Изучение конструкции, режимов работы и определение основных параметров кривошипного пресса К-116Г

Размещено на http://www.allbest.ru/

Лабораторная работа

Изучение конструкции, режимов работы и определение основных параметров кривошипного пресса К-116Г

Цель работы: изучить конструкцию пресса, составить кинематическую схему пресса, определить назначение каждой детали пресса и определить тип кривошипного пресса согласно классификации; изучить режимы работы пресса; определить основные параметры пресса: геометрические - график допускаемых усилий на ползуне и график пути ползуна в зависимости от угла поворота кривошипа; определить затраты энергии на холостом ходу пресса.

До проведения очередной работы студенту необходимо ознакомиться с ее содержанием и занести в тетрадь (вводник) для лабораторных работ основные положения выполняемой работы.

К выполнению лабораторной работы студент должен быть подготовлен: знать соответствующие разделы дисциплины, усвоить цель и порядок проведения работы. Подготовленность студента к проведению лабораторной работы проверяется путем опроса. Все расчеты, требуемые в лабораторных работах, выполняются каждым студентом самостоятельно.

После выполнения лабораторной работы студент оформляет отчет в соответствии с ГОСТом. Лабораторная работа считается выполненной после защиты у преподавателя, проводившего опрос.

Общие указания

Классификация кривошипных прессов

Кривошипные прессы, к которым следует отнести и ножницы, применяют для выполнения почти всех основных и заготовительных операций холодной и горячей штамповки из листового и сортового проката.

По технологическому назначению их подразделяют на три класса:

1) прессы для штамповки изделий из листовых материалов;

2) прессы для объемной штамповки поковок из сортового проката;

3) ножницы для разделки и разрезки прутков и листов.

Углубление технологической классификации связано с узким кругом работ, выполняемых на прессах, и их специализацией.

По функциональному назначению механизмы и системы современных кривошипных прессов можно разбить на пять групп:

· приводы,

· исполнительные механизмы,

· системы управления и контроля,

· механизмы настройки,

· системы смазки.

Общий признак кривошипных прессов - единообразие привода, состоящего из индивидуального электродвигателя, ременной и зубчатой передач. В системе привода предусмотрены сцепные устройства (муфты), позволяющие соединять и разъединять валы передач на ходу, и тормозные устройства для остановки механизмов в определенном положении. Кинематическое и конструктивное оформление привода может быть различным в зависимости от назначения и условий работы.

В основу классификации кривошипных прессов положены структурнокинематические признаки устройств исполнительных механизмов. Главным исполнительным механизмом называют кинематическую цепь, которая начинается от передаточного механизма привода и заканчивается рабочим органом с инструментом, предназначенным для осуществления технологического формоизменения заготовки.

По структурному строению следует различать прессы простого и многократного действия.

Прессы простого действия имеют только один главный рабочий орган. Некоторые типы таких прессов оснащают дополнительными устройствами для прижима листа, выталкивания изделий, автоматической подачи заготовки и др. Эти устройства, встраиваемые в имеющуюся конструкцию, представляют собой привнесенные элементы. В каждом отдельном случае пресс может работать без них, выполняя те операции, для которых его чаще всего используют. Например, универсальный листоштамповочный пресс простого действия может работать без прижимной подушки.

Для выполнения дополнительных функций, обусловленных характером технологического процесса (подача, резка, прижим заготовки и др.), в прессах простого действия применяют специальные исполнительные механизмы. В зависимости от назначения их подразделяют на рабочие и вспомогательные.

Прессы многократного действия содержат несколько рабочих и вспомогательных механизмов, необходимых для выполнения дополнительных функций.

Порядок проведения работы и составления отчета

1.1 Кривошипные прессы. Необходимо знать, что на кривошипных прессах выполняют различные операции горячей и холодной объемной штамповки, листовой штамповки и резки металла.

Из общего парка кузнечно-прессовых машин в нашей стране более 60% составляют машины с кривошипным приводом.

Выпускаются различные типы кривошипных прессов с номинальным усилием от 250 до 100000кН (25-100000тс) и более.

Рабочие части кривошипных машин за время рабочего хода имеют жесткую кривую изменения скорости. Форма кривой зависит от кинематики привода. Скорость продвижения ползуна достигает 0,5 м/с, а время рабочего хода машины не менее 1 с.

В процессе эксплуатации оборудования, его модернизации часто необходимо определить основные характеристики пресса. На основании этих данных производится проверка данного пресса к выполнению заданной технологического операции.

К основным параметрам кривошипного пресса относятся:

· номинальное усилие PH;

· номинальный недоход dH;

· ход ползуна S наибольший и наименьший;

· регулировка длины шатуна lш;

· наибольшее расстояние H между стволом и ползуном в его нижнем положении при наибольшем ходе;

· расстояние от оси ползуна до станины;

· размеры ствола B1 и H1;

· размеры отверстия в столе;

· толщина подштамповой плиты h;

· число ходов ползуна в минуту.

Важной характеристикой кривошипного пресса является график усилий на ползуне, допускаемых прочностью деталей пресса. График технологических операций обязательно находится внутри графика допускаемых усилий.

Для расчета параметров технологии также необходимо знать значения пути ползуна в функции угла поворота кривошипа.

Одной из характеристик степени совершенства конструкции кривошипного пресса является уровень затрат в холостом ходу. При этом действие сил, веса и инерции при наличии трещин в подшипниках и шарнирах привода обуславливает появление больших моментов сопротивления.

Кроме того, в общем цикле работы пресса доля времени холостого хода значительна.

В связи с этим, в общем балансе энергии, затрачиваемой прессом, около 50% энергии расходуется во время холостого хода.

