Основные технические характеристики пресса К8046Б. Определение общего передаточного числа привода и разбивка его по ступеням передач

    1. Техническая характеристика машины

Основные технические характеристики пресса К8046Б приведены в таблице 1

Таблица 1

№ п.п.	Наименование параметра	Ед. изм.	Величина
1	Номинальное усилие	тс	4000
2	Ход ползуна	мм	200
3	Величина рабочего хода ползуна, соответствующая номинальному усилию пресса,	мм	5
4	Наибольшее число ходов ползуна: при постоянно включенной муфте при работе в автоматическом цикле с одним штампом при работе с ручной загрузкой и выгрузкой		12 5 6
6	Регулировка расстояния между столом и ползуном	мм	20
7	Размеры ползуна	мм	1620x1000
8	Диаметр стола	мм	1600
9	Количество инструментальных гнезд в столе		5
10	Жесткость пресса	тс/мм	1100
11	Усилие выталкивателя - нижнего - верхнего	тс	100 25
12	Ход выталкивателя - нижнего - верхнего	мм	100 60
13	Усилие пневмоподъемника	тс	0,5
14	Ход пневмоподъемника	мм	250
15	Электродвигатель главного привода - тип - мощность - частота вращения	квт об/мин	АК113-10М 160 590
16	Габаритные размеры - в плане - высота над уровнем пола - общая высота	мм	9550х6300 8540 12890
17	Масса	т	402

         Расшифровка марки

Расшифруем марку пресса К8046Б:

К – кривошипный пресс;

8 – группа-чеканочный и КГШП;

0 – тип-чеканочный кривошипно-коленный;

42 – размерный ряд машины по основному параметру (усилие – 40,0МН);

Б – модификация базовой модели.

           2. Структурная схема пресса К8046Б.

Структурная схема пресса К8046Б представлена на рис.2

                            3. Кинематическая схема машины.

Кинематическая схема пресса К8046Б представлена на рис.1

    4. Определение общего передаточного числа привода

                  и разбивка его по ступеням передач.

Общее передаточное число привода определяется по формуле:

 ([3]стр.14.)

где:  - частота вращения вала электродвигателя (об/мин);

- число ходов ползуна (ход/мин);

, - передаточное число зубчатой и клиноременной передачи.

В нашем случае:

      

            = 2 – 4 ([3]стр.15.) принимаем = 4

Передаточное число зубчатой передачи составит:

т.к.    применяется двухступенчатая зубчатая передача.

, где , – передаточные числа быстроходной и тихоходной ступени передач.

Разбивку общего передаточного числа двухступенчатого зубчатого привода произведем с помощью ограничительного контура ([3], стр.19).

Классификационная формула двухступенчатого зубчатого привода запишется в виде Р–222–222. Проведя из точки  на оси абсцисс вертикальную прямую до пересечения с кривой А (условие получения наименьшей инерционности на приемном валу) находим значение передаточного числа  тихоходной ступени, примерно равное 3,6.

Привод Р–222–222 наименьшими показателями массы и инерционности обладает при  и ,

Тогда 

Сравнивая полученные значения полученных передаточных чисел со стандартными, принимаем , .

Следовательно, передаточное число клиноременной передачи составит:

Определим числа зубьев зубчатой пары для быстроходной и тихоходной ступени передач.

Быстроходная передача:

Принимаем , тогда

Тихоходная передача:

Принимаем , тогда

    5. Определение типа кривошипного вала, его     

                  ориентировочные размеры.

Привод пресса закрытый шестерне - кривошипного типа.

Эскиз шестерне - кривошипного вала с двусторонним приводом представлен на рис. 3.

Рис. 3. Шестерне – кривошипный вал с двусторонним приводом.

Определим диаметр опорной шейки:

 , где - номинальное усилие пресса, МН;

 Принимаем

Длина шатунной шейки:

 

Длина шатунной шейки:

Длина опорной шейки:

Общая длинна эксцентрика:

Радиус кривошипа:

Радиус галтели:

Вал данного типа необходимо проверить графически (в масштабе) на обеспечение требуемой величины хода.

Графическое определение размера  представлено на рис. 4.

