Учебник - КШО - Живов (1031225), страница 98
Текст из файла (страница 98)
§ 3.6). Контактные напряжения должны быть меньше соответствующих533РазделVL АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯКШМдопускаемых, определенных с учетом коэффициента безопасности и коэффициента нагрузки (см. § 3.6).Проектированиемуфт и тормозовРасчеты, связанные с проектированием муфт и тормозов, рассмотрим на примере листоштамповочного пресса двойного действия К460. Пресс имеет муфту(см.
рис. 24.14) с двумя ведомыми и двумя ведущими дисками. Функции ведущихдисков выполняют нажимной диск и маховик, являющийся корпусом муфты.Фрикционные элементы представляют собой накладки из ферродо с наружным ивнутренним диаметрами 0,34 и 0,22 м соответственно. Рабочая площадь каждогофрикционного элемента F = 0,0528 м^ начальное расстояние между элементамифрикционных пар принято равным 1 мм, действующее значение диаметра пневмоцилиндра муфты составляет 175 мм, давление воздуха в пневмосистеме - 0,5 МПа.В модели пресса (см. рис.
24.15) муфта представлена элементами фрикционных пар FRM1, FRM2, FRM3, FRM4, образованных нажимным, ведущим,двумя ведомыми дисками и корпусом муфты (модель фрикционной пары муфтыи тормоза FRMT); шлицевые соединения дисков с ведущими и ведомыми частями - элементами ШЛ. СОЕД. ВДЩ. ДИСКА, ШЛ. СОЕД. ВДМ. ДИСКА (модельSHLITC); пневмосистема, включающая пневмоцилиндр - элементами CLPN (модель CLPN) и источник сжатого воздуха - элементами КОМПР.
(модель RTPN);тормоз - элементом ТОРМОЗ (модель TORMOZ); технологическая сила - элементом ТЕХН. НАГР. (модель TNGK).Расчетный и максимальный моменты муфты. В модели фрикционной парымуфты и тормоза FRMT вычисляются фактический момент трения и максимальный момент, который может создать фрикционная пара. Оба момента определяютсякак расчетные переменные и выводятся с помощью универсальных индикаторов.На рис.
24.20 показаны полученные моделированием результаты расчета фактических и максимальных моментов трения каждой фрикционной пары муфтыдля работы пресса в режиме одиночных ходов.Как видно на полученных графиках, максимальные моменты трения, с однойстороны, и фактические моменты трения - с другой, крайне мало отличаютсямежду собой. Максимум фактического момента имеет место при t = 32,89 с и равен 477,29 Н м , тогда как максимально возможный момент при этом составляет527,62 Н м .Согласно формуле (5.24), коэффициент запаса муфты по моменту (З^^уф = 1,1054,что соответствует действующим рекомендациям (см.
§ 5.2). При необходимоститребуемое значение коэффициента запаса можно обеспечить изменением, например, диаметра цилиндра муфты.Расчетное давление фрикционного материала. В модели фрикционной парымуфты и тормоза FRMT осевая сила контактного взаимодействия дисков вычисляется как расчетная переменная и выводится с помощью универсального индикатора.534Рис. 24.20. Результаты расчета фактических и максимальных моментов тренияфрикционных пар муфты пресса К460 (а) и увеличенное изображение элемента / (б)1-:^ЩЩ^Х=!0 002^'0 002-|0 002.,0 002'>i 50000;'50000-|50000,5000010 625•0 5;'0 5СИГИ;ЯЛ УПРАВЛ МУФТОЙДАВЛЕНИЕ В РЕСИВЕРЕ 'Г~т- ДАВЛЕНИЕ е ЦИЛИНДРЕ МУФТЫiPKI''РК2MilMlXIHUIJiMl^шш[веяЕязявеп,РМлЦ^ВПЕНИе в ЦИЛИНДРЕ МУФТЫУДАВЛЕНИЕ В ЦИЛИНДРЕ МУФТЫ-,'ДАВЛЕНИЕ В РЕСИВЕРЕПеременнаяTimeРК1РК2Вариант 125 810677 9210677 64-1-0 002.'-О 002-:;-о.оо2-i-0 002=iO;'о°;о,0-1-0 625'='0 475:'0 475^!HfeS.6iL•?':'-f-iT]me|rк^ШМХSM1 /- ••:3?°\^s#sS^^^i -':--:' 2С||^Д^^6__^^а8^ш|но2^SM2/-,SM3•SM4"•РИ1'Рк2!РКЗ.РК4-UOCJО 00:,-0 0021-0 002^isMl^?fe^^^SLРис.
24.21. Результаты расчета осевых сил контактного взаимодействия фрикционных пармуфты пресса К460 в момент времени г = 25,8 с (а) и в интервале / = 25,31 ...25,364 с (б)г л два 24, Проектирование кузнечно-штампоеочных машинНа рис. 24.21, а показаны полученные моделированием графики: РК1 - РК4сил контактного взаимодействия фрикционных пар 30, 28, 26, 25 (соответственно см.
рис. 24.14) и SM1 - SM4 перемещения дисков относительно друг другапри включении муфты. Их анализ показывает, что при полностью включенноймуфте {t = 25,8 с) осевые силы контактного взаимодействия фрикционных паримеют незначительные отличия и для пары FRM4 (график РК4) эта силаР = 10677,92 Н. Тогда распределенная силаq =P/F = 10677,92:0,0528 = 0,202 МПа,что допустимо для фрикционного материала ферродо (см. § 5.2).На рис. 24.21, б приведены результаты моделирования в интервале времениt = 25,31 ...25,364 с. Как видно на полученных графиках, смыкание дисков носитударный характер.