1.2 Оборудование, приборы, инструмент.

Кривошипный одностоечный пресс К-116 Г, линейка ГОСТ 17435-72, штангенциркуль ГОСТ 166-80, кронциркуль, секундомер ГОСТ 5072-77.

1.3 Порядок выполнения работы.

Изучите конструкцию пресса, определите назначение каждой детали и составьте кинематическую схему.

Определите тип пресса по технологическому назначению, по кинематическому признаку, по типу станины, по расположению плоскости движения ползуна к положению кривошипа.

Определите возможные режимы работы кривошипного пресса, проведите замеры геометрических параметров пресса, данные занесите в таблицу 1.

Таблица 1. Параметры пресса.

Выполните эскизы маховика, кривошипного вала, шатуна.

Постройте график допускаемых усилий на ползуне, определяемых прочностью деталей пресса.

Определите усилия на ползуне, допускаемые прочностью кривошипного вала.

Для опасного сечения А-А кривошипного вала (рис. 1.1) усилие определяется по формуле:

где - усилие на ползуне, МН;

da = 130 мм - диаметр кривошипного вала;

a = 292 мм - расстояние;

l = 23.75 мм = эксцентриситет,

б - угол поворота кривошипа;

[у] - допускаемое напряжение при работе в режиме единичных ходов [у] = 140 МПа; в режиме автоматических ходов [у] = 240 МПа.

Расчет проводится для значений углов б от 0° до 90є через каждые 10є.

Результаты расчетов занесите в таблицу 2.

Таблица 2. Значение усилия на ползуне.

Определите усилие на ползуне, допускаемые прочностью шатуна.

Усилие определяем по формуле:

,

кривошипный пресс холостой вал

Результаты расчетов занесите в таблицу 3.

Таблица 3. Значение усилия на ползуне.

Определите допускаемое усилие из условий прочности резьбы шатуна.

Допускаемое усилие определяйте по формуле:

где Рд.ш. - усилие на ползуне, МН;

[у] - допускаемое напряжение (для стали 45[у] = 250 МПа, для чугуна [у] = 70 МПа)

в = 155 мм - ширина шатуна в сечении А-А;

h = 190 мм - высота шатуна в сечении А-А; r = 47 мм - радиус шатуна в сечении А-А;

f = 0.08 мм - коэффициент трения;

rв = 60 мм - радиус шаровой пяты;

rа = 115 мм - радиус шатуна;

х = 208 мм - расстояние;

L = 566 мм - межцентровое расстояние.

1.4 Определите допускаемое усилие из условия прочности резьбы шатуна.

Допускаемое усилие определяется по формуле:

где Рд.р.ш. - допустимое значение;

Дн = 92 мм - наружный диаметр резьбы;

Двн = 90 мм - внутренний диаметр резьбы;

Z = 60 мм - число витков резьбы;

[у см] - допускаемое напряжения сжатия материала резьбы шатуна (для стали 45[у см] = 80 МПа)

Постройте график пути ползуна в функции угла поворота кривошипа. Перемещение ползуна определяется по формуле:

где Sn - перемещение ползуна, мм;

rкр = 115 мм - радиус кривошипа;

б - угол поворота кривошипа;

К- коэффициент шатуна;

где Lш = 578 мм - длина шатуна.

Результаты расчета занести в таблицу 4.

Таблица 4. Зависимость пути ползуна от угла поворота кривошипа

Определите момент инерции деталей привода, приведенный к валу маховика.

У исследуемого пресса момент инерции деталей в основном определяется моментом инерции маховика І = Імх. Момент инерции маховика определяется суммой моментов инерции диска, кольца и ступицы (см. рис 2.3) по формуле:

Імх = Ід + Ік + Іс

где Імх - момент инерции маховика,кг•мІ;

Ід - момент инерции диска, кг•мІ;

Ік - момент инерции кольца, кг•мІ;

Іс - момент инерции ступины, кг•мІ;

В общем случае диск, кольцо и ступина представляют собой кольца, вращающиеся относительно центральной оси.

Для кольца, вращающегося относительно центральной оси, момент инерции определяйте по формуле:

где Ік - момент инерции кольца, кг•мІ;

R и r - соответственно наружный и внутренний радиус кольца, м;

h - высота кольца, м;

г = 7815 кг/мі - удельный вес материала;

g - ускорение земного притяжения, м/сІ;

Определите nx - число ходов ползуна, которое будет совершено до его полной остановки после выключения двигателя.

Включите пресс. После разгона маховика до остановившегося числа оборотов на минуту в момент нахождения ползуна в верхнем положении, отключите электродвигатель и подсчитайте число ходов ползуна до его полной остановки. Эксперимент проделайте не менее трех раз, и вычислить среднее значение nx.

Определите затраты энергии на холостом ходу пресса.

Затраты энергии на холостом ходу пресса определяйте по формуле:

где Аxxnx - работа холостого хода;

І - момент инерции маховика, всех подвижных деталей привода и исполнительного механизма приведенных к валу маховика, кг•мІ;

nмх - число оборотов маховика в минуту;

nх - число ходов ползуна, которое будет совершено до его полной остановки после выключения электродвигателя.

Результаты замеров и расчетов, выполненных при проведении работы, занесите в таблицу основных параметров кривошипного пресса (табл. 5).

Таблица 5. Основные параметры кривошипного пресса

Содержание отчета.

В отчете необходимо указать цель работы, ее краткое содержании и привести согласно пунктов "Порядка волнения работы" результаты изучения конструкции пресса, режимов работы и определения основных параметров.

Размещено на Allbest.ru