Визначення середнього радіуса тертя

 

Середній радіус поверхні тертя визначається з умови передачі розрахункового моменту, що крутить.

, см. (7.4)

Тут М_рас – розрахунковий момент муфти (7.1) чи гальма (7.2) в МН^.м.

Число поверхонь тертя m залежить від конструкції і типу фрикційного матеріалу чи муфти гальма. Параметри тертя q, k_вз, δ, δ_ф вибираються відповідно по табл. 7.4 і табл. 7.5.

У разі потреби забезпечення заданого терміну служби фрикційних елементів середній радіус визначається по формулі

, см. (7.5)

Число циклів вмикання N рекомендується приймати не менш (3…7)^.10⁶.

Таблиця 7.9

Орієнтовані дані часу відключення

Тип преса	[ t ав], с
Для розподільних операцій:
· ножиці листові	0,14…0,18	0,18…0,22
· преси для різки заготовок	0,25…0,30	0,25…0,30
· преси обрізні	0,20…0,26	0,30…0,35
Для листового штампування:
· відкриті одно кривошипні зусиллям до 1 МН	0,14…0,18	0,20…0,24
· відкриті одно і двох кривошипні зусиллям більше 1 МН	0,20…0,24	0,18…0,22
· преси закриті одно кривошипні	0,26…0,30	0,30…0,35
· преси закриті двох і чотирьох кривошипні	0,30…0,35	0,32…0,38
· автомати	–	0,12…0,18
Для гарячого штампування	0,25…0,30	0,25…0,30
Для холодного об’ємного штампування:
· преси для видавлювання	0,26…0,30	0,30…0,35
· карбувальні преси	0,20…0,24	0,26…0,30
· автомати	–	0,16…0,20

Примітка: Менші значення приймаються для пресів з числом ходів n _н понад 120 у хвилину, більші – для пресів з n _н менше 40 ходів у хвилину.

У таблиці 7.9 позначено:

1. Розташування пристроїв, що включають, на бічних чи стійках на передній панелі;

2. Розташування пристроїв, що включають, на виносному пульті.

 

Момент інерції веденої частини привода на цій стадії проектного розрахунку невідомий, тому його визначають по емпіричній формулі

. (7.6)

де γ_м – відносний момент інерції ведених частин муфти, рівний 1,7…2,8, причому більші значення приймаються для менших оборотів вала муфти;

J _пр – приведений момент інерції веденої частини привода без деталей муфти і гальма.

Допоміжний коефіцієнт a_R при розрахунку гальма приймається рівним 1,5, а при розрахунку муфти вибирається по таблиці 7.10.

Лінійна інтенсивність зносу J_л фрикційного матеріалу визначається по рис. 7.2. Для феродо приймається J_л = 0,3 мкм см²/Дж.

Величина ресурсу на знос h* (см) залежить від типу фрикційних елементів: для вставок, що плавають, h* = 0,5…0,8 см; для нерухомих вставок h* = 0,6m, см; для суцільного контакту h* = 0,6h_нm, де h_н – товщина накладки (звичайно h_н ≤ 3 см); m – число поверхонь тертя.

 

Таблиця 7.10

Величина коефіцієнта a_R для муфти

Тип преса	Коефіцієнт aR в залежності від числа обертів вала муфти в хвилину
до 100	100-250	за 250
Листоштампувальні преси зусиллям:
· до 1 МН	1,2	1,15	1,1
· 1,2–6 МН	1,4	1,3	1,2
· більше 6 МН	–	1,6	1,3
Преси для об’ємного штампування зусиллям:
· до 4 МН	1,5	1,3	1,2
· більше 4 МН	1,9	1,5	1,2

 

 

Рис. 7.2. Залежність лінійного зносу від тиску

1 – козід; 2 – ФК24А; 3 – 143–66; 4 – 8–45–62; 5 – 63–7–67

 

З двох значень середнього радіуса, знайденого по формулах (7.4) та (7.5), приймається більше. Якщо розрахунковий радіус R_ср, визначений по другій умові, більш ніж у 1,6 рази перевершує радіус R_ср по першій умові, то доцільне застосування фрикційних матеріалів з більш низькими значеннями фактичного тиску q, обраного по табл. 7.4. Якщо використання інших матеріалів не дає бажаних результатів, то муфту і гальмо варто установити на більш тихохідний вал.

 

Визначення параметрів тертя

 

Для вузлів із суцільним контактом зовнішній і внутрішній радіуси рівні:

. (7.7)

Отримані значення округляються до найближчого розміру сортаменту на фрикційні накладки, уточнюють параметри R_ср і B по формулах

і визначається дійсна площа тертя

. (7.8)

Радіуси поверхні тертя вузлів з дискретним контактом залежить від співвідношення ширини кільця тертя B до довжини вставки l_в.

Ширина кільця тертя дорівнює B = δR_ср. Довжина вставки l _в виз­начається по табл. 7.2. Якщо довжина l _в більш ніж на 20…25 % відрізняється від величини B, те необхідно зробити перерахунок k_вз по формулі .

