Модернизация кривошипного пресса КЖ2538 усилием 6,3 МН, страница 2

2 – муфта                                                      12 – зубчатый венец вала

3 – опорные подшипники                           14 – главный вал

4 - опорные подшипники                            15 - шатун

5 – барабан                                                    16 - червяк

6 – ремень                                                      17 – вал

7 – ось                                                            18 - червячное колесо

8 – пневмоцилиндр                                      19 - электродвигатель

9 – роликовый подшипник

10,12 -  зубчатые колёса4. Определение общего передаточного числа и разбивка его по ступеням передач

Общее передаточное число привода

   ,         (1)

где      - частота вращения вала электродвигателя (  );

                     - число ходов ползуна ( ).

;

.

          Передаточное число клиноременной передачи

          принимаем: ([1],с.15,табл. 3.1).

          Передаточное число зубчатой передачи:  ;

.

Принимаем из стандартного ряда  ([1],с.22).

Для двух ступенчатой зубчатой передачи:

 - передаточное число быстроходной ступени передачи;

 - передаточное число тихоходной ступени передачи.

Пользуясь ограничительным контуром для разбивки общего передаточного числа зубчатого привода, определяем передаточное число тихоходной ступени передачи.

Тогда:

          Выбранные передаточные числа зубчатой передачи обеспечивают оптимальное соотношение массы и инерционности зубчатого привода в целом.

5. Выбор типа кривошипного вала

Существует ряд различных модификаций конструктивного выполнения коленчатых валов.

Обычно применяют кривошип постоянной длины, но всё чаще в некоторых прессах небольших усилий стали применять регулируемый ход. Невозможность регулирования длины хода особенно неблагоприятно сказывается на производительности прессов, предназначенных для вытяжки деталей различной глубины. При любой, даже незначительной глубине вытяжки ползун должен совершать полный ход.

Коленчатые валы выполняют в обычном исполнении с шатунной шейкой, заключенной между щёк колена, и как эксцентриковые валы, когда шатунная шейка представляет утолщение.

В данном прессе используется шестерне-эксцентриковый вал с двусторонним приводом. Расчетная схема данного эксцентрикового вала представлена на рис. 3.

Рис.3  Расчётная схема вала

6. Расчет кривошипного вала

Найдем :

 см.

Полученный размер  округляют до стандартного: см.

Остальные параметры вала определяем по ([1],с.46,табл.4.1) и округляем до стандартного.

Материал вала принимаем сталь 40ХН:  ([1],с.28,табл.3.3).

Диаметр шатунной шейки определяю графически см.

Длина шатунной шейки см.

Принимаем см.

Длина опорной шейки см.

Принимаем  см.

Общая длина эксцентрика  см.

Принимаем  см.

Радиус кривошипа см.

Радиус галтели:  см. Принимаем см.

Так как пресс однокривошипный, с двусторонним приводом, кривошипный вал будет выглядеть следующим образом:

Рис.3  Эскиз вала 7. Определение приведенных плеч моментов

В идеальной машине все усилия, передаваемые через рычаги, действуют по их геометрической оси. Величина  называется приведенным относительным плечом идеальной машины. Использование этого выражения существенно упрощает вычисление момента на коленчатом валу пресса:

где приведенное относительное плечо идеальной машины;

       приведенное относительное плечо трения.

        где коэффициент длины шатуна ([1],с.56);

           

       коэффициент трения ([1],с.70).

Определяем :

=см;

Определяем  для углов от  до с интервалом в

;

см;

см;

см;

см;

см;

см;

см;

см;

см;

Определяем :

см;

см;

см;

 см;

 см;

 см;

 см;

 см;

 см;

 см;

Таблица 2

Приведенные относительные плечи

	0	10	20	30	40	50	60	70	80	90
	3,31
	0	3,05	5,99	8,69	11,04	13,04	14,54	15,52	16,03	16
	3,31	6,36	9,3	12	14,35	16,35	17,85	18,83	19,34	19,31

Для расчета крутящего момента на главном валу используют выражение:

.

8. Определение усилия на ползуне допускаемого прочностью кривошипного               вала.

Усилие, приложенное к ползуну, допускаемое прочностью оси определяется по формуле:

,

угол, определяющий положение малой шестерни,  ([1],с.62);

          коэффициент запаса прочности, ;

          коэффициент эквивалентной нагрузки ;

           ([1],с.59,табл.4.5) – зависит от материала (в нашем случае сталь 40ХН);

      угол зацепления, ;

коэффициент, зависящий от отношения радиуса галтели и посадочного диаметра  

, по ([1],с.61,рис.4.7).

Результаты вычислений усилий на ползуне, допускаемых прочностью оси, а также крутящий момент на валу  заносим в таблицу 2

Таблица 3

Приведенные относительные плечи момента машины; усилие на ползуне,

допускаемое прочностью оси; крутящие моменты на валу.

9. Определение угла заклинивания, усилия заклинивания, момента заклинивания.

Угол заклинивания определяется по формуле:

Приведенное относительное плечо идеальной машины:

Приведенное относительное плечо момента:

Усилие заклинивания определяем по аналогии с усилием на ползуне, допускаемым прочностью оси: