Приклад 43. Виконати розрахунок механізму регулювання закритої висоти одно кривошипного листоштампувального преса зусиллям 4 МН.

 

Початкові дані:

Номінальне зусилля преса P_н, МН – 4;

Вага повзуна, верхньої частини штампу G, Н – 3000;

Середній діаметр різьби d_ср, см – 18,3;

Крок різьби S, см – 1,2;

Кут нахилу профілю різьби β, град – 45;

Зовнішній діаметр опорної поверхні гайки d_н, см – 48;

Внутрішній діаметр опорної поверхні гайки d_в, см – 45.

 

Рішення

В листоштампувальному пресі використовується механізм регулювання закритої висоти з допомогою гвинтової пари, в якій регулювання здійснюється за допомогою обертання регулювальної гайки.

Кут підйому різьби становить

Коефіцієнт тертя μ в гвинтовій парі (сталь по сталі) становить 0,08…0,1, тоді кут тертя дорівнює

Необхідний найменший крутильний момент на регулювальному гвинті становить по формулі (9.14)

Момент сил тертя в регулювальній гайці по формулі (9.15) буде

Таким чином, сумарний момент на валу черв’ячного колеса становить

Приймаючи швидкість підйому повзуна V_п = 3 см/хв., кутова швидкість обертання гайки становить по формулі (9.18)

Привід механізму регулювання має дві черв’ячні передачі, тоді приймаючи ККД тихохідної черв’ячної передачі η_т = 0,6, ККД бистрохідної черв’ячної передачі η_б = 0,8, потужність двигуна по формулі (9.17) становить

З каталогу (додаток 3) вибирається двигун типу 4A80B4Y3 з номінальною потужністю 1,1 кВт, номінальним числом обертів за хвилину 1420.

 

Розрахунок механізму регулювання ходу повзуна

Кривошипні преси зусиллям до 1 МН можуть бути оснащені пристроєм для регулювання ходу повзуна. Зміна максимального ходу повзуна виконується при зміні типу технологічної операції для більш раціонального використання можливостей преса і поліпшення умов його роботи.

Незалежно від конструктивного виконання механізм містить ексцентрикову втулку, що повертається щодо ексцентрика вала на визначений кут (рис. 9.2). Розходження механізмів складається тільки в способі обертання і фіксації втулки.

Хід повзуна S_п для будь-якого положення втулки визначається по формулі

, (9.19)

де R – радіус кривошипа;

r – ексцентриситет (радіус) ексцентрикової втулки;

n – число положень втулки щодо кривошипа, тобто число положень регулювання;

z – задане положення втулки, рівне від нуля до n, причому за нульове положення приймається положення втулки, що відповідає найменшому ходу повзуна.

Значення R і r визначаються при заданих стандартом максимальному S_max і мінімальному S_min ході повзуна

. (9.20)

 

 

Рис. 9.2. Схема пристрою для регулювання ходу повзуна

1 – шатун; 2 – вкладиш шатуна; 3 – ексцентрикова втулка; О – центр обертання кривошипного вала; О ₁ – центр кривошипа; О ₂ – центр ексцентрикової втулки

 

Розрахунок гальма маховика

Гальмо маховика передбачається в середніх і великих пресах для швидкої зупинки маховика при відключенні головного електродвигуна.

Найбільше поширення одержали колодкові гальма з пневматичним приводом (рис. 9.3).

Колове зусилля Q_окр, необхідне для зупинки маховика дорівнює

. (9.21)

де J _м – момент інерції маховика;

ε _т – кутове прискорення маховика при його гальмуванні;

R _м – радіус гальмування, дорівнює радіусу маховика.

 

Рис. 9.3. Розрахункова схема гальма

 

Тиск на колодці дорівнює

. (9.22)

Тут позначено:

F _пр – площа проекції колодки гальма на площину, дотичну до обода маховика в середній точці торкання колодки;

μ – коефіцієнт тертя, вибирається по таблиці 7.3.

Припустимий тиск на поверхні контакту вибирається по рекомендаціях, приведеним у розділі 7.

Зусилля пневмоциліндра, необхідне для створення окружного зусилля Q_окр визначається з залежності

, (9.23)

де d _ц – діаметр пневмоциліндра;

k ₁ – коефіцієнт, що враховує тертя в ущільненнях і втрати тиску повітря, k ₁ = 0,9...0,95;

p – тиск повітря в циліндрі, приймається 0,35–0,5 МПа.

Якщо заданий час гальмування маховика t_т то прискорення ε визначається по формулі

, (9.24)

якщо ж задане прискорення ε, то час гальмування t _т складає

, (9.25)

де n _м – число оборотів маховика.