МУ к ДЗ №1 (1245081), страница 2
Текст из файла (страница 2)
рис. 1.4) до центра кривошипнойголовки шатуна А.Для однокривошипных прессов, муфта которых установлена наглавном валу,J2 = KJкр ,(12)илиJ2 = KJмф .(13)Более точно момент инерции кривошипно-ползунного механизма может быть учтен при определении Aтр путем математическогомоделирования.Расчеты среднего радиуса трения RтрM по значению моментаMр и среднего радиуса трения по работоспособности RтрК ведутся по разным методикам для муфт с кольцевыми фрикционныминакладками и для муфт с фрикционными вставками.1.2.
Определение расчетного радиуса трения и размеровкольцевых фрикционных накладок многодисковых муфткривошипных горячештамповочных прессов1.2.1. Расчетный радиус трения муфты RтрMпо передаваемому моментуМомент трения муфты с кольцевыми накладками определяетсяинтегралом [1]:МтрZRнZRн= m dM = 2πm μqR2 dR,Rв(14)Rвгде Rн , Rв и R — наружный, внутренний и текущий радиусы поверхности трения на ведомом диске (рис.
1.6, где dF — площадькольцевой поверхности радиусом R); dM — элементарный моменттрения кольцевой поверхности радиусом R и шириной dR; q —удельное давление смежных дисков на радиусе R.В литературе по кривошипным прессам рекомендуется использовать формулу2Mтр = πq μm Rн3 − Rв3 .(15)310Рис. 1.6. Кольцевая накладка ведомого диска муфтыФормула (15) получена интегрированием уравнения (14) впредположении постоянства величины q по всей поверхностикольцевой накладки, что может иметь место только для началаприработки новых абсолютно жестких дисков. В короткий периодприработки дисков их линейный абразивный износ по радиусунакладки неравномерен, так как, чем больше радиус поверхностидиска, тем больше путь и работа сил трения.Для приработанных дисков линейный абразивный износ трущихся поверхностей не зависит от текущего радиуса и пропорционален произведению qR = Cк = const, тогда q = Cк /R.
Силасжатия дисков Q с учетом переменности величины q равнаQ=ZFqdF =ZRнRвCк2πRdR = 2πCк (Rн − Rв ) =R= 2πqR (Rн − Rв ) ,(16)где F — кольцевая площадь одной фрикционной накладки.Из формулы (16) следуетq=Q.2 πR (Rн − Rв )(17)Эпюра удельного давления q приведена на рис. 1.6.11Подставив выражение (17) в уравнение (14), с учетом формулы(6) получимRн + Rв(18)= mμQRср = mμQRтрM ,2т. е. расчетный радиус трения RтрM для муфт с кольцевыми накладками равен среднему радиусу Rср поверхности трения кольцевой накладки: RтрM = Rср [3].Выразим силу сжатия дисков Q через среднее удельное давление qср :2Q = π Rн2 − Rв2 qср = 2πqср δRтрM,(19)где δ — относительная ширина кольца трения,Мтр = mμQδ=(Rн − Rв )= 0,3 .
. . 0,6.RсрПодставив выражение (19) в уравнение (18) и решив его относительно RтрM , получимsMр.(20)RтрM = 32 πqср μm δ1.2.2. Расчетный радиус трения муфты RтрКпо показателю износаДля расчета среднего радиуса трения муфты необходимо уточнить, как определить величины Aтр и Fтр , входящие в базовуюформулу (7).Работа трения Aтр при включении муфты рассчитывается поформуле (8).Угловая скорость главного вала КГШПπnн.х,30где nн.х — число непрерывных ходов КГШП в минуту.Тогда уравнение (8) примет видωн.х =Атр =12J1 J2 π2 n2н.х.1800 (J1 + J2 )(21)(22)Суммарная площадь трения муфты с кольцевыми накладками(Rн + Rв ) (Rн − Rв )Fтр = πm Rн2 − Rв2 = 2πmRср=2Rср22= 2πmδRтрК.= 2πmδRср(23)Подставим выражение (23) в уравнение (7) и решим его относительно RтрК :sАтр nвклRтрК =.(24)2 πm δ [Kизн ]Для многодисковых муфт КГШП с кольцевыми накладками изферодо допустимое значение показателя износа [Kизн ] = 0,4 .
. .. . . 0,5 МДж/(м2 ∙ мин).1.2.3. Определение расчетного радиуса трения муфты Rтри размеров кольцевых накладокДля определения средних радиусов трения муфты RтрM иRтрК использованы формулы (20) и (24). Радиус RтрM получениз условия передачи муфтой момента Mр , а радиус RтрK — исходя из способности муфты длительно работать в режиме максимального числа одиночных ходов пресса. Наибольшее из двухзначений среднего радиуса трения является расчетным значением радиуса трения Rтр для муфт с кольцевыми накладками.
ЕслиRтрК > RтрM , то следует пересчитать значение qср при принятомрасчетном радиусе трения Rтр , равном RтрК , по формулеqср =Мр2 πμm δRтр(25)и определить силу сжатия дисков Q по формуле (19) при уточненном значении qср .Размеры кольцевых накладок определяют по приведенным ниже формулам. Относительную ширину кольцевой накладки рассчитывают по формулеδ=Rн − Rв;Rтр13расчетный радиус трения — по формулеRтр =Rн + Rв.2Совместное решение этих уравнений приводит к выражениямRн = Rтр (1 + 0, 5δ); Rв = Rтр (1 − 0, 5δ) .(26)1.2.4.
