Учебник - КШО - Живов (1031225), страница 28
Текст из файла (страница 28)
Поэтому для технологическогоцикла с однопиковым графиком нагрузок в режиме непрерывных ходов моментинерции будет меньше:^ а ^J'J..мах2лVДля цикла с двухпиковым графиком нагрузок в режиме одиночных ходовмомент инерции будет больше в связи с расходом энергии на включение муфты.В этом случае расчетная формула для момента инерции будет следующей:2.f .
\^А,•^'мах-(4.3)Энергию отдает не только маховик, но и другие вращающиеся детали пресса. Это особенно заметно в мощных машинах. Поэтому вычисленный по формуле (4.3) момент инерции J^^^ маховых масс должен быть равен суммеприведенных к валу маховика моментов инерции наиболее крупных деталейпресса:TjiQ J^ - момент инерции /-й детали; и^ ~ передаточное число от вала, на которомзакреплена /-я деталь к валу маховика, причем для расположенных перед маховиком деталей и^< 1, а за маховиком Ui> 1.Ориентировочно можно считать, что для КГШП момент инерции собственно маховика составляет 70...75 % момента инерции вращающихся масс привода,а для тяжелых листоштамповочных прессов и ГКМ - 85...90 %. У легких лис139Раздел I.
КРИВОШИПНЫЕ ПРЕССЫтоштамповочных прессов и прессов-автоматов практически вся маховая массасосредоточена в маховике.При расчете должна быть в обязательном порядке проведена проверка надопустимое время разгона маховика при первоначальном пуске электродвигателя. Фактическое время разгона/_'^'^'^*^ мах '^max/д д\100000 ^ _ .
ф , ^ 'где «^ах ~ в мин~ ; Л^ном.факт ~ В ^Вт, не должно превышать 8... 10 с для асинхронных короткозамкнутых электродвигателей нормальной серии и 15... 18 с длядвигателей с повышенным скольжением. Затянувшийся разгон может привестик перегреву электродвигателя и выходу его из строя. Для уменьшения времениразгона необходимо либо увеличить мощность электродвигателя, либо уменьшить момент инерции маховика.Повышение частоты вращения маховика ограничено окружной скоростью:,,_ ^ Д обетах60000где Z)o6 - внешний диаметр обода маховика, мм.
Для стальных маховиков предельная скорость v^^^ < 40 м/с, для чугунных - v^ax < 25 м/с.4.6. Коэффициенты полезного действиякривошипного прессаЭнергетическим коэффициентом полезного действия (КПД) рабочей машиныназывают отношение полезно используемой работы деформирования А^^^ к затраченной работе движущей нагрузки А^^^. Применительно к КШМ полезно используемой технологической работой является работа деформирования металлаА =4В связи с периодическим аккумулированием кинетической энергии маховымимассами и последующей ее отдачей фактическое движение элементов привода иисполнительных механизмов кривошипных прессов следует характеризовать какустановившееся неравновесное движение.
Для машин с такой формой движенияпонятие КПД имеет смысл только для периода времени, в течение которого итоговое приращение кинетической энергии равно нулю.Для кривошипных прессов это один технологический цикл. Работа кривошипного пресса за этот период включает в себя полный расход энергии в приводе на штамповку одного изделия v4^, а относительная доля полезно используемойработы на пластическое деформирование А^^^ составляет средний КПД технологического цикла:Лц^^деф/^ц140^ ^ д е ф / ( ^ в к л ^ в к л + ^р.х + ^ х . х ) -Глава4. Расчет энергетических параметров кривошипных прессовОчень удобным для исследования энергетических параметров пресса являетсятак называемый КПД рабочего хода:ASmax^р.хJ Pj,m^(a)daучитывающий совокупные потери энергии в механизме на трение и упругое деформирование деталей пресса. Если исходить из основ теории механизмов имашин, условность этой величины состоит в том, что в качестве ведущего звенапресса в период рабочего хода необходимо принимать не вал электродвигателя,а кривошипный вал, а значит, кинетическую энергию маховых масс следует рассматривать как работу движущих сил.Значения КПД рабочего хода Г|р ^ при выполнении типовых технологий длякривошипных прессов обычных конструкций (нормальная упругая податливость, обычные условия трения в опорах \х = 0,04...0,06) приведены ниже:Универсальные листоштамповочные прессы простогодействия:вырубкавытяжкаЛистоштамповочные вытяжные прессы двойногодействияКГШПГКМОбрезные прессы0,55...0,650,70...0,800,75...0,850,30...0,400,35...0,450,50...0,55Изучение КПД технологического цикла Г| ц представляет интерес для оценкииспользования кривошипных прессов.
