Прес однокривошипний одностійковий зусиллям 25 т.с.

.

 
 

     Р_доп, кгс

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 a, град  

Мал. 5.1. Графік залежності допустимого зусилля  на повзуні Р_доп від кута повороту головного вала  a. 

5.2. Розрахунок вала.

   Колінчатий  вал виготовлений зі сталі 40Х по ГОСТ 4543-74

   Так як маховик встановлений на головному  валу, то можна вважати, що реакції  в опорах вала визначаються тільки зусиллям на шатуні: Р_АВ @ Р, тобто нехтуємо вагою маховика та натягом пасів клинопасової передачі.

   Тоді:

     тс

Зусилля прикладене на відстані:   мм.

Перевіримо  умову не витиснення  змазки:

де  - допустимий тиск, який дорівнює:

• для опор ;
• для шатуна .

 тс > 12,5 тc;

 тс > 25 тc.

Таким чином умова не витиснення змазки виконується.

 
 
 

6. РОЗРАХУНОК ШАТУНА  І ПОВЗУНА

6.1. Розрахунок шатуна

      Шатун є сполучною ланкою між ексцентриковим валом і повзуном, тому через нього передається зусилля Р_А.

      У реальній машині зусилля проходить  по загальній дотичні до кіл тертя  в шарнірах. При повороті ексцентрикового вала на кут, що відповідає робочому ходу повзуна, зусилля р_а стосується кіл тертя з різних сторін, тобто р_а перетинає вісь шатуна, тому шатун у реальній машині працює як на стиск, так і на вигин.

      Нормальні згинаючі напруги не залежать від  кута повороту головного вала a, а визначаються тільки умовою тертя в шарнірах.

D_А ⁼ 150 мм.

      Параметри гвинта:   

d₁ = 0,65 · d_А = 0,65 · 80 = 52 мм. Тому що d < 100 мм – різьба метрична .

d₂ = 0,7-de = 0,7· 80= 56мм.

[q] <800 тс /см - тому  що завжди присутнє змащення, p · 25² · 8/4 =3925тс > Р_н = 100тс.

Рис. 6.1. Шатун складений

      Умова міцності:

де s_сж.^х-х - стискаючі напруги в перетині Х-Х:

      s_сж.^АА=Р_АВ/F_АА

s_сж.^ББ=Р_АВ/F_ББ

Р_АВ=1,3 × Р_Н

де F_АА= 2461,76 мм², F_ББ = 19333,3 мм²

s_сж.^АА= 1,3 · 25000 / 2461,76 = 16,16 кг/мм²;

s_сж.^ББ= 1,3 · 25000 / 19333,3 =0,5 кг/мм

s_изг.^х-х - згинаючі напруги в перетині Х-Х:

де М_изг^х-х - згинальний момент у перетині Х-Х: 

де f =0,1-коефіцієнт тертя.

М_изг^АА = 0,1 · 1,3 · 25000 · [37,5 - 40 · (67,5 + 40)/ 585] = 650000 кг · мм;

М_изг^ББ =0,1 · 1,3 · 25000 · [70 - 310 · (67,5+ 40) / 585] = 1560000 кг ·мм.

W_x._x - момент опору вигину розглянутого перетину Х-Х із площею поперечного переріза F_x._x.

      W_aa = 3,14 · 45³ / 32 = 8942 мм³;

      W_bb = 205² · 290/6 - 3,14 · 55³ / 32 = 2014883 мм³.

      Сумарні напруги в перетинах:

s^AA = 20,4 + 650000 / 8942 = 93 МПа £ 580 МПа,

s^ББ = 2,6 + 1560000 / 2014883 = 3,4 МПа £ 580 МПа. 

6.2. Розрахунок напрямних  і повзуна

      Розглянемо  рівновагу повзуна, як абсолютно  твердого тіла під дією сил і моментів.

Визначимо силові фактори діючі на повзун.

При b = 0°:

 

де Р_н - зусилля діюче на повзун. кГс;

f= tg j = 0,1 (при j = 5°40') - коефіцієнт тертя.

N_r = 25000 · 0,1 · (10,5 · 4) / 700 = 2571 кГс.