Последовательность выполнения домашнего заданияпо расчету муфты кривошипногогорячештамповочного прессаВ соответствии с заданным вариантом (табл. 1) выполнить домашнее задание в такой последовательности:1) определить номинальный момент пресса Mном расчетнымпутем по формуле (2);2) определить расчетный момент муфты Mр расчетным путемпо формуле (1);3) определить номинальный момент пресса Mном и расчетныймомент муфты Mр путем математического моделированияс помощью программного комплекса анализа динамическихсистем 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 расчетного моментов необходимо следовать инструкциям, содержащимся в документе «Доработка математической моделиКГШП» (выдает преподаватель);4) сравнить числовые значения момента Mр , полученные расчетным путем и путем математического моделирования.
Дляиспользования в дальнейших расчетах выбрать одно из полученных значений и обосновать выбор;5) определить средний радиус трения муфты Rтр.М по значению расчетного момента Mр с помощью формулы (20);140,16141310026rB , ммrB , ммrO , ммλλαном , градαном , градnн.х , мин−1−1rА , мм3, г4, а, в, г4, б56, а, б, г6, в7, а, б, в7, г89100,15rА , мм3, а, б, вinод.х , мин160r, мм25,01901802702601006,3Pном , МН1IПараметрНомерпараметра5,6209013140,160,1520023522534032512510II5,9188513140,160,1524028027040539015016III7,1187012130,160,1528033031547045517525IV6,7145012130,160,1532037536054052020040V8,3124012130,160,1537043041062060023063VI8,384011120,160,1538545043065062524080VII6,963611120,160,15400470450675650250100VIIIВариант задания по расчету муфты КГШП7,843210110,160,15420490470700675260125IX8,942810110,160,15480550530800780300160XТаблица 116mкр ∙ 1013Nдв , кВтnдв , об/мин1915002000,30,0590,280,2401,420,110,096I15002500,30,0940,380,3811,970,340,239II15003150,30,1530,520,6102,630,50,316III15004000,30,2470,700,9523,561,220,531IV10001600,30,3620,951,524,726,43,112V10001600,30,6281,292,475,1923,67,548VIVIIIIXX10002000,30,7421,523,057,6424,910002000,30,9481,763,858,8129,810002500,31,172,044,6710,2746,410002500,31,552,416,1912,1570,67,955 13,779 16,765 19,619VIIВариант задания по расчету муфты КГШПП р и м е ч а н и е.
Параметры 13–19 используются только при решении задач путем математическогомоделирования; mкр , mш , Jкр , Jш – массы, моменты инерции кривошипа и шатуна соответственно; LC –относительное расстояние центра масс С (см. рис. 1.4) шатуна от кривошипной головки А шатуна, LC = lC /l;Nдв – мощность двигателя; nдв – синхронная частота вращения двигателя (внесистемная единица)22, кг∙ м18Jш ∙ 10LC16−317, кг, кг∙м−3mш ∙ 10Jкр ∙ 101514, кг22, кг∙м−3−3−3Jмф ∙ 10Jм ∙ 101112−3, кг∙мПараметрНомерпараметраОкончание табл.
16) определить работу трения при включении муфты Aтр расчетным путем по формуле (22);7) определить работу трения при включении муфты Aтр путемматематического моделирования с помощью программногокомплекса анализа динамических систем ПА9;8) сравнить числовые значения работы трения при включениимуфты, полученные расчетным путем и путем математического моделирования. Для использования в дальнейших расчетах выбрать одно из полученных значений и обосноватьвыбор;9) определить средний радиус трения муфты по работоспособности RтрК с помощью формулы (24). При расчетах принятьчисло включений муфты nвкл равным паспортному числуодиночных ходов пресса в минуту nод.х (см.
табл. 1);10) сравнить полученные значения RтрM и RтрК и принять большее из них в качестве проектного значения расчетного радиуса трения муфты Rтр . Если RтрК > RтрM , то пересчитатьзначение среднего удельного давления qср по формуле (25),а силу сжатия дисков Q — по формуле (19) при уточненномзначении qср ;11) определить размеры кольцевых фрикционных накладок поформулам (26).При расчетах принять:• коэффициент запаса сцепления муфты kмф = 1,1;• коэффициент трения в кинематических парах кривошипноползунного механизма f = 0,03;• коэффициент трения между ведущими дисками и фрикционными поверхностями ведомых дисков μ = 0,35;• относительная ширина кольца трения δ = 0,3 .
. . 0,6;• допустимое среднее удельное давление на фрикционную поверхность из феродо qср = 0,5 . . . 0,6 МПа;• допустимое значение показателя износа для феродо [Kизн ] == 0,4 . . . 0,5 МДж/(м2 ∙ мин).Исходные данные для различных вариантов задания приведеныв табл. 1.171.3. Определение расчетного радиуса трения и числафрикционных вставок муфт листоштамповочныхпрессов1.3.1. Средний радиус трения муфты RтрM по передаваемомумоментуДля муфт с фрикционными вставками сила сжатия дисковQ = nFвст qср ,(27)где n — число вставок; Fвст — площадь вставки.Наиболее часто применяют овальные вставки (рис. 1.7), у которых lвст и rвст — соответственно длина и радиус вставки.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