При этом имеется в виду резкое возрастание потерь холостого хода и потерь на включение муфты с увеличением /^„омСледовательно, если штамповать деталь, для которой необходима номинальнаяработа рабочего хода А^^, на прессе завышенной мощности, то затраты, связанные с работами А^^ ^ А^, могут стать причиной, приводящей к значительномуснижению КПД технологического цикла.4.7. График работоспособности кривошипногопрессаКривошипные прессы общего назначения по условиям работы цеховогопарка оборудования часто применяют для штамповки с явным недоиспользова141РазделI.
КРИВОШИПНЫЕ ПРЕССЫнием по номинальной мощности привода. Посколькуэнергия, которую способен отдать привод за0,8один технологический цикл для совершения работы^4деф, зависит от мощности привода и длительности0,4цикла, то при заниженной работе А^^^ машинуможно более эффективно использовать во времени.Q' 0 2 0 4 0 6 0 8 10 Ри^ Р ^ установленном на прессе электродвигателеработа за один технологический циклРис.
4.6. График допустимойдгt - Ип А +А Л + Аработы (работоспособности)кривошипного прессаДля электродвигателей с повышенным скольжением, а также с фазным ротором следует вместономинальной принимать фактическую мощность. Поскольку t^^t^^^jр^и А^^^ == Л р. х^р.х. получаем^дефА^деф— Р'^ INrtIn —km AV^^ ном.факт * д в . х / / ^ и'^'^^вкл^вкл—A\^х.х/*Зависимость между работой деформирования А^^^ и коэффициентом использования ходов пресса/?и иллюстрирует график, приведенный на рис. 4.6.При построении графика работоспособности пресса необходимо учитыватьследующие обстоятельства.1. В режиме автоматических ходов (без выключения муфты), т.
е. пщр^ = 1,непроизводительные потери в приводе уменьшаются {А^^^^ = 0), а значит, допустимая работа деформирования будет больше, чем при р^ = 1, но в режиме одиночных ходов.2. В режиме одиночных ходов допустимая работа деформирования А^^^ за каждый ход плавно уменьшается с возрастанием коэффициента/^j^. Максимальная работа деформирования ^деф.тах ограничсна устойчивостью привода по допустимомукоэффициенту неравномерности хода 6 и критическому скольжению электродвигателя, так как при увеличении А^^^ и соответственно А^^ возрастает торможение маховых масс, которое в определенных условиях становится критическим.Глава 5.
ТИПОВЫЕ КОНСТРУКЦИИ УЗЛОВИ СИСТЕМ КРИВОШИПНЫХ ПРЕССОВ5.1. СтаниныСтанина - это корпусная базовая часть, на которой монтируют все узлы идетали кривошипного пресса. Типовые конструкции станин вертикальных прес142Глава5. Типовые конструкции узлов и систем кривошипных прессовсов открытого типа - одно- и двухстоечные, закрытого - составные со стяжнымиболтами и цельносварные.Станины открытого типа, как правило, изготовляют из чугунного литья марки СЧ20 или СЧ25. Допускаемое напряжение чугуна [а] = (0,065...0,1)а„, где(5^ - предел прочности чугуна при изгибе.Цельносварные конструкции станин широко внедрены в производство прессов от небольших с Р^^^ = 400 кН до крупных машин с Р^^^ = 16...20 МН.
Важным преимуществом цельносварных станин является значительное сокращениепроизводственного цикла в заготовительных цехах и вытекающая отсюда экономическая целесообразность.По условиям сборки, например прессов двойного действия, а также по технологическим причинам при механической обработке деталей прессов с большими габаритными размерами станины выполняют составными либо из двухчастей: верхней траверсы, стоек (сварно-литой конструкции) и стола (литого),либо из четырех частей: верхней траверсы, правой и левой стоек и стола. Первым способом изготовляют мощные горячештамповочные прессы, вторым большинство листоштамповочных прессов закрытого типа.Сварные элементы станин выполняют из толстолистового проката марки Ст 3толщиной от 10 до 140 мм, отливки - из стали марок ЗОЛ и 45Л с допускаемымнапряжением [а] = (0,2...0,3)ав, где а^ - временное сопротивление стали прирастяжении (меньшие значения коэффициента для отливок, большие - для толстолистового проката).Детали разъемных станин соединяют в целое специальными болтами (шпильками), изготовленными из нормализованной стали 45.
Чтобы не допустить раскрытия зазоров в стыках между верхней траверсой, стойками и столом, силанатяжения должна превышать номинальное усилие пресса. Для центровки сбалчиваемых деталей в стыках прокладывают цилиндрические шпонки вдоль и поперек фронта пресса.В силовом отношении станина закрытого типа представляет собой симметрично нагруженную плоскую систему. Расчетным эквивалентом подобнойсистемы является рама с приведенными размерами, в которой реальные детализаменены стержнями постоянного сечения (рис. 5.1).
