Учебник - КШО - Живов (1031225), страница 22
Текст из файла (страница 22)
е. принять условие U^ = О,что вполне допустимо для прессов с относительно коротким ходом ползуна(iS'j^ax - ^о)? то из уравнения (3.31) находим110Глава3. Силовой расчет и условие прочности кривошипных прессовO,\dlo_кьщМ(3.33)-12А^5[ Шу. sin(5+E)d'd'R,., COSE+0,25mlФ^Для прессов с большим ходом ползуна (S^^,,, > d^, когда крутящий моментвозрастает (большое плечо силы Рд), можно пренебречь действием изгибающегомомента U^^ ~ 0. Принимая, кроме того, k^^ ~ О, из уравнения (3.32) получаемРп =0,2d^ao^-ik^n,^O',(m,+0,nd,)(3.34)В сечении ЕЕ (см.
рис. 3.5) действуют все три силовых фактора, но даже привыводе полного уравнения влиянием поперечных сил пренебрегают, полагаяи^ ~ 0. Два других коэффициента -а7?,„COS8=m-R 0,5 + ^U^mj,sin(6+£)в,L-0,5k,(l,-lJА+о,25(/,-/^)^.mj^sin(6+8)/?щС088sma.в таком случае уравнение для Р ^ в сечении ЕЕ имеет вид0,1с/>_,PD =h^iJ^s±+0,25(1,-1w^sin(6-i-e)R,„coseJ„ лсл£^-0,5k,{l,-lJг,0,5 + A:„m^sin(5+e)R,„ cosesin aДля упрощенного уравнения принимают k^^ ~ 0. ТогдаPD =AMXI+М и Ф | ^+0,25(/,-/J-4^-r^^^^^d'd'R,„cose(3.35)+0,25Of(m^-0,5i?sina)^111РазделI. КРИВОШИПНЫЕ ПРЕССЫУпрощенное уравнение для определения допускаемой силы в сечении FF(см. рис.
3.5) получено в предположении, что поперечные силы незначительны[и^ - 0) и ^„ = 0. Тогда^и|Фс1 4+0,25(4-0,5/J-^'^b.^i'^^^''+d'i?,„C0S8А.Ф. Нистратов рекомендует применять полные уравнения для определениядопускаемой силы на ползуне только для расчета главных валов специальнойконструкции, а для расчета валов типовых конструкций вполне удовлетворительные результаты дают формулы (3.33)-(3.35) в упрощенной постановке, привыводе которых пренебрегали действием некоторых силовых параметров.Хотя в сечении FF изгибающий момент больше, чем в сечении ЕЕ, расчет допускаемых нагрузок по усталостной прочности вала здесь можно не проводить.Объясняется это тем, что на значении эквивалентного напряжения в сечении ЕЕ длящековых коленчатых валов существенно сказывается концентрация напряжений.Возросший изгибающий момент, безусловно, влияет на эквивалентное напряжениев сечении FF для бесщековых валов эксцентрикового типа.
Однако в конструкторской практике коленную (эксцентриковую) шейку, как правило, не просчитывают,имея в виду ее повышенную прочность вследствие большого диаметра. Только длящековых валов, когда диаметр коленной шейки занижен {d^ < 1,3<^)? рекомендуютпроводить расчет на усталостную прочность и в сечении ЕЕ,Для одноколенчатого вала с маховиком расчетные формулы для допускаемой силы на ползуне пресса имеют следующий вид:в сечении ВВ при S^^^ ud^vi S^^^ > d^ соответственно p ^o^dlG_,k,щ^Ф^,{AJdf+0,25Ф',ml0,2й?о'(7_,PD =k^n,4K{rn,^0Md,)в сечении ЕЕ -0,W>_,A:5«,^/o^[M,K)+0,25(/,-/^)]'+0,25Of(w,-0,5i?sina)'112Глава 3.
Силовой расчет и условие прочности кривошипных прессовПолученные формулы для одноколенчатого вала с маховиком отличаютсяот выражений, установленных для предыдущей схемы, отсутствием в подкоренных выражениях вычитаемогоВ^ mj^sin(6+e)d'7?,„cos 8•>о,что вполне логично в связи с отсутствием консольной силы Гщ, отображениемкоторой это вычитаемое является.Для валов запас прочности при расчете допускаемых сил рекомендуется выбирать исходя из условий работы прессов (табл. 3.2).Таблица 3.2.
Значения коэффициентов прочностии долговечности для прессов«1*п**^6однокривошипный1,31,8-2,20,8двух- и четырехкривошипный1,31,8-2,20,9-1,01,2-1,31,8-2,20,8КГШП1,51,8-2,20,8Чеканочный1,52,3-2,50,8листоштамповочный1,6-1,82,21,0для объемной штамповки1,7-2,02,21,0Тип прессаЛ истоштамповочный:ГКМАвтомат:Для вала.Для зубчатых передач.3.6. Расчет зубчатых передач на усталостнуюпрочностьСиловые условия работы зубчатых передач в универсальных прессах с ограниченным использованием числа ходов и в специализированных прессах-автоматах сильно различаются.
