 |
Основные технологические параметры пресса однокривошипного простого действия двухстоечного ненаклоняемого КД2114А
|
|
|
|
Обрезной однокривошипный закрытый пресс усилием 16 МН
Руководитель:
Автор проекта
Проект защищен
с оценкой:
«___»_________200г.
АННОТАЦИЯ
Обрезной однокривошипный закрытый пресс усилием 16 МН –, 2005, 48 с., 22 ил. Библиография литературы – 6 наименований, 3 чертежа формата А1.
В расчетно-пояснительной записке к курсовому проекту приведены техническая характеристика и кинематическая схема обрезного однокривошипного закрытого пресса усилием 16 МН, на основе которой объясняется их устройство и принцип работы. Приведены расчеты кинематических параметров пресса и результаты статического расчета сил, действующих на кривошипно-ползунный механизм. Выполнен прочностной расчет основных узлов конструкции пресса. Определены энергетические затраты, мощность электродвигателя и момент инерции маховика. В графической части проекта представлены чертежи общего вида пресса и двух узлов – ползун-шатун и муфта
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1 Техническая характеристика обрезного однокривошипного закрытого пресса
2 Описание устройства и принцип работы
3 Определение основных размеров главного вала эксцентрикового типа
4 Кинетостатический расчет
4.1 Кинематический расчет
4.2 Статический расчет
5 Расчет привода
5.1 Расчет затрат энергии приводом
5.2 Расчет клиноременной передачи
6 Расчет узла муфта-тормоз
6.1 Расчет муфты
6.2 Расчет тормоза
7 Расчет станины на прочность
8 Расчет цилиндрической зубчатой передачи на прочность
9 Расчет приводного вала
10 Расчет узла ползун-шатун на прочность
10.1 Расчет шатуна
10.2 Расчет ползуна
10.3 Расчет направляющих
10.4 Расчет уравновешивателя
|
|
|
10.5 Расчет пальца
Список используемой литературы
Заключение
Приложение
В ВЕДЕНИЕ
Технологические машины для разделительных операций применяют как для резки заготовок под последующую штамповку, так и для получения готовых изделий и полуфабрикатов из металлического листа; рулона; сортового проката круглого, прямоугольного, квадратного профилей; специального проката фигурного профиля и штампованных полуфабрикатов.
Большая часть прессов для разделительных операций в штампах имеет ряд общих признаков и отличается от универсальных прессов небольшой закрытой высотой и ее регулировкой, наличием в ряде случаев специальных устройств прижима заготовки и противодавления, средств автоматизации технологических процессов, средств подготовки материала под технологический процесс (правильные валки, смазочные устройства и т. п.).
Экономически эффективнее использовать непосредственно предназначенные для разделительных операций машины, лучше противодействующие динамическим нагрузкам. Применение таких машин взамен универсальных листоштамповочных прессов дает возможность резко снизить уровень шума и вибрации, повысить производительность труда, уменьшить затраты на изготовление, ремонт и обслуживание оборудования, повысить качество изделий.
1. ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА пресса однокривошипного простого действия двухстоечного ненаклоняемого КД2114А
Техническая характеристика пресса однокривошипного простого действия двухстоечного ненаклоняемого КД2114А приведена в таблице 1.
Таблица 1
Основные технологические параметры пресса однокривошипного простого действия двухстоечного ненаклоняемого КД2114А
| № | Наименование параметра | Размерность | Величина | ||||||||
| 1 | Номинальное усилие | кН | 25 | ||||||||
| 2 | Ход ползуна
| наибольший | мм | 36 | |||||||
| наименьший | 4 | ||||||||||
| 3 | Число ходов ползуна
| непрерывных | ход/мин | 200; 250; 315; 400. | |||||||
| одиночных | 50 | ||||||||||
| 4 | Наибольшее расстояние между столом и ползуном при его нижнем положении при наибольшем ходе | мм | 180 | ||||||||
| 5 | Расстояние от оси ползуна до станины (вылет) | мм | 100 | ||||||||
| 6 | Расстояние между стойками станины в свету | мм | 90 | ||||||||
