характеристики

Список файлов книги