Учебник - КШО - Живов (1031225), страница 96
Текст из файла (страница 96)
рис. 24.7). Для расчета допускаемой силы на ползуне по прочности зубчатой передачи будем использовать модель, приведенную на рис. 24.8, котораясодержит элемент ZP (модель зубчатого эвольвентного внешнего зацепленияZACPCN).Модель ZACPCN дает возможность определить допускаемую силу на ползуне по прочности зубчатой передачи. Для расчета этой силы, как и при расчетедопускаемой силы на ползуне по усталостной прочности коленчатого вала, введем постоянную нагрузку на ползуне, равную номинальному усилию пресса инаправленную вверх. Приложение постоянной нагрузки воспроизводится с помощью модели источника фазовой переменной типа потока (элемент TN). В полюсах модели ZACPCN на каждом шаге интегрирования вычисляются радиальные силы и крутящие моменты в виде фазовых переменных типа потока.
Приэтом учитываются упругие свойства контакта зубьев, силы трения в зацеплении,их распределенность по длине рабочей части линии зацепления, изменения на519РазделVLЛВТОМАТИЗАЦИЯПРОЕКТИРОВАНИЯКШМправлений сил и моментов при реверсировании передачи, возможные радиальные перемещения центров шестерни и элементов.В модели ZACPCN определяются нормальные напряжения изгиба зубьевшестерни и колеса и контактные напряжения (см.
§ 3.6). При использовании в качестве деформирующей силы Ро номинального усилия пресса определяютсязапасы усталостной прочности на изгиб зубьев шестерни и колеса и контактнойвыносливости с учетом значений a_i/, [Он], ФО(Ф)? ф'? ^ном, К, вводимых в качествепараметров модели.Допускаемая сила на ползуне пресса по каждому виду прочности зубчатойпередачи определяется как расчетная переменная путем умножения номинальной силы пресса на вычисленный запас прочности и деления на требуемый запаспрочности, вводимый как параметр.Графики допускаемой силы на ползуне, рассчитанные по прочности зубчатой передачи при моделировании на угле поворота коленчатого вала от О до 90°,приведены на рис.
24.12.На рис. 24.13 показаны графики допускаемой силы на ползуне пресса К460,построенные с учетом представленных на рис. 24.9 и 24.12 данных. На рис. 24.12и 24.13 обозначены: PDFSH, PDFK - графики допускаемой силы на ползуне, рассчитанные по изгибной прочности зуба шестерни и колеса соответственно; PDH график допускаемой силы на ползуне, определенный по контактной выносливостиРис.
24.12. Графики допускаемой силы на ползуне по прочности зубчатой передачи,полученные при моделировании на угле поворота коленчатого вала от О до 90°520г л ава 24. Проектирование кузнечно-штамповочных машинKV k4G0 ; DynemiiSHS' ШыттьOfiHtj -"У?Й^'Шк:?'^'''^"?3-'^^^€м'Рис. 24.13. Обобщенные графики допускаемой силы на ползуне пресса К460зубчатой передачи; PDC - график допускаемой силы на ползуне, рассчитанный попрочности цапфы коленчатого вала; Р^^^ - номинальное усилие пресса.Согласно полученным результатам, допускаемая сила на ползуне на разныхучастках графика определяется номинальным усилием пресса, прочностью цапфы коленчатого вала и изгибной прочностью колеса зубчатой передачи.Поскольку зубчатая передача открытая, при построении графика допускаемойсилы на ползуне не принят во внимание график PDH.
Степень учета различныхфакторов при расчете допускаемой силы на ползуне по прочности зубчатой передачи факторов такой же, что и при расчете допускаемой силы по прочности коленчатого вала.Расчет валов, подшипников, зубчатых передач кривошипных прессов.В качестве примера рассмотрим листоштамповочный пресс двойного действияК460 с номинальной силой 0,63 МН, полным ходом вытяжного ползуна 0,4 м и числом ходов в минуту 15. Его кинематическая схема показана на рис.