      Для сполучення повзуна із шатуном за допомогою кульової опори:

де L_h = 700 мм - довжина направляючих;

х_г=г_в· [sin(b+g)+f]

y_в = г_в · cos (b+g)

х_г = 75 · [sin(10 + 3) + 0,1] = 24,37 мм;

у= 75 ·cos(10 + 3) = 73,1 мм.

М = 2571 · (700 /2 - 108 - 73,1) + 25000 · 24,37 = 2871242 кГс · мм

      Питоме  зусилля на направляючих:

а) від сили N = N_r:

P_N = N_r/(L_H·l)

де l = 108 мм - ширина направляючих.

P_N = 2571 / 700 · 108 = 0,034 кГс/мм².

б) від моменту М:

P_м = 6·M/(L_H²·l)

Р_м = 6 - 780728/ 700²; 75 = 0,09 кГс/мм².

P_M/n < [P_M/n]

де

n=L_H/B

де В = 535 мм - відстань між направляючими площинами.

n = 700 /535 = 1,31.

      Припустиме  значення для повзунів з бронзи:

[Р_M/n] £ 0,08 кГс/мм².

Р_M / n = 0,09 /1,31 = 0,069 кГс/мм² £ 0,08 кГс/мм². Сумарне питоме зусилля:

P_max = P_N + P_M

P_max = 0,069 + 0,09 = 0,159 кГс/мм². 
 
 
 
 

7. РОЗРАХУНОК МУФТИ

      Муфта призначена для надавання руху головний вал преса і зв'язаного з ним повзуна, при безупинно працюючому електродвигуні й обертовому маховику.

      Призначення гальма - зупинка й утримання повзуна  преса в нерухомому стані при  включеній муфті. 

      Розміри муфти визначаються виходячи з розрахункового моменту:

M_{розр.муф.}= b × M_{B max} / n

де b - коефіцієнт запасу, що враховує інерційність відомих частин і коливань, а також коефіцієнт тертя (b = 1,1)

M_{B max} - найбільший момент, переданий муфтою.

M_{B max} = 420000 кгс-м, п = 1.

M_{розр.муф} = 420000 · 1,1/1 =462000 кГс×м.

      Для багатодискової муфти:

Мр._м = 2/3 p× f ×m× [q] × (R²_нар - R²_вн)

Де f- коефіцієнт тертя ферродо (f= 0,35);   .

[q] - припустиме  питоме зусилля для уставок  Ферродо [q] = 300 кГс/мм"

m = 6 - число поверхонь тертя.

      Нехай R_вн = 455 мм, тоді:

'

Приймаємо R_нар. = 590 мм.

      Перевіримо  муфту на знос:

К_зн < [K_зн] = 400 кГс×м/см²×хв

К_зн= I₀ × w² – W_вкл /2 × p × (R_нар.-R²_вн.)

      де  I₀× w^2/2 = А_вкл. - витрати енергії на розгін відомих частин і на включення муфти.

А_вкл= 0,3 · А_Д = 0,3 · 163 = 48,9 т-м W_BKJ1 - число включень муфти:

W_вкл.=а × n_x × p

де n_x = 56 - число ходів преса в хвилину при настановному режимі.

р - коефіцієнт використання числа ходів преса, р = 0,5;

а= 1,05.. 1.. .1,15

W_вкл= 1,15-56-0,5-32,2

      Тоді 

К_зн = 48,9 · 32,2/3,14 · (59² - 44,52) = 0,33 < [K_зн.]

      Питомий тиск на фрикційних поверхнях тертя.

Р_ф=2 · 3,14 · 0,35 · 6 · (59² - 44,5²) = 64,6

      Зусилля необхідне для одержання круглого фрикційного зчеплення між дисками муфти:

Q = g · p · (R²_нар - R²_вн.)

Q = 0,3 · 3,14 - (59² - 44,52) = 1414 кГс.

      Зусилля на стиск поворотних пружин:

де m = 4 - число  пружин;

d - діаметр пружинного  дроту; 

D_ср. = 42 мм - середній діаметр пружини;

k = 1,1 ¸1,2 - коефіцієнт рівний,