Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

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

.pdf
Скачиваний:
13
Добавлен:
23.10.2023
Размер:
28.4 Mб
Скачать

следовательно,

vn = со#

sin a +

k-2 sin a cos a \

2 V i — &2 sin2 a)

 

 

 

 

 

или, полагая, что со =

J

^

r\ 1

 

 

 

0,1/г, а также принимая

2 sin a cos a = sin 2a; ]/1 — /г2 sin2 а я* 1,

получим окончательно

 

 

 

 

 

vn я* 0, In#

sin a -)- ~ sin 2a ^ .

Таким образом, скорость ползуна при принятых постоянных величинах # , п я k является функцией угла поворота кривошипа вала. Практически в период выполнения прессом технологиче­ ских переходов угловая скорость со может уменьшаться за счет снижения числа оборотов вала маховика, поэтому будет несколько

изменяться и скорость

vn.

 

 

 

 

 

 

В дезаксиальном механизме скорость vn ползуна определяется

по формулам

 

 

 

 

 

 

 

 

vn = со# ^sina'

+

~

sin 2a' ± R cosa'^

или

 

 

 

 

 

 

 

 

vn я* 0,1tiR f sin a ' -j-

sin 2a'

± kXcosa'^j .

Знак «плюс» — для положительного

дезаксиального меха­

низма; «минус» — для

отрицательного.

 

механизма

Ускорение

ползуна

для

аксиального

 

/п = —со2#

(cos a

+

k cos 2a)

 

я* — 0,01 n2#

(cos a

-|- k

cos 2a).

Ускорение

ползуна

для

дезаксиального механизма

 

/п = — со2#

(cos a '

+

k

cos 2a' ±

 

 

±

k

X sin a');

 

 

 

/п я* —0,0In2#

(cos a'

+

k

cos 2a' ±

 

 

±

k

X sin a').

 

 

Знак «плюс» — для положительного дезаксиального механизма;

«минус» — для

отрицательного.

 

 

 

 

Крутящий момент на главном валу пресса: Мкр = # нт кр [23].

Для аксиального механизма

 

 

 

 

 

 

 

/ИКр =

#„/пкр =

#„ (п!кр +

т£р) =

 

 

 

 

 

 

 

+ k) ra + krB+ г0]

 

 

 

 

 

 

 

 

рс0 sin (б + аш)

# к cos аш

6 А. А. Игнатов

81

Для дезаксиального механизма

 

 

Мкр = Ри (тТр

А

sin 2а' ± kkcosa') -\

 

2

 

Р[(1 + k ) r a + ferB -f Г0]

+Що sin (6 -f аш)

RKcos аш

Знак «плюс» — для положительного дезаксиального меха­ низма, «минус» — для отрицательного.

В формулах приняты следующие обозначения: т кр — суммар-

ное приведенное

плечо крутящего момента;

ИД

 

ткр — приведен­

ное плечо крутящего момента для идеального

механизма; ШкР

приведенное плечо крутящего момента трения;

р — коэффи­

циент

трения в

шарнирах

кривошипно-шатунного

механизма;

/у, гв;

го— радиусы опор:

га — шейки кривошипа; гв— оси

крепления шатуна с ползуном; г0 — боковой

опоры вала; а ш —

угол зацепления колеса и малой шестерни; б — угол (см. рис. 51); R K— радиус колеса зубчатой пары пресса.

ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К КРИВОШИПНО-ШАТУННЫМ МЕХАНИЗМАМ

Во всех конструкциях кривошипных горячештамповочных прессов главный вал, как правило, имеет эксцентриковую форму, что придает ему наибольшую жесткость и прочность.

При конструировании кривошипно-шатунного механизма прес­ сов необходимо учитывать, что в ряде существующих конструк­ ций прессов жесткость главного вала шатуна и ползуна недоста­ точна и не обеспечивает возможности получения стабильных раз­ меров поковок. Прочность главного вала, его опор, шатуна недо­ статочна, что особенно может выявиться при авариях и распоре прессов, вызывающих двукратное и большее их нагружение про­ тив номинального усилия.

ГЛАВНЫЕ ВАЛЫ И ИХ ОПОРЫ

ВСТАНИНАХ ПРЕССОВ

Впериод выполнения прессом технологических операций со­ противление деформированию заготовки воспринимается системой:

инструмент, ползун, шатун, главный вал с опорами, станина. От их работы зависит надежность пресса в целом. Эта система, подвергаясь нагружению, упруго деформируется. Обычно на долю деталей пресса (главный вал с опорами, шатун, ползун с ин­ струментом) приходится деформация, равная 70—75% общей деформации пресса. Следовательно, нужно стремиться к увеличе­ нию жесткости этих деталей, которая во многом зависит от жест­ кости главного вала и его опор.