Оси стержней совмещаютс центрами тяжести сечений: траверсы (/-/), стоек (II-II) и стола (основания){Ш-111). Тогда основные размеры рамы определяют следующим образом:a = A-yjjj\ b = B-2xjj\ h = H-(yj+yjjj),TjiQ А, В, Н - высота оси главного вала над опорной плоскостью пресса, а такжеширина по фронту и высота пресса соответственно; Xjj - абсцисса центра тяжести стойки в горизонтальном сечении / / - / / ; yj, ущ - соответственно ординатыцентров тяжести траверсы и стола в вертикальных сечениях / - / и III-IIL143Раздел L КРИВОШИПНЫЕ ПРЕССЫZ 3 z^/?N/ / / /у / / / / {/^PZi22i^/Я^иt^И^^1и1^/номX//Г^?SГ77zzzУУУУУ'УУУУУ2ZZZZ ZX-tt^1///Рис.
5.1. Расчетная схема станины кривошипного прессаРасчеты ординат центров тяжести сечений, их площадей и моментов инерции ведут с разбивкой сечений на элементарные плоские фигуры. Данные представляют в виде таблицы:Piр = Е^,ViPiViа.,=у^-у1\ = Р,а^/:р, -i>i'.^ = ЕАЗдесь F^ - площадь элементарной плоской фигуры; у^ - расстояние от оси хдо центра тяжести фигуры; F^y^ - статический момент фигуры; а^ - расстояние144Глава5. Типовые конструкции узлов и систем кривошипных прессовмежду центрами тяжести фигуры и опасного сечения; /• - момент инерции фигуры относительно оси х; /^ - то же относительно центральной оси; 1^ - суммарный момент инерции фигуры; F - суммарная площадь сечения; у - ординатацентра тяжести сечения; / - суммарный момент инерции сечения.При расчете необходимо также привести реакции опор главного вала к центрам тяжести сечения стоек, т.
е. перенести силы 0,5^^^^,^ на осевую линию вертикальных стержней рамы. Перенос компенсируется изгибающим моментомМ=Рном^номл'где / - размер, устанавливаемый из условия, что сила от опорных цапф вала передается на втулки станины на 1/3 расстояния от ее внутреннего края.Однако из уравнений равновесия ни один из силовых факторов в сеченияхрамы (изгибающий момент М, поперечная Q и нормальная N силы) не можетбыть определен в связи со статической неопределимостью. Для решения задачиподобную раму необходимо перевести в разряд статически определимых системпутем ее разрезания и введения дополнительных силовых факторов, обеспечивающих геометрическую неизменяемость системы (рис. 5.2, а).Используя принцип независимости действия силовых факторов - деформированное состояние системы от нескольких нагрузок может быть определеносуммированием состояний от действия каждой нагрузки в отдельности, - составляют уравнения перемещений для рассматриваемого сечения.Xi2\Х2Ххlit ХгТк^М(hРис.
5.2. Силы, действующие в станине пресса (а),и примерный вид эпюры изгибающих моментов (б)145РазделL КРИВОШИПНЫЕПРЕССЫДля задачи с тройной неопределимостью эти уравнения в канонической форме имеют видХ,6„+^25,2+^з5.з+5,р=0;Х | 621 +-^2^22 "^^3^23 "^ ^2 р ~ 0;где Xj^ (где А: = 1, 2, 3) - дополнительные силовые факторы: поперечная Х^ и продольная Х2 силы и изгибающий момент Х^\ 5^^ - перемещения в направленияхдействия дополнительных силовых факторов единичной величины Х^ = 1 (коэффициенты канонических уравнений), / = 1, 2, 3; 6^ - перемещения в тех же направлениях под действием внешних нагрузок (свободные члены каноническихуравнений).Симметричное нагружение рамы снимает один лишний фактор: Х^ = 0.Следовательно, 5i2 == §21 = О, 5i3 = 5з] = О, и система уравнений примет болеепростой вид:Х2522+Хзб2з + б2р = 0;Х 2 б з 2 + Х з 6 з з + 6зр = 0.Для плоских рам коэффициенты 6^^ и 5^ легко установить на основании правила Верещагина: для определения 5^^ необходимо площадь эпюры изгибающихмоментов Fj^ от дополнительного силового фактора Xj^ = 1 или внешних нагрузокFp умножить на ординату Mf эпюры от неизвестной единичной нагрузки подцентром тяжести этой площади и разделить на жесткость стержня, т.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
