книги из ГПНТБ / Игнатов, А. А. Кривошипные горячештамповочные прессы

поверхностями) и реже многодисковые (с четырьмя и более тру­ щимися поверхностями).

Главные тормозные устройства можно классифицировать по ряду признаков: по механизму включения (торможения) — тор­ моза с периодическим включением за счет пружин и выключением из работы воздухом или периодическим включением и выключе­ нием специальной тягой; по типу трущихся поверхностей — тор-

Рис. 123. Главный ленточный тормоз пресса НК.МЗ (Рн = 4000 тс) (старого выпуска)

моза ленточные и дисковые; по типу лент — тормоза со сплошными лентами и с шарнирно-колодочными лентами; по типу охлажде­ ния — воздушное (в дисковых и ленточных тормозах) и водяное (в дисковых тормозах); по типу соединения с муфтой — тормоза, связанные с муфтой пресса специальной тягой, и тормоза, связан­ ные с муфтой только механизмом управления.

Рассмотрим типовые конструкции главных тормозных уст­ ройств, применяющихся в настоящее время в кривошипных горя­ чештамповочных прессах.

На рис. 123 и 124 приведены конструкции тормозных устройств прессов НКМЗ. Дисковый тормоз охлаждается проточной водой от цеховой магистрали, причем допустимая температура нагрева охла-

192

ждающей воды 50° С (рис. 124). Наружный диаметр трущейся поверхности тормоза равен 1280 мм, внутренний 1000 мм. При расчетном удельном усилии на диски тормоза qT = 2,7 кгс/см2 создается тормозной момент Л4Т = 1 600 000 кгс-см. Тормоз связан с муфтой пресса тягой, проходящей через проточку, вы­ полненную в главном валу пресса. Тяга, в свою очередь, связана с муфтой пресса, следовательно, торможение обеспечивается пру­ жинами муфты через тягу. Дисковый тормоз, применяемый в прес­ сах новых выпусков, увеличивает надежность прессов в работе.

А-А

Ленточному тормозу (см. рис. 123) присущи следующие недо­ статки: 1) неравномерное удельное усилие ленты на барабане тор­ моза, что приводит к неравномерному износу ленты, быстрому изнашиванию ленты на набегающем ее конце; 2) велики контактные напряжения в местах сопряжения ступицы с главным валом, что приводит к быстрому износу вала и ступицы; 3) менее удовлетво­ рительны условия охлаждения тормозного шкива в тормозе при малом количестве охлаждающих ребер и неправильном их распо­ ложении; ленточный тормоз в прессе НКМЗ (Рн = 6300 тс) при модернизации пресса в период его капитального ремонта заменен дисковым тормозом (рис. 125). Кроме того, воздушное управление тормозом выполнено бесконтактным. Модернизированный тормоз пресса и управление работают хорошо. На базе этого опыта на­ мечается замена ленточных тормозов, имеющихся на других прес­ сах.

На рис. 126 приведены конструкции главных тормозных уст­ ройств прессов ЗИЛ (Р„ = 2500 тс). Недостатки тормоза первого выпуска (рис. 126, а): 1) диаметр тормозного барабана при расчете выбран малым, поэтому его размер с 915 мм увеличен до 1200 мм; во втором случае тормозная лента работает менее напряженно; 2) система включения тормоза через рычаги оказалась сложна;

Рис. 125. Главный тормоз пресса НКМЗ (Рн = 6300 тс)

3) наблюдались частые случаи обрыва тормозной ленты тор­ моза.

Новая конструкция цилиндра тормоза более простая (рис. 126,6) и удачнее выполнена система регулировки натяжения тормозной ленты. Этот тормоз более компактный и надежный в работе.

В приложении 25 приведены данные по расчету обеих конструк­ ций тормозных устройств пресса ЗИЛ (Ри = 2500 тс) (рис. 126). С увеличением радиуса тормозного шкива R T от 45,8 до 60,0 см значительно улучшились условия работы тормоза. Так, среднее удельное усилие уменьшилось от 14,8 до 8,57 кгс/см2. Показатель износа также уменьшился от 12,8 до 8,95 кгс/см2, но продолжает все же оставаться высоким.

194

!

