Умови міцності і графіки припустимих зусиль

За результатами розрахунків допускних зусиль на повзуні по міцності головного вала і зубчастої передачі в пояснювальній записці приводять таблиці розрахункових даних і графік навантажень, що допускаються на повзуні, на якому також представляється навантажувальний графік зусилля деформації, що розраховується при енергетичних розрахунках преса (див. п. 4.1). Достатньою умовою міцності основних деталей преса є не перетинання навантажувального графіка зусилля деформації з графіком навантажень, що допускаються, і відповідність розрахункового номінального кута значенню, що рекомендується, по табл. 6.15.

 

Таблиця 6.15

Номінальний кут α_н

Тип преса	Назва преса	Схема ГВМ	Кут α н , град
	Кривошипні гаряче штампувальні		3…5
	Горизонтально-ковальські машини		2…5
	Чеканочні	4, 7
	Автомати	3–14
5–7	Обрізні	всі
Листоштампувальні простої дії:
	– відкриті одностоякові	1–2
	– відкриті двохстоякові	3–8
	– закриті одно кривошипні	3–6
7,8
9,11
11,12	– закриті двох кривошипні	3–5, 11, 12
решта
13,14	– закриті чотирьох кривошипні	всі
Листоштампувальні подвійної дії:
	– одно кривошипні	3, 5, 9, 11
інші
16-18	– двох і чотирьох кривошипні	всі

 

Для витяжних пресів подвійної дії додатково обмовляється умова, щоб при кутах повороту кривошипа 70…80° допускне зусилля повинне бути не менш 40 % номінального.

У зв’язку з тим, що в діючому виробництві визначення кута повороту кривошипа утруднене і налагодження преса виконується по заданому переміщенню повзуна, графік P_доп = f(α) повинний бути перебудований у графік P_доп = f(S) і в такому виді обов’язково внесений у паспорт преса. Номінальному куту α_н у цьому випадку відповідає так званий номінальний не дохід S_ном, що представляє найбільшу відстань від КНП, на якому можливо навантаження преса номінальним зусиллям.

 

Клиноремінні передачі

Параметри клиноремінної передачі преса залежать від типу преса, навантаження і розбивки загального передатного відношення. Правильність їхнього вибору визначається результатами перевірочного розрахунку.

Для розрахунку клиноремінної передачі повинні бути задані наступні початкові дані: потужність, передана ременями N_р (кВт), кутова швидкість ведучого ω₁ и веденого шківів ω₂, число змін mс роботи кривошипного преса, коефіцієнт режиму роботи ременів k_р (табл. 6.16).

Таблиця 6.16

Коефіцієнт режиму роботи ременів k_р

Тип преса	k р
m c = 2	m c = 3
Листоштампувальні відкриті і закриття простої дії, обрізні:
· універсальні	0,72	0,58
· спеціалізовані	0,61	0,47
· подвійної дії	0,63	0,50
Для гарячого об’ємного штампування	0,68	0,56
Автомати гаряче і холодно штампувальні	0,52	0,42
Машини для гнуття і правильні, ножиці сортові	0,67	0,54

 

Розрахунок клиноремінної передачі виконується в такій послідовності:

1. Визначається розрахункове передатне відношення клиноремінної передачі

. (6.8)

Максимальне значення передатного відношення не повинне перевищувати 7. В окремих випадках передатне відношення може досягати 10.

2. У залежності від переданої потужності N_р по табл. 6.17 вибирається перетин ременя і мінімальний діаметр ведучого шківа D_1min. Розміри перетину ременів визначені за ГОСТ 1284.1–80 (нормальні ремені). Для підвищення довговічності ременя рекомендується діаметр ведучого шківа приймати на 2–3 номери більше зі стандартного ряду: 63, 71, 80, 90, 100, 112, 125, 140, 160, 180, 200, 224, 250, 280, 315, 355, 400, 450, 500, 560, 630, 710, 800, 900, 1000.

3. Визначається розрахунковий діаметр веденого шківа

. (6.9)

Якщо веденим шківом є маховик, тоді його діаметр може виз­начатися розрахунком моменту інерції маховика. У цьому випадку вихідним буде діаметр веденого шківа (маховика), а діаметр ведучого шківа буде визначатися по формулі

, (6.10)

і округляється до найближчого значення з зазначеного ряду кращих значень діаметра. Величина діаметра ведучого шківа не повинна бути менше, ніж по табл. 6.17.

4. Розрахункові значення діаметрів шківів округляють до найближчих значень, кратних 5 чи 10 мм і обчислюють дійсне передат­не відношення з урахуванням прослизання ременів

, (6.11)

де S _p – ковзання пасової передачі, S_p = 0,01…0,04.

Відхилення передатного відношення від розрахункового допускається не більш 4%.

.