| 7 | Величина регулировки расстояния между столом и ползуном | мм | 32 | ||||||||
| 8 | Толщина подштамповой плиты | мм | 36 | ||||||||
| 9 | Угол наклона станины | град | _ | ||||||||
| 10 | Размеры стола | слева-направо | мм | 280 | |||||||
| спереди-назад | мм | 180 | |||||||||
| 11 | Размеры отверстия в столе | слева-направо | мм | _ | |||||||
| спереди-назад | мм | _ | |||||||||
| диаметр | мм | 90 | |||||||||
| 12 | Размеры ползуна | слева-направо | мм | 120 | |||||||
| спереди-назад | 100 | ||||||||||
| 13 | Размеры отверстия в ползуне | диаметр | мм | 25Н8 | |||||||
| глубина | мм | 50 | |||||||||
| 14 | Максимальный ход выталкивателя в ползуне | мм | 5 | ||||||||
| 15 | Высота стола над уровнем пола | мм | 800 | ||||||||
| 16 | Наибольшая площадь среза | при | мм | 50 | |||||||
| при | 40 | ||||||||||
| при | 33,3 | ||||||||||
| 17 | Технологическая работа | при непрерывных ходах | кгс см | 0,7 | |||||||
| при одиночном ходе | 1,4 | ||||||||||
| 18 | Приводные ремни | тип |
| клиновой | |||||||
| Размер по ГОСТ 1284-68 | А-1800Ш | ||||||||||
| количество | 1 | ||||||||||
| 19 | Электродвигатель главного привода | тип |
| 4АА63В4 | |||||||
| мощность | кВт | 0,37 | |||||||||
| частота вращения |
| 1370 | |||||||||
| 20 | Габаритные размеры пресса: слева-направо | мм | 780 | ||||||||
|
| спереди-назад | мм | 850 | ||||||||
| высота | мм | 1640 | |||||||||
| 21 | Масса пресса | кг | 450 | ||||||||
2. ОПИСАНИЕ УСТРОЙСТВА И ПРИНЦИП РАБОТЫ
Пресс однокривошипный простого действия двухстоечный ненаклоняемый КД2114А:
От электродвигателя 1 крутящий момент передается через шкив 2 и клиноременную передачу 3 маховику 4, который находится в шарикоподшипниках 5 через муфту-тормоз 7 к главному валу 6. Главный вал опирается на роликовые подшипники 8. На валу установлена эксцентриковая втулка 9, входящая в зубчатое зацепление с шатуном 15 (шатун регулируемой длины, регулировка осуществляется с помощью винта 11) с помощью гайки 10. Ползун 12 соединён с шатуном через сферическую головку. 13–планка выталкивателя, 14–упор выталкивателя, 16–призматические направляющие ползуна.
Рисунок 1 – Кинематическая схема пресса однокривошипного простого действия двухстоечного ненаклоняемого КД2114А.
|
|
|
3. КИНЕМАТИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ ИСПОЛНИТЕЛЬНОГО МЕХАНИЗМА
Для расчета зададимся исходными данными:
Нахождение законов движения исполнительного механизма сводится к построению графиков:
Закон перемещения [2]:
 ,
| (1) |
где  - радиус кривошипа,
 - коэффициент шатуна,
 - угол поворота кривошипа.
|
Коэффициент шатуна 
для кривошипных универсальных простого действия с регулируемым ходом прессов находится в интервале 
, принимаем 
[3].
Радиус кривошипа рассчитывается по формуле (2):
 ,
| (2) |
.
Длина шатуна рассчитывается по формуле (3):
 ,
| (3) |
,
Принимаем 
.
Закон изменения скорости:
 ,
| (4) |
где 
|
Закон изменения ускорения:
 ,
| (5) |
Графики приведены на рисунках 3, 4,5 Результаты расчетов в таблице 2.
Рисунок 3 – График перемещения
Рисунок 4 – График скорости
Рисунок 5 – график ускорения
РАСЧЁТ ГЛАВНОГО ВАЛА
4.1 Определение основных размеров главного вала
Определим исполнительные размеры главного вала:
Исходя из производственного опыта, примем 
.
.
.
.
.
Принимаем 
, 
.
Эксцентрицитет втулки определим по формуле [3]:
 ,
| (6) |
При выборе эксцетрикового вала необходимо проверить диаметр эксцентрика 
на условие отсутствия подрезки вала в месте перехода эксцентрика в коренные шейки:
Эскиз главного вала представлен на рисунке 6.
Рисунок 6– Эскиз главного вала
4.2 Статический расчет исполнительного механизма
Для эксцентриковых валов применяют улучшенную сталь 45
.
По формуле (7) определяем относительный крутящий момент 
, [2]:
 ,
| (7) | |
где  - относительное плечо идеального механизма, м;
 - относительное плечо сил терния, м.
|
| |
 ,
| (8) | |
| где | ||
- коэффициент трения, 
.
.