24.14. Особенностью пресса является привод прижимного ползуна от кулачкового механизма.Топология пресса (рис. 24.15) представлена во фрагментах: «Привод», «Исполнительный механизм вытяжного ползуна», «Исполнительный механизм прижимного ползуна», «Система управления». Соответствие элементов кинематической схемы элементам топологии показано в табл. 24.6.52124325 2627 28 2930 31 32 33 3435Рис. 24.14. Схема листоштамповочного пресса двойного действия К460:1 - двигатель; 2 - клиноременная передача; 3 - маховик; 4 - быстроходная зубчатая передача; 5 - тихоходная зубчатая передача;6 - кривошипная головка шатуна; 7 - кривошип; 8, 9 - подшипниковые опоры; 10 - коромысло; 77, 72, 16, 20 - шарнирымеханизма привода прижимного ползуна; 13 - шатун; 14 - серьга; 15 - кулачковый механизм привода прижимного ползуна;77 - подшипник ролика кулачкового механизма; 18 - ползун ролика кулачкового механизма; 19 - шатун прижимного ползуна;21 - ползунная головка шатуна; 22 - вытяжной ползун; 23 - прижимной ползун; 24, 35 - подшипники приводного вала; 25, 26, 28,30 - фрикционные пары муфты; 27, 29 - шлицевые соединения ведущих дисков; 31 - пневмоцилиндр муфты; 32 - приводной вал;33 - шестерня быстроходной зубчатой передачи; 34 - тормоз; 36, 37 - шлицевые соединения ведомых дисковГлава24.
Проектирование кузнечно-штамповочныхмашинМоделирование работы пресса осуществляется в два периода - разгон маховика и один или несколько циклов работы пресса. На рис. 24.16 показаны результаты моделирования одного цикла работы пресса.Р а с ч е т в а л а . Для выполнения расчета в модели пресса необходимо представить сам вал, его подшипниковые опоры и нагружающие элементы. Вал моделируется однородными участками, расположенными между его опорами и нагружающими элементами. В качестве примера рассмотрим расчет приводноговала (материал - сталь 40Х) пресса К460 (см. рис.
24.14, сечение .4-^).Нагружающими элементами являются клиноременная передача, маховик,являющийся ведомым шкивом клиноременной передачи, и быстроходная зубчатая передача. Вал выполнен двухопорным на подшипниках качения, размещенных на его концах.В модели пресса вал 32 (см. рис. 24.14) представлен тремя участками:1) между левой подшипниковой опорой 24 (сечение I-I) и маховиком 3 (сечение II-II) - элемент УЧАСТОК ВАЛА 1;2) между маховиком и шестерней 33 (сечение III-III) быстроходной зубчатой передачи 4 - элемент УЧАСТОК ВАЛА 2;3) между шестерней быстроходной зубчатой передачи и правой подшипниковой опорой 35 (сечение IV-IV) - элемент УЧАСТОК ВАЛА 3.Элементы УЧАСТОК ВАЛА 1 - УЧАСТОК ВАЛА 3 представлены модельюоднородного цилиндрического участка вала FRVL, а нагружающие вал элементы следующим образом:клиноременная передача 2 - элементом КРП (модель KLRMP);маховик 3 - элементами МАХОВИК (модель маховой массы М) и МАССАИ СИЛА ТЯЖ.
МАХ. (модель инерционной и тяготеющей массы MV);зубчатая передача 4 - элементом БЫСТРОХ. ЗУБЧ. ПЕРЕД, (модельZACPCN);подшипниковые опоры 24 w 35 - элементами ПОДШ. 1 и ПОДШ. 2 (модельSHARN2);тормоз 34 - элементом ТОРМОЗ (модель TORMOZ).Таким образом, в модели пресса воспроизводится нагружение вала силойнатяжения ветвей клиноременной передачи, силой тяжести маховика, нормальными силами и силами трения в зубчатой передаче, а также моментами этих сил,реакциями подшипниковых опор и моментами трения в них, динамическим моментом маховика при его замедлении, моментом торможения. При этом в полюсах модели FRVL вычисляются в виде фазовых переменных типа потокапоперечные силы, изгибающие и крутящие моменты, осевые силы сжатия.
В модели FRVL по формулам (3.22) и (3.25) определяются нормальные и касательные напряжения, средние напряжения цикла (от действия осевых силсжатия растяжения и поперечных сил) и амплитуды напряжений (от изгибающихи крутящих моментов), эквивалентные нормальные и касательные напряжения.523itrШ.\:Щ}»«;. t*M№?» п.й^е г fmг||)**д« мзмш^ааи^е^йш^?Щ1дбйст!». моб«да 6 Й1^щ ?йм1^Щшейстб,fetcsM&is9 f-чРй Рйьй|Щй£йсгй, кт/ен^ * fft#»sf ftiwe^i£0^j».mimm9k^ifmM•щ1тщрк mi»m t тт^ш tЩ^р№Шн *нр»ш в mmffmif l i l n o i ^ f и jHf»№4 в riftyfrmia||||пот|!=ги шшт i rift?f f«w-4Рис.