У залежності від відношення B/l_в визначається розташування вставок:

· при B/l_в = 0,9…1,1 приймається однорядне розташування;

· при B/l_в = 1,55…1,9 приймається дворядне розташування з перекриттям;

· при B/l_в = 2,2…2,4 приймається дворядне розташування без перекриття;

При виборі схеми розташування необхідно враховувати, що дворядне розташування вставок з перекриттям забезпечує коефіцієнт взаємного перекриття k_вз менше 0,38…0,4.

Число вставок m_в визначається з умови забезпечення заданого тиску на поверхні тертя

(7.9)

і уточнюється за умовою розміщення:

· овальні вставки при однорядному розташуванні

; (7.10)

· круглі вставки при однорядному розташуванні

; (7.11)

· овальні вставки при дворядному розташуванні з перекриттям

; (7.12)

· круглі вставки при дворядному розташуванні з перекриттям

. (7.13)

де Δ l = 10 мм при B / l _в=1,9; Δ l =15 мм при B / l _в=1,8; Δ l =20 мм при B / l _в=1,7; Δ l =30 мм при B / l _в=1,55;

Δ_в – перемичка між вставками Δ_в = 25…30 мм.

У формулах (7.11) і (7.13) позначено: d_в, r_в – відповідно діаметр і радіус круглої вставки; усі розміри приведені в мм.

Кількість вставок у верхньому m_вв і нижньому m_вн ряду приймається рівним:

· для дворядного розташування з перекриттям

m _вв = m _вн = 0,5 m _в;

· для дворядного розташування без перекриття

m _вв = 1,5 m _вн і m _в = 2,5 m _вн.

Після визначення кількості вставок визначаються зовнішній і внутрішній радіуси тертя:

для однорядного розташування

;

для дворядного розташування

.

Отримані значення радіусів R_н і R_в округляються до чисел, кратних 5, уточнюється середній радіус тертя R_ср і ширина кільця тертя B.

Потім визначається сумарна площа тертя:

, (7.14)

і уточнюється значення коефіцієнта взаємного перекриття:

. (7.15)

 

Визначення товщини дисків

 

Товщина веденого диска h_д залежить від типу фрикційних елементів.

Для муфт і гальм з накладками товщина диска з умови забезпечення достатньої твердості приймається h_д > (0,06…0,11)B. Менші значення приймаються для муфт при B > 350 мм, більші значення –для муфт при B < 100 мм.

Для муфт із вставками товщина диска визначається виходячи з розрахунку вставки на бічне зминання: для суцільних вставок – по матеріалі вставки, для комбінованих вставок – по матеріалі бандажа чи обойми

, (7.16)

Напруга [σ_см] приймається для матеріалу, що контактує з веденим диском – для суцільних вставок це матеріал вставки, для комбінованої вставки – матеріал бандажа. Коефіцієнт ширини вставки ψ₁ і напруга зминання, що допускаються, [σ_см] приведені в табл. 7.11. Значення коефіцієнтів, що характеризують якість поверхні вікна диска k_об, динамічності навантаження k_д, максимальні напруги kσ, характер роботи вставки k_в зазначені в табл. 7.12.

 

Таблиця 7.11

Допустимі напруження зминання [σ_см]

і коефіцієнт ширини вставки ψ₁

Матеріал вставки чи бандажа	[ σ см ], МПа	ψ 1
ФК16Л		0,8
ФК24А
Козід і 143-66		0,9
8-45-62, 63-7-67
Алюміній		1,0
Сталь Ст5 і 35	без термообробки
з термообробкою

 

Таблиця 7.12

Коефіцієнти, враховуючі умови роботи вставок

Коефіцієнти	З’єднання
нерухоме	рухоме при n м, об/хв.
до 80	80–250	за 250
Динамічності навантаження k д	1,1	1,2	1,3	1,4
Якості поверхні k об при:
· шліфуванні	1,0
· фрезеруванні	1,25	1,3	1,4	1,5
· обдиранні	1,7	1,8	1,9	2,0
Характеру роботи вставки k в	1,0	1,3
Максимальної напруги k σ в залежності від точності обробки вікна
· 8 квалітет точності	1,0	1,6
· 10 квалітет точності	1,8
· 12 квалітет точності	2,0

 

У будь-якому випадку товщина диска з вставками повинна бути більше (0,06…0,11)B. Більші значення приймаються для вузлів меншого габаритного розміру. Якщо товщина диска, визначена за умовою (7.16) більше (0,2…0,3)B, рекомендується застосовувати литі фігурні диски чи комбіновані вставки. Товщина перемичок h_пд литих дисків приймається рівною h_пд = (0,07…0,08)B.

Товщина ведучого диска h₁ встановлюється в залежності від його конструктивного виконання, умов теплопередачі з поверхні тертя. Щоб забезпечити необхідну жорсткість диска, його товщина повинна бути:

· для натискного диска

;

· для опорного чи проміжного диска без ребер

;

· для опорного диска з ребрами

.