82

Рассмотрим типовые конструкции главных валов прессов. На рис. 53 приведен главный вал пресса ЗИЛ (Рн = 2500 тс) до модернизации, который расположен в цельных (круглых) опорах. В модернизированном главном валу диаметр боковых опор вала с 0 520 мм увеличен до 0 585 мм, кроме того, радиус кри­ вошипа вала с R = 200 мм уменьшен до R — 177 мм, что значи­ тельно увеличивает надежность вала.

На рис. 54, а показан старый вал пресса НКМЗ до модерниза­ ции и новый вал модернизированного пресса со сквозными отвер-

А А-А

ьзз

 

 

 

 

 

 

Рис. 53. Главный

вал пресса ЗИЛ (Рн = 2500 тс)

 

 

стиями (рис. 54, б)

для тяги, связывающей управление тормоза

с муфтой, в старом

с 0

120 мм и в

новом с 0

175 мм.

В

ста­

ром валу ширина эксцентрика /а =

590

мм, в новом la =

500

мм.

Уменьшение длины

/а ухудшает

работу бронзовой

опоры

вала

в шатуне.

 

вала пресса

Эймуко

(рис.

55)

состоит

Особенность главного

в том, что шлицевая ступица муфты монтируется на квадратную опору вала.

Главный вал пресса Шмерал LKM (рис. 56) расположен пер­ пендикулярно фронту пресса. Сравнивая его с валом пресса ЗИЛ, где вал расположен параллельно фронту пресса, следует отме­ тить небольшую общую длину вала пресса Шмерал — 2700 мм; длина вала пресса ЗИ Л — 3830 мм, причем длины боковых опор составляют каждая 995 мм. В вале пресса Шмерал правая опора равна 600 мм, левая — 500 мм. Следует отметить, что вал пресса Шмерал в процессе эксплуатации поломался через полгода с левой стороны (причина — плохое качество заготовки вала). Место из­ лома вала указано на рис. 56.

6* 83

0220А

Рис. 54. Главный вал пресса НКМЗ (Рн = 4000 тс):

а — до модернизации; б — после модернизации

малом числе оборотов вала, с последующей накаткой роликом, что способствует увеличению прочности валов.

Рассмотрим возможное разрушение главного вала в местах его соединения со ступицами муфты и тормоза. Так, в прессе ЗТМП (Ян = 2500 тс) старого выпуска наблюдались случаи скалывания шпоночных гнезд вала в месте крепления его со сту­ пицей муфты: в одном случае по направлению вращения главного вала, во втором— против вращения вала. Скалывание шпоноч­ ных гнезд главного вала в местах его крепления со ступицей муфты происходит в результате неправильного конструирования и подгонки сопрягающихся мест вала и ступицы.

Для лучшей подгонки необходимо шлифовать сопрягающиеся поверхности главного вала и ступицы или производить точную накатку вала и шлифование ступицы, как это принято при изго­

товлении приемного вала и ступицы в прессах Шмерал.

В одном

из

прессов приемный вал имеет 0

250^о,’ом мм,

а

ступица

0

250+о]ооо мм; максимальный

зазор

0,041 мм.

 

 

 

В прессах Нейшинел (Рн =

4000 и Ри — 2500 тс) и в прессах

Эджекс (Ри = 2000 и Рн = 1600 тс) принятые размеры

шпоночных

гнезд на валу и ступице указаны в табл. 15 (размеры даны округ-

Т а б л и ц а 1 5

Глубина шпоночного

Ширина

Отношение

паза,

мм

Пресс

 

шпоночного

ширины

 

паза на валу

шпонки

на валу

на ступице

и ступице,

к ее высоте

пресса

мм

 

ЗТМП,

Р н=

2000

тс

25,0

24,0

100,0

1 : 0,490

Нейшенел, Р н=4000 тс

47,2

32,2

114,3

1 : 0,695

Нейшенел, Р п

2500 тс

38,1

32,6

89,2

1 : 0,786

Эджекс,

Р н =2000

тс

25,4

25,4

76,2

1 :

0,665

Эджекс,

Р н=

1600

тс

25,4

25,4

76,2

1 :

0,665

ленно по наибольшему размеру без допусков). Там же приведены для сравнения размеры шпоночных гнезд пресса ЗТМП модели К-865 С (РИ= 2000 тс).

Опыт эксплуатации кривошипных горячештамповочных прес­ сов показал, что высокие и узкие шпонки при увеличенных раз­ мерах гнезд на валу и ступице, как в прессах Нейшенел (см. табл. 15), обеспечивают более надежное крепление ступицы на главном валу пресса.