24.15. Топология листоштамповочного пресса двойного действия К460Таблица 24.6. Соответствие элементов кинематической схемы элементам топологии для пресса модели К460Позиция нарис. 24.14Элемент12Двигатель асинхронныйКлиноременная передача3Маховик456789Быстроходная зубчатая передачаТихоходная зубчатая передачаКривошипная головка шатунаКривошипПодшипниковая опора коленчатого валаПодшипниковая опора коромысла10Коромыслои, 12, 16,21131415171819\ 20Шарнир механизма привода прижимного ползунаШатунСерьгаКулачковый механизм привода прижимного ползунаПодшипник ролика кулачкового механизма приводаприжимного ползунаПолзун ролика кулачкового механизма в направляющихШатун прижимного ползунаПолзунная головка шатунаОбозначение элемента(ов)на топологииDVКРПМАХОВИК, МАССА И СИЛАТЯЖ.
МАХ.БЫСТРОХ. ЗУБЧ. ПЕРЕД.ТИХОХ. ЗУБЧ. ПЕРЕД.КРИВОШ. ГОЛ. ШАТУНАКРИВОШИПОПОРА КРИВОШИПАОПОРА КОРОМЫСЛАПЛЕЧО 1 КОРОМЫСЛА, ПЛЕЧО 2КОРОМЫСЛАШАРНИР 3, ШАРНИР 2,ШАРНИР 1ШАТУНСЕРЬГАКУЛАКИмяпривлеченноймоделиDVAKLRMPМ,МУZACPCNRDNSHARN2BALKA2SHARN2SHARN2BALKA2SHARN2BALKA2BALKA2KULMDПОДШ. РОЛИКАSHARN2ПОЛЗУН РОЛИКАNPRШАТУН ПРИЖИМН. ПОЛЗУНАПОЛЗ. ГОЛ. ШАТУНАBALKA2SHARN2Окончание табл. 24.6Позиция нарис. 24.14Элемент2324, 3525, 26, 28, 30Вытяжной ползун в направляющих прижимногоползунаПрижимной ползун в направляющихПодшипник приводного валаФрикционные пары муфты27,29Шлицевые соединения ведущих дисков31Пневмоцилиндр муфты32Приводной вал3435ТормозПодшипник приводного вала36, 37Шлицевые соединения ведомых дисков~-Пружины муфтыПодводящая головка муфтыРесиверИсточник сжатого воздухаВыход в атмосферуЭлемент задержки включения муфтыЭлемент задержки включения тормозаСтанинаТехнологическая сила221-1 ~111 ~1-Обозначение элемента(ов)на топологииВЫТЯЖН.
ПОЛЗУНПРИЖИМЫ. ПОЛЗУНПОДШ. 1FRM1, FRM2, FRM3, FRM4ШЛ. СОЕД. ВДЩ. ДИСКА 1,ШЛ. СОЕД. ВДЩ. ДИСКА 2CLPNУЧАСТОК ВАЛА 1, УЧАСТОКВАЛА 2, УЧАСТОК ВАЛА 3ТОРМОЗПОДШ. 2ШЛ. СОЕД. ВДМ. ДИСКА 1,ШЛ. СОЕД. ВДМ. ДИСКА 2ПР.ПОДВОД. ГОЛОВКАRSVRКОМПР.ATM. 1,АТМ.2ZDMZDTСТАНИНАТЕХН. НАГР.ИмяпривлеченноймоделиNPRNPRSHARN2FRMTSHLITCCLPNFRVLTORMOZSHARN2SHLITCКRP32PNRSVRRTPNRTPNZDZDКTNGKРазд ел VL АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ КШМРис. 24.16. Результаты моделирования одного цикла работы пресса К460По формуле —г = —т + —т (см.
§ 3.5) рассчитывается запас прочности. Всеуказанные вычисления выполняются на каждом шаге интегрирования для сечений вала, соответствующих каждому его концу. В связи с непостоянством нагружения вала в течение цикла работы пресса вычисляется эквивалентный запаспрочности. Он определяется в процессе моделирования по итогам выполненнойего части и сам является переменной величиной. Во внимание следует принимать значения эквивалентного запаса прочности в конце любого цикла работыпресса. Для исключения влияния нестационарной части работы пресса, например периода разгона маховика, вычисление эквивалентного запаса прочностиначинается в фиксированный момент модельного времени, значение котороговводят как один из параметров модели FRVL. Его значение можно приниматьравным времени начала первого цикла работы пресса.Эквивалентные запасы прочности вычисляются для каждого конца участкавала как расчетные переменные и выводятся с помощью универсальных индикаторов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
