Приклад 37. Виконати перевірочний розрахунок гальма листоштампувального двох кривошипного преса зусиллям 1,6 МН.

 

Початкові дані:

Номінальне зусилля преса P_н, МН – 1,6;

Число ходів повзуна за хвилину n_н – 45;

Коефіцієнт використання числа ходів р_и – 0,5;

Число обертів валу муфти і гальма n_м за хв. – 312;

Момент інерції ведених частин відносно

валу муфти J₂, кг^.м² – 16;

Фрикційний матеріал – 143-66;

Зовнішній радіус поверхні тертя R_н, см – 32;

Внутрішній радіус поверхні тертя R_в, см – 24;

Кількість вставок m_в – 12;

Площа тертя одної вставки F_в, см² – 50,3;

Діаметр вставки d_в, см – 8;

Товщина вставок h_в, см – 3;

Товщина веденного диску h_д, см – 2;

Зовнішній діаметр циліндру D_п, см – 71,5;

Внутрішній діаметр циліндру d_п, см – 50;

Хід поршня циліндру максимальний d_п, см – 0,5;

Число відвідних пружин z_пр – 12;

Зовнішній діаметр пружин D₀, см – 10;

Діаметр проволоки пружин d, см – 1,6;

Деформація пружини при включеній

муфті λ_раб , см – 5;

Число робочих витків пружини i_пр – 10;

Обсяг шкідливого простору пневматичного

циліндру гальма V_от, см³ – 1090;

Ефективний перетин ланцюга наповнення

гальма ξ_тf_т, см² – 1.

 

 

Рішення

В листоштампувальному пресі використовується однодискове гальмо (m=2) з вставками розміщене на приймальному валу. Пневматичний циліндр мембранного типу.

Для гальма, розташованого на бистрохідному валу показник моменту гальма становить 1,35. Кут гальмування по умові забезпечення аварійної зупинки по формулі (7.3) дорівнює

Час спрацювання пневматичної системи при відключенні гальма t_ав дорівнює 0,25 с., при цьому припустимий час аварійного відключення [t_ав] по табл. 7.9 для листоштампувального двох кривошипного преса з розташуванням розподільних пристроїв в стойках преса становить 0,33 с, а час вмикання клапану t_кл з сервоприводом при умовному діаметрі проходу 25 мм по табл. 7.8 становить 0,08 с. кут гальмування не повинен перевищувати 15°, тому за розрахунковий приймаємо кут φ_т = 15°.

Таким чином, по формулі (7.2) розрахунковий гальмівний момент становить

Площа поверхні тертя становить

Зусилля затягування одної пружини по формулі (7.48) дорівнює

Силу тертя в циліндрі з мембраною полягають малою і тоді активне натискне зусилля складає 3277^.12=39320 Н, а тиск на поверхні тертя дорівнює

По табл. 7.3 для фрикційного матеріалу 143-66 допустимий тиск [q] становить 1,5 МПа, тобто забезпечуються нормальні умови роботи вставок.

Середній радіус поверхні тертя становить

Коефіцієнт форми поверхні тертя тоді становить

По табл. 7.3 для матеріалу 143-66 коефіцієнт тертя μ дорівнює 0,42.

Приведений радіус тертя визначено по формулі (7.20)

Тоді по формулі (7.61) знаходиться

тобто заданий кут гальмування забезпечується.

Так як робоче зусилля по формулі (7.59) менше зусилля затягування Рз = 3277 Н, то уточнюється значення гальмівного моменту по формулі (7.62)

Приведений відносний час вмикання гальма по формулі (7.65) становить

По рис. 7.4 для гальма при приведеному часу τ^* = 0,85 відносний час вмикання τ_в гальма становить 0,85. Тоді по табл. 7.17 показник моменту гальма k_т складає 1,5. Слід зауважити, що відносний час τ_в більший, ніж рекомендується для оптимальних значень параметрів (0,4…0,6), що свідчить про недосить вдалий вибір значення деяких параметрів гальма.

Дійсний кут гальмування визначається по формулі (7.63)

тобто менший чим розрахунковий (15°).

Максимальне зусилля стиску пружини при вимиканні гальма становить

Відношення зусилля затягування Р_з до максимального зусилля Р_раб становить 0,909>0,75, тобто довговічність пружин по умові (7.66) забезпечується.

Робочий тиск стислого повітря для гальма приймається рівним тиску повітря для муфти, але не більше 0,35 МПа. Прийнявши робочий тиск повітря для гальма 0,3 МПа, по формулі (7.67) знайдено

тобто умова розгальмування витримується.

Для гальма коефіцієнт типу вузла а становить 5,2^.10^-3, тоді робота тертя за одне вмикання буде

Коефіцієнт взаємного перекриття по формулі (7.15) становить

Показник зносу фрикційних матеріалів по формулі (7.68) становить

Припустимий показник зносу визначається по формулі (7.69).

Максимальна поверхнева температура вибирається по табл. 7.3 для матеріалу 143-66 рівною 190°. По табл. 7.18 для гальма при відносному часу вмикання τ_в = 0,85 і коефіцієнту взаємного перекритті k_вз = 0,429 максимальна відносна температура θ_max складає 1,43°. Для вузла з вставками і неоребреними дисками коефіцієнт поверхневого охолодження S_ох по табл. 7.19 становить 2,2. Приведений коефіцієнт вентиляційного ефекту b_v по табл. 7.20 для гальма без вентилятора і дисків без ребер становить 0,01…0,02.

Лінійна швидкість на середньому радіусі поверхні тертя становить

Тоді по формулі (7.69) знаходиться

тобто працездатність вузла по зносу забезпечується.

Загальний ресурс на знос вставок h^* при зазорах між дисками до і після зносу Δ = 0,25 см,Δ₁ = 0,15 см буде

По рис. 7.2 для матеріалу 143-66 при робочому тиску на поверхні тертя 0,651 МПа лінійний знос J_л становить 0,027 мкм^.см²/Дж. По рис. 7.6,б для відносного часу вмикання τ_в = 0,85 і відношення приведеного фактичного тиску на поверхні тертя (по табл. 7.3 q_ф = 0,6 МПа) до фактичного (q_т = 0,651 МПа) рівного 0,921 відносний показник інтенсивності зносу становить 1,45.

Тоді число циклів навантаження до повного зносу буде

Число змін роботи n_см листоштампувального преса зазвичай становить 2. Коефіцієнт простоїв обладнання k₁ по табл. 7.21 для зусилля преса 1,6 МН дорівнює 0,86. Коефіцієнт частоти використання універсального преса k₂ при тривалості роботи гальма до 12 місяців по табл. 7.22 становить 0,6.

В такому разі термін служби фрикційних матеріалів становить

Бажано мати довговічність роботи матеріалів не менше 8 місяців, тому отримана довговічність цілком задовільна.