а — старого выпуска; б — нового выпуска

Тормоза пресса ЗИЛ работают напряженно. В процессе модер­ низации пресса ЗИЛ (Рн = 2500 тс) предложено разработать конструкцию дискового тормоза. В дисковом главном тормозе пресса ЗТМП модели К-8544 применяют вставки из ретинакса (рис. 127). Тормоз однодисковый, имеет хорошее охлаждение за

счет специальных каналов и охлаждающих ребер. Тормозные бу­ ферные пружины телескопического вида (12 шт.) предназначены для обеспечения больших усилий при их сжатии. Расчетное усилие одной пружины составляет 3080 кгс. Применение пружин такого типа объясняется необходимостью обеспечения на вставках из ретинакса удельного усилия qT = 19,8 кгс/см2. Общее усилие нажатия 29 100 кгс.

196

Как видно из приложения 26, в этом тормозе величина коэффи­ циента износа 6ИЗН= 4,3 кгс-м/см2-мин. В силовом цилиндре тормоза применяют уплотнения нового типа.

Тормоз, применяющийся в прессах Шмерал LKM типов А и В, многодисковый (имеет четыре трущихся поверхности), с наклад­ ками из феродо, прикрепленными к ведущим, силовым, дискам (рис. 128). Тормоз при помощи специальной тяги, пропущенной через отверстие главного вала, сблокирован с муфтой. Растормаживание тормоза осуществляется при помощи этой тяги, а также

Рис. 129. Вспомогательный тормоз (тормоз маховика) пресса ЗИЛ

(Р„ = 2500 тс)

давления воздуха, поступающего от муфты через отверстие в тяге к силовому цилиндру тормоза.Торможение осуществляется две­ надцатью цилиндрическими пружинами. Обнаружены некоторые недостатки тормоза: малый срок работы уплотнительных устройств и разрушение тормозных шпилек, на которых посажены пружины тормоза. Тормоз работает удовлетворительно.

Вспомогательные тормозные устройства, применяемые в криво­ шипных горячештамповочных прессах, служат для остановки махо­ вых масс при выключенном электродвигателе, муфте и включен­ ном главном тормозе (рис. 129, 130). Неудовлетворительную работу некоторых вспомогательных тормозов следует объяснить плохим их конструктивным исполнением. На рис. 131 приведен вспомога­ тельный тормоз прессов Нейшенел после модернизации, состоящей в замене фрикционного материала феродо ретинаксом, который может выдержать тяжелые условия работы с нагревом до высокой температуры.

197

\\

Рис. 130. Вспомогательный тормоз (тормоз маховика) пресса ЗТМП

ВидА

Рис, 131. Модернизированный тормоз со вставками из ретинакса в прессе Нейшенел (Ри = 4000 тс)

ТРУЩИЕСЯ МАТЕРИАЛЫ МУФТ И ТОРМОЗОВ

Срок службы фрикционных материалов, применяемых в ка­ честве обкладок дисков или вкладышей к ним, во многом опреде­ ляет работоспособность и надежность муфт и тормозных устройств кривошипных^горячештамповочных прессов. Быстрый износ или разрушение вставок и накладок приводит к резкому снижению срока службы рассматриваемых узлов прессов. При больших габаритных размерах муфт-тормозов, необходимых для обеспече­ ния значительных крутящих и тормозных моментов, во время вклю­ чения возникают ударные нагрузки. Работоспособность и надеж­ ность муфт и тормозов, определяемые сроком службы фрикционных материалов, зависят также и от тепловых нагрузок.

Вкачестве трущихся пар в муфтах и тормозах кривошипных горячештамповочных прессов применяются феродо-чугун, ретинакс — сталь, ретинакс—чугун, козид—сталь и др.

ВЭНИКМАШе, в лаборатории МАМИ, а также в других на­ учно-исследовательских институтах проведены испытания фрик­ ционных трущихся пар, применяемых в прессах: 1) фрикционные материалы на асбокаучуковой основе марки 63-7-67 и др., в паре со сталью СтЗ; 2) фрикционные материалы на асбосмоляной и асбо­ каучуковой основе марки ФК 16Л и др., разработанные Тамбов­ ским заводом асбестовых резиновых технических изделий (ТЗАРТИ), в паре со сталью СтЗ и с чугуном СЧ 21-40; 3) фрик­ ционный материал козид в паре с чугуном СЧ 21-40.

Оценку фрикционных свойств исследуемых трущихся пар про­ водили по коэффициенту трения и интенсивности их износа по массе. Как показали испытания, хорошей парой трения, с точки зрения передачи крутящего момента, является фрикционная пара ретинакс марки ФК 24А — чугун.

Фрикционный материал ретинакс ФК 16Л хорошо работает при сравнительно высоких температурах (порядка 300—600° С). По износу ретинакс ФК 16Л значительно (в 2—3 раза) уступает ретинаксу ФК 24А. Козид при малых удельных усилиях работает приблизительно так же, как и ФК 24А, но при 12 кгс/см2 и выше его износостойкость резко ухудшается.