В прессах-автоматах при штамповке деталей узкойноменклатуры зубчатые передачи работают без остановок в течение достаточнодлительного времени на номинальном режиме. В универсальных же прессахИЗРаздел I. КРИВОШИПНЫЕ ПРЕССЫпосле каждого рабочего хода следует остановка ползуна с выключением муфты,для последующего рабочего хода муфта включается вновь.
Поскольку при выключении муфты погашается кинетическая энергия останавливаемых частей привода пресса, а при ее включении преодолевается инерция этих же частей, каждыйраз при пуске и остановке в цикле одного двойного хода возникают значительныединамические нагрузки, воспринимаемые зубчатыми передачами.Расположение муфты включения и тормоза на валу ведущего кривошипноговала или на приемном валу вносит некоторые различия в характер нагружениязубчатых передач.В прессах с муфтой на приемном валу зубчатое колесо последней пары жестко связано с ведущим валом. Поэтому зубчатые пары привода испытывают динамические нагрузки при остановке и пуске пресса. При остановке пресса зубчатыепары нагружаются тормозным моментом, направление которого противоположнорабочему моменту, в результате раскрываются зазоры с рабочей стороны зубьев.При последующем пуске пресса на рабочий ход выборка раскрывшихся зазоровпроисходит с резким ударом зубьев шестерни по зубьям колеса.
Вполне очевидно,что и на обратном холостом ходу при включении тормоза происходит также соударение зубьев. Решающим фактором, определяющим особенности нагруженияпри указанной компоновке привода, является фиксированное положение зубчатыхпар при остановке и пуске пресса, вследствие чего максимальные нагрузки воспринимаются всего двумя-шестью зубьями.В прессах с муфтой на ведущем кривошипном валу вероятность w нагружения зубьев колеса конечной пары максимальной силой зависит от типа муфты.Так, для управляемой фрикционной муфтыW = Z/Z2 ,где Z - число зубьев, находящихся одновременно в зацеплении; Z2 - число зубьевколеса.Степень герметизации и смазка зубчатых передач существенно влияют на ихсиловой режим и прочность.
Опыт эксплуатации прессов показывает, что поломкизубьев в открытых передачах чаще всего связаны с образованием усталостных трещин в корне зуба, где наблюдается наибольшая интенсивность напряженного состояния. Усталостные явления при циклическом изгибе усиливаются с уменьшением толщины зубьев вследствие абразивного износа. Абразивный износ вызываетсяистиранием твердых пылевидных частиц, оседающих на поверхность зубьев из атмосферы цеха. В первый период работы открытых передач абразивный износ играет положительную роль, ускоряя приработку зубьев сопряженных пар.В закрытых передачах более важным фактором оказывается выкрашиваниезубьев с образованием большого количества оспообразных лунок.
Причинойвыкрашивания является потеря контактной прочности вследствие усталостныхявлений в металле рабочих поверхностей в слое толщиной 15...20 мкм. Смазка,вдавливаемая в лунки, способствует процессу выкрашивания. В износившихся114Глава 3.
Силовой расчет и условие прочности кривошипных прессовтаким образом передачах вращение становится неравномерным и появляетсяшум. Прогрессирующий износ и увеличение динамических нагрузок в дальнейшем могут послужить причиной поломки зубьев.В открытых передачах выкрашивание встречается редко. Это объясняетсятем, что тонкий поверхностный слой истирается при абразивном износе быстрее,чем в нем успевают произойти усталостные процессы. Ограничение смазки в открытых передачах также влияет на износ.Следовательно, при расчете зубчатых передач кривошипных прессов нужноисходить из усталостной прочности при изгибе и контактной прочности на поверхности зубьев. При этом для закрытых передач следует проводить расчет наусталостную прочность при изгибе и на контактную прочность, а в качестве определяющего принимают наименьший показатель.
Для открытых передач вполнедостаточно расчета на усталостную прочность при изгибе.Запас прочности зубьев при усталостном изгибегде а^ред - предельное напряжение при усталостном изгибе с симметричнымциклом нагружения, т. е. a_j; а^ - максимальное приведенное напряжение.Максимальное приведенное напряжение зависит от способа нагружения,концентрации напряжений, качества поверхности, масштабного фактора и циклаизменения напряжений:<^а = к, [ ( ^ J z ) ^ v + ¥ а ^ ш ] -(3.36)Здесь А:^ - коэффициент нагрузки, учитывающий особенности нагружения зубчатой передачи,к^ - коэффициент перегрузки, равный 1 для однокривошипных прессов и 1,1...
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
