Приклад 35. Виконати перевірочний розрахунок муфти з вставками одно кривошипного листоштампувального преса зусиллям 8 МН.

 

Початкові дані:

Номінальне зусилля преса P_н, МН – 8;

Число ходів повзуна за хвилину n_н – 18;

Число обертів валу муфти n_м за хв. – 328;

Максимальний крутильний момент

на валу муфти М_м, Н^.м – 52000;

Кількість вставок в верхньому ряді m_в – 28;

Кількість вставок в нижньому ряді m_н – 17;

Довжина овальних вставок l_в, см – 11;

Ширина вставок b_в, см – 6;

Товщина вставок h_в, см – 4;

Площа тертя одної вставки F_в, см² – 58,3;

Зовнішній радіус поверхні тертя R_н, см – 45;

Внутрішній радіус поверхні тертя R_в, см – 20,25;

Фрикційний матеріал – 8-45-62;

Товщина ведучого диску h_д1, см – 2,7;

Зовнішній діаметр циліндру D_п, см – 100;

Внутрішній діаметр циліндру d_п, см – 45;

Хід поршня циліндру максимальний d_п, см – 1;

Ширина манжет поршня b₀, см – 1,6;

Число манжет поршня z₀ – 4;

Число відвідних пружин z_пр – 12;

Зовнішній діаметр пружин D₀, см – 4,5;

Діаметр проволоки пружин d, см – 0,8;

Деформація пружини при включеній

муфті λ_раб , см – 5,5;

Число робочих витків пружини i_пр – 10;

Число шліців зубчатого вінця z_ш – 205;

Ширина зуба шліців b_ш, см – 1,125;

Висота зубів шліців h_ш, см – 4,5;

Середній радіус шліців R_ш, см – 51.

Рішення

В листоштампувальному пресі використовується однодискова фрикційна муфті з двома рядами вставок, розташованих з перекриттям.

Розрахунковий момент муфти визначається по формулі (7.1), в якій показник моменту муфти обчислюється по формулі (7.37). Коефіцієнт запасу зчеплення β_м приймається рівним 1,1. Коефіцієнт характеру наростання моменту k_оп по табл. 7.15 для вирубки, обрізки при 18 ходах повзуна за хв. становить 0,77. Коефіцієнт падіння тиску стислого повітря k_п приймається рівним 1,25. В такому разі показник моменту муфти становить

Тоді розрахунковий момент муфти складає

Середній радіус поверхні тертя становить по формулі (7.41)

Сумарна площа поверхні тертя по формулі (7.42) складає

По табл. 7.3 для матеріалу 8-45-62 коефіцієнт тертя μ складає 0,38. Коефіцієнт δ_ф вирахувано по формулі (7.40)

В такому разі фактичний тиск на поверхні тертя становить по формулі (7.39)

По табл. 7.3 допустимий питомий тиск для матеріалу 8-45-62 становить 1,2 МПа, тобто більше, чим фактичний робочий тиск на поверхні.

По табл. 7.13 для номінального зусилля 8 МН розрахунковий тиск повітря становить 0,5 МПа. По табл. 7.14 тиск повітря для подолання опору руху поршня становить при номінальному числі холів 18 за хв. 0,03 МПа.

Площа поршню становить

Зусилля для стиску одної пружини при вмиканні на величину λ_раб по формулі (7.48) становить

Розрахункове зусилля затяжки одної пружини при вимкненій муфті становить

Сумарне зусилля всіх пружин буде

Активне натискне зусилля для створення необхідного тиску по формулі (7.46) становить

Зусилля для подолання сил тертя в манжетах поршня по формулі (7.49) становить

Коефіцієнт тертя в манжетах прийнято рівним 0,1.

Таким чином, повне натискне зусилля поршня

Тоді необхідний тиск повітря по формулі (7.44) становить

тобто умова сталої роботи муфти виконується.

Швидкість відключення муфти забезпечується достатньою силою пружин. По формулі (7.50) знайдено

тобто умова швидкодії при вимиканні виконується.

Довговічність пружин перевіряється по формулі (7.51)

тобто умова довговічності витримується.

Шліці зубчатого вінця ведучого диску перевіряються на зминання по формулі (7.56).

Коефіцієнт а для ведучого диску становить рівним 1,25, коефіцієнт k_тр дорівнює числу поверхонь тертя, тобто в даному разі 2. Коефіцієнт ψ для ведучого натискного диску дорівнює 0,5. По табл. 7.12 встановлені коефіцієнти для рухомого з’єднання вставок і диску з фрезерованими поверхнями тертя, 8 квалітету точності, при 328 обертах валу муфти за хв.:

· коефіцієнт динамічності k_д – 1,4;

· коефіцієнт якості поверхні k_об – 1,5;

· коефіцієнт роботи вставки k_в – 1,3;

· коефіцієнт максимальної напруги k_σ – 1,6.

Таким чином, по формулі (7.56) знайдено

Допустима напруга зминання бічних поверхонь шліців для поверхонь без термічною обробкою становить 15…20 МПа, тобто дійсна напруга менше допустимої.

Максимальна напруга зминання на бічній поверхні вставок по формулі (7.54) становить

Допустима напруга зминання бічних поверхонь вставок по табл. 7.11 для матеріалу 8-45-62 становить 12 МПа, і тоді дійсна напруга зминання менше допустимої.