Феродо 6КХ-1 удовлетворительно работает при малых удельных усилиях, но интенсивность его износа в 5—6 раз выше, чем у ретинакса ФК 24А. При больших удельных усилиях феродо 6КХ-1 (свыше 12 кгс/см2) работать не может— интенсивность износа зна­ чительно возрастает.

Исследования, проведенные в ЭНИКМАШе, показали, что

внаибольшей степени удовлетворяют условиям работы в прессах

иобладают лучшей износостойкостью следующие фрикционные материалы: 63-7-67, 63-5-58, 8-45-62 и 143-63.

Большим недостатком почти всех рассматриваемых фрикцион­ ных пар является нестабильность коэффициента трения при раз­ личных удельных усилиях, коэффициент трения существенно за­

199

висит от удельного усилия, в то время как скорость скольжения не оказывает большого влияния на его величины (при 1—7 м/с изменение на 10— 15%). При температуре до 240° С заметного уменьшения коэффициента трения не наблюдается. В процессе эксплуатации кривошипных горячештамповочных прессов, ра­ ботающих с феродо, установлена значительная зависимость рабо­ тоспособности муфт-тормозов от температуры их нагрева; причем срок службы этих узлов связан с интенсивностью охлаждения. Установлен также значительный рост износа трущихся пар после достижения ими в контактирующих поверхностях температуры выше 200° С.

Качество обработки поверхности диска трения в зависимости от механической обработки: токарная обработка — у 5, шлифо­ вание — V 7, в паре с ретинаксом ФК 24А при qT — 12-И8 кгс/см2 влияет только на продолжительность приработки трущихся пар, причем для шлифованных дисков длительность приработки уве­ личивается на 40—50%.

Проверку работоспособности муфт-тормозов кривошипных го­ рячештамповочных прессов со вставками в дисках необходимо про­

200

где kmn — расчетный показатель износа, кгс-м/см2-мин; Лтр — работа трения при одном включении, кгс-м; kB3— коэффициент взаимного перекрытия, равный отношению площади трения вста­ вок к площади кольца трения ведущего диска, для накладок из феродо kB3 = 1; пн— номинальное число ходов пресса по паспорту; Сп — коэффициент использования числа ходов пресса; п — число вставок; 5 — площадь одной вставки, см2; [&изн] — допустимый показатель износа для рассчитываемой конструкции муфты-тор­ моза, кгс-м/см2-мин.

В табл. 38 приведены рекомендации показателей износа ис­ следуемых фрикционных материалов.

РАЗМЕРЫ ДИСКОВ И ШЛИЦЕВЫХ СТУПИЦ МУФТ И ТОРМОЗОВ

В кривошипных горячештамповочных прессах в качестве фрик­ ционного материала применялось феродо с допускаемым расчетным удельным усилием —5 кгс/см2. Для передачи значительных кру­ тящих моментов (1 • 108 кгс-см и более) муфта имеет несколько тру­ щихся поверхностей. Таким образом, величина передаваемого крутящего момента определяет размеры дисков муфты.

Вприложении 27 приведены размеры трущихся поверхностей

идругие расчетные параметры для фрикционных муфт кривошип­ ных горячештамповочных прессов с накладками из феродо. Для пресса с Р н = 630 тс максимальный радиус трущейся поверхности

составляет — 1400 мм (диаметр 2800 мм). Отношение внутрен- D

в пределах 0,618—0,644. В приложениях 28 и 29 приведены раз­ меры шлицевых ступиц и ведомых дисков в муфтах-тормозах прес­ сов Шмерал LKM.

При больших диаметрах и малой толщине дисков создается опасность их прогиба, что приводит к снижению площади кон­ такта трущихся поверхностей. Очень важно обеспечивать необ­ ходимую прочность шлицевых зубьев ведущих дисков с зубчатым венцом муфты. В процессе эксплуатации прессов возможны износ и разрушение зубьев, так как в некоторых конструкциях ведущих дисков муфт часть зубьев удаляют для выполнения окон по охла­ ждению дисков.

Шлицевые ступицы в прессах Эджекс имеют более высокий срок службы по сравнению со шлицевыми ступицами других прес­ сов (срок службы шлицевых ступиц прессов Эджекс до 10 лет и даже более), что определяется небольшим удельным усилием, примене­ нием износостойких материалов и термообработкой зубьев.

В целях увеличения срока службы шлицевых соединений в кри­ вошипных горячештамповочных прессах необходимо: 1) увеличи­

201