Имеют место четыре удара во фрикционных парах, связанныхс первичными смыканиями дисков, и несколько ударов, обусловленных их отскоками друг от друга. После ударов нарастание контактной силы определяетсяростом давления в полости пневмоцилиндра 31 (см. рис. 24.14). Максимальнаясила контактного взаимодействия фрикционных элементов имеет место в пареFRJVI4 и равна Р= 19928,58 Н. Расчетное контактное напряжение фрикционногоматериала в этом случаеq = P/F = 19928,58 :0,0528 = 0,377 МПа,что превышает допускаемое давление для фрикционного материала ферродо,равное 0,2...0,3 МПа (см. § 5.2) с соответствующими отрицательными последствиями для долговечности накладок.Показатель износа фрикционных элементов муфты. В модели фрикционной пары муфты и тормоза FRMT потери энергии на трение вычисляются как расчетная переменная и выводятся с помощью универсальногоиндикатора. Потери энергии на трение определяются в процессе моделирования по итогам выполненной части и сами являются переменной величиной.Следует принимать во внимание разность потерь энергии для моментов начала и окончания включения муфты.
Потери энергии во фрикционных элементах за первый цикл работы пресса составили, Дж: 786,69 для элементаFRM1; 653,95 для элемента ¥RM2; 639,14 для элемента FRM3 и 579,47 дляэлемента FRM4. Показатель износа К^^^^ определяется по формуле2^3где а^ - коэффициент, зависящий от условий нагружения муфты; Е - потериэнергии во фрикционном элементе за одно включение; р^ - коэффициент использования числа ходов,/?^ = 0,67; п - число ходов пресса в минуту.537РазделVI. АВТОМЛ ТИЗАЦИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ КШМПоказатель износа А^^зн определялся для элемента FRMl, имеющего паи-,большие потери энергии. При этом принято а^ = 1, поскольку его отличие отединицы учитывается процессом моделирования. Тогда786,69-15-0,67 ^ ^ ^ , ^ , , ^ /, 2— = 0,0749 МДж/(м^ • мин).2-0,0528'Допустимое для фрикционных элементов из ферродо значение показателяизноса составляет 0,4...0,5 МДж/(м мин).Расчетом учитывается фактическое изменение момента, передаваемогомуфтой при ее работе, а также работа двигателя во время включения муфты.Время цикла работы пресса в режиме одиночных ходов.
При работепресса в режиме одиночных ходов в цикле его работы имеются период разгона ведомых частей при включении муфты и период торможения при включении тормоза. Во время этих периодов скорость ведомых частей меньше ихскорости на соответствующих этапах цикла работы пресса в режиме автоматических ходов. Поэтому время цикла работы пресса в режиме одиночныхходов будет больше времени цикла работы пресса на автоматических ходах,что снижает производительность пресса. Определить увеличение временицикла в режиме одиночных ходов можно путем моделирования работы пресса в обоих режимах. По результатам моделирования двух циклов работыпресса К460 в режиме автоматических ходов время второго цикла работыпресса составило 4,04 с, тогда как время одного цикла работы пресса, определенное по результатам моделирования работы пресса в режиме одиночныхходов, равно 4,38 с. Таким образом, переход от режима автоматических ходов к режиму одиночных ходов увеличивает время цикла работы прессана 4,38-4,04 = 0,34 с.Расчеты для тормозов выполняются аналогично расчетам муфт и сводятсяк вычислению давления фрикционного материала, обеспечивающего требуемыезначения углов торможения (см.
§ 5.2), и определению показателя износа фрикционных элементов.К,,„ =ПроектированиеглавногоприводаВыбор электродвигателя и маховика. В основе существующих методикрасчета мощности двигателя и момента инерции маховика лежит метод эквивалентного тока. Однако в связи с трудностью его прямой реализации при традиционных методах расчета применяют косвенные способы оценки нагрева двигателяглавного привода, например по неравномерности вращения двигателя.
Математическое моделирование позволяет отказаться от косвенных способов такой оценкии решать задачу выбора мощности двигателя и момента инерции маховика на основе прямого применения метода эквивалентного тока.538Глава24. Проектирование кузиечио-штамповочныхмаишиВыбор электродвигателя и маховика рассмотрим на примере листоштамповочного пресса двойного действия К460 (см.
рис. 24.16) с асинхронным двигателем главного привода 4А13284УЗ (7,5 кВт, 1440 об/мин.) и моментом инерциимаховика 47 к г м " с использованием математической модели (см. рис. 24.15).Для решения задачи в модели пресса должны быть представлены двигательглавного привода, маховик, технологическая нагрузка. Кроме того, для полноценного учета затрат энергии при работе пресса в модель следует включить всеэлементы, которые являются источниками или причиной этих затрат: элементы, при работе которых возникают силы трения (подшипники, шарниры, направляющие, зубчатые и фрикционные передачи, фрикционные муфты и тормоза и пр.), упругие элементы, преобразователи входной энергии. В моделипресса (см. рис. 24.14) из упомянутых элементов имеются: двигатель главногопривода /; маховик 3\ клиноременная передача 2; муфта с элементами фрикционных пар 25, 26, 28, 30 и шлицевых соединений 27, 29', пневмоцилиндр 3J;тормоз 34; быстроходная зубчатая передача 4; тихоходная зубчатая передача 5;подшипники и шарниры 21, 24 и др.; направляющие вытяжного 22 и прижимного 23 ползунов; технологическая сила (см.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