Относительное плечо идеального механизма рассчитывается по формуле (9), [2]:
|
|
|
 .
| (9) |
Усилие деформации 
,действующее по ползуну рассчитывается по формуле (10), [3]:
 ;
 ;
| (10) |
где  − коэффициент запаса прочности, [3],
 − коэффициент эквивалентной нагрузки, [3],
 − коэффициент концентрации напряжений при изгибе, [3],
 − коэффициент концентрации касательных напряжений [3],
 − масса муфты в сборе с маховиком
 −предел выносливости при изгибе.
|
Для определения крутящего момента на главном валу воспользуемся формулой (11), [2]:
 .
| (11) |
Рисунок 7 – График приведенного плеча силы
Рисунок 8 – График усилия деформации
Рисунок 9 – График крутящего момента
5. РАСЧЕТ УЗЛА ШАТУН ─ ПОЛЗУН
5.1 Расчет шатуна
Шатун является ответственным элементом пресса, посредством которого осуществляется передача усилия со стороны ползуна на коленчатый вал. Чугунные шатуны дополнительно рассчитываются в сечении I-I.
Сжимающее напряжение:
 и 
| (12) |
где  - площадь регулировочного винта;
 - диаметр регулировочного винта;
 - площадь проточки под винт в шатуне.
|
Рисунок 10 − Эскиз шатуна
и 
Кроме сжимающих нагрузок шатун воспринимает изгибающий момент:
 ,
| (13) |
где  - расстояние от оси малой головки до опасного сечения
|
Напряжение от изгиба:
 ,
| (14) |
где  - момент сопротивления изгибу сечения.
|
Момент сопротивления изгибу сечения:
 и  .
| (15) |
и 
Напряжение от изгиба:
Результирующее напряжение в сечении:
 .
| (16) |
Для шатунов универсальных прессов: стальной винт (сталь 45) 
и чугунный шатун (СЧ 25) 
. Шатун удовлетворяет условию.
У шатунов регулируемой длины дополнительно проверяется резьба на смятие и изгиб.
Напряжение смятия резьбы:
 ,
| (17) |
где  - число витков;
 - коэффициент, учитывающий неравномерность
распределения нагрузки по виткам;
 - шаг резьбы.
|
Напряжение изгиба витков резьбы:
 ,
| (18) |
где  - коэффициент толщины витка.
|
Для шатунов из чугуна СЧ 25 
, 
. Шатун удовлетворяет условию.
Рисунок 10− резьба шатуна
5.2 Расчет ползуна
5.2.1 Расчет направляющих ползуна
Хорошая работа кривошипной машины во многом зависит от правильной конструкции узла, в котором крепится инструмент, от правильной конструкции ползуна и его направляющих.
, т. к. расчет ведется для случая 
.
Сила, приложенная со стороны ползуна к направляющим (см. рисунок 11) [1 стр. 33]:
Рисунок 11 – Эскиз направляющих
 ,
| (19) |
.
Сочленение ползуна с шатуном посредством шаровой головки:
|
|
|
 ,
| (20) |
где  – длина направляющих ползуна,  ;
 – от оси малой головки до верхней кромки ползуна,
 ;
 ,
 ,
 .
|
.
.
.
.
Удельные усилия на направляющие:
а) от силы 
:
 ,
| (21) |
где  – ширина направляющих,  ;
|
.
б) от момента 
:
 ,
| (22) |
Суммарное удельное усилие:
 ,
| (23) |
.
Максимальное удельное усилие в основном определяет износ направляющих, поэтому это усилие необходимо сравнивать с допускаемым удельным усилием. Перекос ползуна зависит от величины 
. Чем больше эта составляющая удельного усилия, тем больше износ по краям направляющих и тем больше возможный перекос ползуна.
Наибольшее допускаемое удельное усилие 
для бронзовых планок (Бр. О5Ц5С5) составляет 
, условие выполняется.
Отношение:  ,
| (24) |
где  .
|
.
− условие выполняется.
Расчет ползуна
Хотя в быстроходных кривошипных прессах ползун испытывает удар при соприкосновении с заготовкой, но, как показывают расчеты, усилие не превышает 
. В связи с этим расчет ползунов однокривошипных прессов ведут на усилие 
.
Сжимающие напряжения в опасном сечении ползуна под шатуном равны [1 стр.35]:
 ,
| (25) |
где  - наименьшая площадь сечения ползуна.
|
Рисунок 12 − Опасное сечение ползуна
.
.
В качестве материала для ползуна используется сталь 35Л 
. Ползун удовлетворяет требованиям прочности.
В ползуне пресса предусмотрен разрушающийся предохранитель чашечного типа поэтому необходимо произвести его расчёт.
Расчет предохранителя
В начале расчёта зададимся диаметрами предохранителя:
и 
Толщина пластины чашечного предохранителя вычисляется по формуле [2]:
 ,
| (26) |
где  –предел прочности СЧ 21, 
[2 с. 292 таб.44];
 – усилие среза,  ;
 – средний диаметр,  .
|
|
|
|
12 |
