4.5. Проектування і розрахунок основних вузлів кривошипно-шатунної групи преса

4.5.1. При вирішенні питання про конструктивне виконання вузлів преса керуються матеріалами по базовій машині і рекомендаціями спеціальної літератури. За основу беруть оптимальну конструкцію з точки зору відповідності її виконання конкретних умов роботи в даній машині.

4.5.2. Конструкції повзунів пресів визначаються технологічним призначенням машини, її параметрами (ходом повзуна і числом ходів в хвилину) та вимогами до точності штампованих деталей. Конструктивне виконання повзуна можна вибрати за рекомендаціями [5, с. 89-94, рис. 4.6]; виконання напрямних та їх розташування – по [5, рис. 4.7, 4.8]; систему змащування – по [5, с. 246-250].

4.5.3. Повзуни розраховують на міцність. Зазвичай виконується перевірочний розрахунок з визначенням запасу міцності. Запас міцності не повинен бути більшим тому, що це призводить до підвищення металоємності машини. Рекомендації щодо особливостей розрахунку і розрахункові схеми наведені в [7, с. 249-263].

4.5.4. Оскільки точність штампованих деталей та вартість штампового оснащення багато в чому залежать від точності направлення повзуна, особливу увагу необхідно приділяти розрахунку направляючих преса. Розрахунок проводиться по виконанню умови не витискування мастила. Питомі зусилля, які сприймаються направляючими, зазвичай визначаються при припущенні абсолютної жорсткості повзуна [6, с. 313-316; 7, с. 249-263].

4.5.5. Шатуни преса по конструктивному виконанню вибирають в залежності від типу машини, її технологічного призначення, способу регулювання штампового простору та від необхідності зміни ходу повзуна [5, с. 94-99, рис. 4.9].

4.5.6. При розрахунку шатунів на міцність необхідно враховувати як стискаючі напруження, так і напруження згину [16, с. 147-153]. Згинальний момент виникає внаслідок наявності тертя в головці та опорі шатуна [5, с. 129-131].

4.5.7. При виборі двигуна системи регулювання закритої висоти преса задаються регулювальною швидкістю переміщення повзуна в межах . Момент на валу розраховують як сумарний момент в різьбі і момент тертя.

4.5.8. Врівноважувачі повзуна зазвичай пневматичні. Розміри пневмоциліндрів розраховуються, наприклад, за методикою, що викладена в [6, с. 318-319].

4.6. Проектування і розрахунок вузлів системи включення преса

4.6.1. Система включення преса являє собою функціонально взаємопов'язані муфту включення і гальмо, управління якими зазвичай пневматичне.

Завдання цього етапу – вибрати раціональне місце установки муфти і гальма, їх конструктивне виконання або розробити нову конструкцію, розрахувати геометричні розміри та виконати силовий розрахунок.

4.6.2. Муфта і гальмо зазвичай зблоковані (механічно або зі сторони системи управління). Тому вони завжди розташовані на одному валу. Вибір місця розташування істотно залежить від частоти включення, швидкохідності преса, моменту інерції ведених частин і типу муфти (однодискова з фрикційними вставками або багатодискова з фрикційними накладками).

В гарячештамповочних пресах та горизонтально-кувальних машинах використовуються багатодискові муфти (так як передається великий крутний момент), що встановлюються на головному валу.

У пресах без проміжних валів муфта будь-якого типу також розташована на головному валу.

У великих листоштампувальних пресах муфту і гальмо встановлюють на швидкохідному проміжному валу. В даному випадку муфта обов'язково однодискова з малим моментом інерції. Рекомендації з цих питань наведено в [4; 10].

4.6.3. Конструктивне виконання муфти і гальма можна підібрати по [5, с. 172-178, рис. 6.1, 6.2].

4.6.4. Вихідним при розрахунку муфт є розрахунковий крутний момент [4; 6, с. 292-301].

При розташуванні муфти на кривошипному валу

,

де – коефіцієнт запасу; – крутний момент на валу, що визначається в п. 4.2.3.

Якщо муфта розташована на проміжному валу, то

,

де та – відповідно передаточне число і ККД передачі від валу муфти до кривошипного валу.

У цих виразах приймається максимальне значення по залежності .

ККД передачі приймають , якщо вал встановлений на підшипниках кочення, і – на підшипниках ковзання.

4.6.5. При розрахунку геометричних розмірів фрикційних накладок (вставок) допустимі питомі зусилля можна прийняти рівними для феродо – при розташуванні муфти на головному валу, – при муфті на проміжному валу, для ретінакса – .

4.6.6. Після розрахунку геометрії фрикційних накладок та уточнення конструктивних розмірів в процесі проектування перевіряють муфту на зношування [16, с. 214-215]. Допустимі значення показника зношування для різного типу муфт і гальм наводяться в [16, табл. 34].

4.6.7. Розміри пневматичного циліндра включення муфти визначають по зусиллю включення [16, с. 216]. Для зблокованих гальм з муфтою (рис. 6.4) зусилля , яке створює натискний пневмоциліндр, визначається за формулою

Воно витрачається на подолання зусилля стиснення пружин, які створюють момент гальмування, та сили тертя в шліцах

,

де - зусилля стискання пружин, - сила тертя в шліцах, - зусилля притискання, що притискує натискні диски до ведених, щоб забезпечити роботу муфти та передати крутний момент ,

Зусилля стискання пружин знаходимо з формули (6.45)

Зусилля притискання знаходимо з формули:

,

З урахуванням виразів для зусиль отримаємо рівняння

,

де - кількість поверхонь тертя у гальм та у муфти відповідно.

З рівняння визначимо площу поршня циліндра:

Для зблокованих гальм з муфтою (див. рис. 6.4) використовують кільцевий циліндр, тому розрахунки діаметрів поршня та циліндра проводимо по формулам

та

4.6.6. Розрахунок гальм проводиться по гальмівному моменту [4; 6, с. 303 - 304; 10].

,

де – момент інерції ведених деталей приводу, який приведений до валу гальма, що обертається з кутовий швидкістю ; – кут гальмування, рад.

Момент інерції приводу визначається спрощенням конфігурації деталей (не враховуються зуби шестерень, радіуси заокруглень, шпонкові пази, малі отвори в дисках і т.д.).

Кут гальмування залежить від типу преса. Для листоштампувальних пресів , для гарячештампувальних – , для горизонтально-кувальних машин і автоматів .

4.6.9. Гальма, як і муфти, перевіряються на зношування. Рекомендовані значення ті ж, що і для муфт (див. п. 4.6.6).