В кривошипных горячештамповочных прессах наиболее на­ дежными должны быть соединения главного вала со шлицевой ступицей муфты, ступицей маховика и малой шестерней на прием­ ном валу. В процессе эксплуатации прессов ремонтники для повы­ шения надежности соединений вала и ступицы применяют их

88

посадку с подогревом. Это затрудняет последующий демонтаж ступицы с вала, но обеспечивает устойчивость этого соединения. В последнее время в кривошипных горячештамповочных прессах,

например

в прессе

НКМЗ модели

К-8546

(Рп =

4000 тс) при

посадке

шлицевой ступицы на главный вал,

ступицы маховика

и малой

шестерни

на

 

 

 

 

 

приемный

вал,

приме­

 

 

 

 

 

няется неподвижное сое­

 

 

 

 

 

динение с гарантирован­

 

 

 

 

 

ным натягом с после­

 

 

 

 

 

дующим

 

гидравличе­

 

 

 

 

 

ским

демонтажем.

 

 

 

 

 

 

На

рис. 60 показана

 

 

 

 

 

муфта

 

пресса

НКМЗ.

 

 

 

 

 

На главном валу с на­

 

 

 

 

 

гревом

посажена втул­

 

 

 

 

 

ка, имеющая кониче­

 

 

 

 

 

скую наружную поверх­

 

 

 

 

 

ность, на которую, в

 

 

 

 

 

свою очередь, монти­

 

 

 

 

 

руется шлицевая ступи­

 

 

 

 

 

ца с внутренней конус­

 

 

 

 

 

ной

поверхностью

при

 

 

 

 

 

подогреве

ступицы

до

 

 

 

 

 

температуры

250—

 

 

 

 

 

300° С. При таком соеди­

 

 

 

 

 

нении гарантируется не­

 

 

 

 

 

подвижность

ступицы

 

 

 

 

 

от

продольного переме­

 

 

 

 

 

щения по главному валу

 

 

 

 

 

и обеспечивается пере­

 

 

 

 

 

дача ею крутящего мо­

 

 

 

 

 

мента.

В настоящее вре­

 

 

 

 

 

мя

этот способ посадки

 

 

 

 

 

широко применяется на

 

 

 

 

 

ряде прессов, выпускае­

 

 

 

 

 

мых НКМЗ и ЗТМП.

Рис. 60. Фрикционно-пневматическая

муфта

Теоретически эта ме­

пресса НКМЗ модели

К-8546

( Р н =

4000 тс)

тодика соединений обо­

с посаженной

без шпонок шлицевой ступицей

снована

в

работе [27],

 

судостроении.

Считается,

такие

 

соединения

применяются в

что в рассматриваемом способе соединения деталей между сопря­ гающимися поверхностями при гидропрессовой распрессовке создается зазор за счет введения в соединение масла под высоким давлением. При этом диаметр втулки увеличивается, а диаметр вала уменьшается. Масляная пленка толщиной около 0,01 мм разделяет сопряженные поверхности. На рис. 60 показаны места для нагнетания масла. В местах подхода ко втулкам выполнены

89

круговые канавки, обеспечивающие круговую подачу масла.

Деталь легко демонтируется с вала

[27].

 

 

Работа сил трения на контактных поверхностях зависит от

величины

коэффициента трения и

контактного

давления

qK,

взаимосвязь между которыми

определяется по

формуле

[27 ]

 

_ 2Мтах

 

 

 

\ind2l

 

 

где qK=

800 -н 1000 кгс/см2;

Мгаах— максимальный крутящий

момент, передаваемый соединением;

р — коэффициент трения;

Рис. 61. Главный вал и его крепление в опорах пресса ЗТМП модели К-8544 (Рн = 2500 тс)

d — наружный диаметр вала (для конуса по его средней части); I — длина запрессованного участка.

Конусность соединения принимается 1 : 50н-1 : 80. При кони­ ческих соединениях, собираемых тепловым методом, необходимо проверять сопрягающиеся поверхности на отсутствие глубоких продольных рисок, поэтому рекомендуется при наличии рисок для распрессовки применять масло большой вязкости (вплоть до цилиндрового) [27]. В прессах ЗТМП новых выпусков изменены способы рассматриваемых соединений. В схеме 2 было указано, что опоры валов могут быть разъемными (регулируемыми). Опоры главных валов прессов должны обеспечивать: 1) правильное поло­ жение вала при работе, т. е. обе опоры расположены параллельно друг другу, и их центры не смещаются, особенно при регулиро­ вании опор; 2) оптимальную жесткость системы главный вал — опоры; 3) хорошую подачу смазки к бронзовым вкладышам опор.

Опоры необходимо жестко расклинивать в станине; не допу­ скается конструкция подвесных опор во избежание их отрыва за счет отдачи упругих сил при снятии нагрузки.

90

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