Принимаем

 М (1:4)

Рис.4 Графическая проверка размера

       6. Определение приведенных плеч моментов и их сумму на углах 0-90  

                               градусов с интервалом в 10 градусов.

Величина  приведенного  относительного  плеча  момента  машины определяется по формуле:

где: - приведенное относительное плечо идеальной машины;

- приведенное относительное плечо трения.

;

где, - коэффициент трения,

- коэффициент длинны шатуна, ,

  ([3], табл. 4.2 стр.56.)

- радиус шатунной шейки,  

- радиус шарнира,

- радиус опорной шейки,

;

;

где:    - радиус кривошипа,

- угол поворота кривошипного вала, .

При , 

При , 

Приведенное плечо крутящего момента при рабочем угле :

Для остальных углов, расчет производится аналогично.

Результаты расчетов сводим в табл. 2.

            7. Определение усилия на ползуне, допускаемое прочностью

                                             кривошипного вала.

Усилие на ползуне определяются в опасном сечении А-А вала, изображенного на рис. 3 по формуле:

;

где, - диаметр опорной шейки;

- предел выносливости при изгибе, зависит от материала вала – сталь 40ХН(У) ([3], табл. 4.5. стр. 59);

- коэффициент запаса прочности;

- коэффициент эквивалентной нагрузки;

- угол зацепления;

 - угол определяющий положение малой шестерни;

 - радиус зубчатого венца;

;

где,  - модуль,  

- число зубьев колеса, ,

 - константа прочности при кручении, зависящая от отношения:

Определяем усилия на ползуне, допускаемое прочностью  кривошипного вала при 

Для остальных углов, расчет усилия на ползуне производится аналогично.

Результаты расчетов сводим в табл. 2.

Для расчета крутящего момента на валу используют выражение:

Определяем крутящий момент при 

Для остальных углов, расчет крутящего момента производится аналогично.

Результаты расчетов заносим в табл. 2.

        8. Определение угла заклинивания, усилия заклинивания,

                                       момента заклинивания.

Угол заклинивания определяют по формуле:

                 

Определим значение силы, действующей на ползун в момент заклинивания.

;

где,  - приведенное относительное плечо в момент заклинивания;

                                                  Положение кривошипно-шатунного механизма при заклинивании

Определим наибольшую величину момента, который нужно приложить для снятия упругих сил в системе деталей кривошипно-ползунного механизма:

Наибольшая величина момента соответствует положению кривошипа при

      

                   9. Определение параметров тихоходной зубчатой передачи

Число зубьев шестерни:

;

Число зубьев колеса:

 

Модуль определяется по формуле:

  ([3], табл. 3.4, стр. 29)

Полученное значение модуля округляем до ближайшего стандартного:

Материал:   шестерня - 40ХН колесо – 45ГЛ(у)

Диаметры начальных окружностей:

  и

Диаметры окружностей вершин зубьев:

 и

Межосевое расстояние:

Ширина зуба:

Принимаем:  ([3], стр.26);

Для определения коэффициента формы зуба  необходимо установить коэффициент смещения инструмента для шестерни и колеса:

  ([2], табл.3.7,стр. 44);

Определяем коэффициент формы зуба:

   ([2], табл.3.8,стр. 45);

Для определения допускаемого усилия  необходимо определить крутящий момент, допускаемый прочностью зубьев зубчатого колеса , который получается в результате проверок. Для закрытых передач используют проверки 2 и 3.

Проверка 2.  Определение допустимого крутящего момента

передаваемого колесом, исходя из усталостной прочности зубьев колеса на изгиб.

где: - коэффициент формы зуба колеса;

  предел   выносливости   материала   колеса   при   изгибе   и симметричном цикле/

- коэффициент учитывающий степень перекрытия,  ;

коэффициент нагрузки при изгибе;

- коэффициент перегрузки при изгибе,

- коэффициент концентрации нагрузки,

- коэффициент эквивалентной нагрузки при изгибе, ([3], табл.3.5, стр. 33);

- коэффициент динамичности нагрузки в зацеплении,

- коэффициент, учитывающий нагружения передачи моментом, обратным