Изучение устройства и определение основных параметров двухстоечного однокривошипного пресса

Номинальное усилие P_н [кН], это такое наибольшее усилие, которое может быть приложено к ползуну без ущерба для прочности основных деталей и узлов пресса в пределах номинального a_н угла поворота кривошипа. Номинальный угол отсчитывается от положения кривошипа, соответствующего крайней нижней точке перемещения ползуна в сторону противоположную вращению. Величина номинального угла зависит от типа пресса и его конструкции (для однокривошипных прессов простого действия с односторонним приводом и нормальным ходом рекомендуемый a_н=20°). Номинальный угол соответствует номинальному недоходу, т.е. величине пути ползуна до его крайнего положения, на котором пресс развивает номинальное усилие. Значения номинальных недоходов S_н приведены в ГОСТ 9408-89 (для кривошипного пресса усилием 250 кН с нормальными размерами стола при работе на непрерывных ходах S_н=0,4 мм, одиночных – 0,8 мм).

Длина хода ползуна S [мм] у кривошипных прессов – это путь, который ползун проходит при повороте кривошипа на 180°.

Величина перемещения S_a ползуна для центрального кривошипно-ползунного механизма определяется по формуле:

                            (1)

где     R – радиус кривошипа;

a - угол поворота кривошипа;

l - коэффициент шатуна, l=R/L (L – длина шатуна).

Максимальный ход ползуна для центрального кривошипно-ползунного механизма равен двум радиусам кривошипа.

При углах a в пределах до 30° обратная задача, т.е. нахождение угла поворота кривошипа при заданном положении ползуна, определяется из следующего выражения:

                           (2)

где     .

Частота ходов ползуна в минуту n [мин^-1] это величина, показывающая сколько раз в минуту в минуту ползун совершает полный цикл возвратно-поступательных движений. Этот параметр зависит от номинального числа оборотов электродвигателя и передаточного отношения привода пресса.

Частота ходов ползуна в минуту определяется непосредственным измерением тахометром числа оборотов главного вала (кривошипа) или исходя из передаточного отношения привода.

Передаточное отношение привода в пределах u£7,5¸10 можно обеспечить используя одну клиноременную передачу. Передаточное отношение клиноременной передачи:

                      (3)

где     n_эд – число оборотов электродвигателя в минуту;

d₂ – расчетный параметр большего шкива (маховика);

d₁ – расчетный параметр меньшего шкива;

e - коэффициент упругого скольжения (при нормальных рабочих нагрузках e@0,01¸0,02).

Расчетным диаметром d шкива является диаметр соответствующий окружности расположения центров тяжести поперечных сечений ремня.

Методика замера расчетного диаметра шкива приводится в литературе [3].

Ориентировочно d можно определить по формуле:

d=d_н-h                             (4)

где     d_н – наружный диаметр шкива;

h – толщина ремня.

Закрытая высота пресса H [мм] определяется расстоянием между опорными поверхностями стола и ползуна в его нижнем положении при минимальной длине шатуна и максимальном ходе ползуна. Эта характеристика указывает максимальную высоту штампа, который может быть установлен  на прессе при работе  с максимальным ходом ползуна.

Если на столе пресса установлена подштамповая плита, то ее толщину необходимо вычесть при измерении закрытой высоты. Толщина подштамповой плиты также является одним из параметров характеристики пресса и указывается в его паспорте.

Размеры стола и ползуна пресса указываются слева направо по фронту и спереди назад и служат для определения габаритных размеров в плане штампов, которые могут быть установлены на прессе данного типоразмера.

Расстояние от вертикальной оси ползуна до станины пресса, называемое также «вылетом ползуна» является дополнительным параметром характеристики конструкции  прессов с открытой станиной.

Кроме перечисленных, имеются и другие уточняющие параметры характеристики пресса. Сюда следует отнести расстояние между стойками станины пресса в свету, расположение и размеры отверстий для крепления штампов к ползуну и столу пресса и др.

Удельная масса пресса  определяется по формуле:

                          (5)

где     M – масса пресса (без средств механизации и автоматизации), кг;

P_н – номинальное усилие пресса, кН;

F – площадь стола, м²;

S – ход ползуна наибольший, м;

H – наибольшее расстояние между столом и ползуном в его нижнем положении при наибольшем ходе, м.

Удельный расход электроэнергии K_э [Вт/(кН^.мин^-1)] рассчитывается по формуле:

                         (6)

где     N – номинальная мощность электродвигателя главного привода, Вт;

P_н – номинальное усилие, кН;

n – наибольшая частота ходов ползуна, мин^-1.

При выборе пресса используется график усилий на ползуне, допускаемых прочностью главного вала. Расчет главного вала производится на усталостную выносливость при совместном действии изгибающих и вращающих моментов и поперечных сил. При этом для вала эксцентрикового типа с маховиком опасным является сечение в месте галтельного перехода опорной и шатунной шейки вала.

Величина допускаемого усилия P_D [Н] на ползуне по прочности главного вала определяется по формуле:

                  (7)

где     d₀ – диаметр опорной шейки вала, мм;

s_-1и – предел выносливости материала при изгибе с симметричным