 

 

Таблиця 6.17

Параметри клинопасових передач

Параметр	Тип ременя по ГОСТ 1284.1–80
А	Б	В	Г	Д	Е
N р, кВт	4…7	8…14	15…55	60…200	> 200
D 1min, мм
h р, мм		10,5	13,5		23,5
F р, мм^2
kg	0,005	0,008	0,013	0,028	0,040	0,067
c р, Н
Інтервал довжин ременя	560…	800… 6300	1800… 10000	3150… 15000	4500…	6300… 18000

Примітка: У таблиці позначено:

h_р – висота ременя;

F_р – площа перетину ременя;

k_g – коефіцієнт впливу відцентрових сил;

c_р – коефіцієнт жорсткості ременя.

 

5. Розраховується окружна швидкість ременя, м/с

. (6.12)

По величині окружної швидкості оцінюється можливість використання ременя даного перетину і вибирається матеріал для виготовлення шківів. Для ременів типів А–В швидкість не повинна перевищувати 25 м/с, для ременів типів Г–Д – 30 м/с. Проектування шківів клинопасових передач виконується відповідно до ГОСТ 20889–75 – ГОСТ 20891–75 (монолітні шківи), ГОСТ 20892–75–ГОСТ 20894–75 (шківи з дисками і маточиною), ГОСТ 20895–75–ГОСТ 20897–75 (шківи з маточиною і спицями). Шківи з окружною швидкістю < 25 м/с виготовляють із сірого чавуну марки не нижче СЧ 15, з окружною швидкістю 25–40 м/с із сталей 25Л и 35Л.

6. Визначається міжвісьова відстань A₀ у залежності від передатного відношення

, (6.13)

де k – коефіцієнт, що залежить від передатного відношення, k = 0,85…1,5 (більші значення коефіцієнта приймаються для менших передатних відносин).

При розрахунку відстані A₀ мають на увазі, що

 

A_0min = 0,55(D₁+D₂)+h_р, A_0max = 2(D₁+D₂).

 

7. Знаходиться довжина ременя, мм

. (6.14)

Результат округляється до стандартної величини за ГОСТ 1284.1–80: 400, 450, 500, 560, 630, 710, 800, 900, 1000, 1120, 1250, 1400, 1600, 1800, 2000, 2240, 2500, 2800, 3150, 3550, 4000, 4500, 5000, 6300, 7100, 8000, 9000, 10000, 11200, 12500, 14000, 16000, 18000 відповідно до обмежень в таблиці 6.17.

8. Розраховується дійсна міжвісьова відстань, що відповідає прийнятій стандартній довжині ременя, мм

, (6.15)

де

.

Величина регулювання міжцентрової відстані у бік сторону зменшення приймається рівною 0,015A₀, а у бік збільшення – 0,05A₀.

9. Визначається кут обхвату на ведучому шківі, град

. (6.16)

10. Знаходиться число пробігів ременя за одну секунду

. (6.17)

11. По графіках на рис. 6.7 знаходиться потужність N_о, передана одним ременем і визначається необхідне число клинових ременів з урахуванням нерівномірності розподілу навантаження між ременями

Рис. 6.7. Графіки для визначення потужності, переданої одним ременем

 

, (6.18)

де k _о – коефіцієнт кута обхвату

; (6.19)

k _р – коефіцієнт режиму роботи ременів (табл. 6.16);

При числі ременів більше восьми варто збільшити перетин ременя і повторити розрахунок, починаючи з п. 2.

12. Визначається зусилля відтягування частини нового ременя

, (6.20)

де k _v – швидкісний коефіцієнт

;

с _р – коефіцієнт жорсткості ременя, приведений у табл. 6.17.

k_g – коефіцієнт впливу відцентрових сил, приведений у табл. 6.17;

Прогин ременя при додатку цього зусилля дорівнює

. (6.21)

13. Ремені перевіряються на міцність по величині максимальної напруги в перетині, що набігає на ведучий шків:

, (6.22)

де σ _р – напруга, що розтягує

;

σ ₀ – напруга від попереднього натягу. При числі пробігів ременя n менше 5 в секунду рекомендується приймати σ ₀ рівним 1,5 Н/мм²; при n = 5…10 с^-1 приймається σ ₀ = 1,2 Н/мм²; при n більше 10 с^-1 приймається σ ₀ = 0,9 Н/мм²;

 

σ _раб – робоча напруга

;

σ _и – напруга вигину

;

Е _и – модуль пружності ременів при вигині, для прогумованих клинових ременів дорівнює 80…100 Н/мм²;

h _р – висота ременя (табл.6.17);

σ_v – напруга від відцентрової сили

^.10^-6, Н/мм²;

ρ – щільність матеріалу ременів, ρ = 1200 кг/м³.

Припустима максимальна напруга [σ] для клинових ременів дорівнює 9...10 Н/мм².

14. Визначається очікуваний ресурс передачі в годинах

, (6.23)

де σ _у – границя витривалості для клинових ременів, рівна 9...10 Н/мм²;

n – число пробігів ременя;

С _п – коефіцієнт, що враховує вплив передатного відношення:

при i _р = 1 2 4

С _п = 1 1,7 1,9;

С _н – коефіцієнт, що враховує мінливість навантаження: при постійному навантаженні С _н = 1, при навантаженні, що змінюється – С _н = 2;

Мінімальна нормативна довговічність ременів кривошипних пресів повинна бути не менш 4000 годин.