Конструирование кузнечно-штамповочного оборудования

1. Общий вид (1 лист)

2. Главный исполнительный механизм (1 лист)

3. Муфта включения (1 лист)

4. Тормоз (1 лист)

5. Эксцентриковый вал (1 лист)

6. Исследование (1лист)

1. Описание пресса и общие принципы функционирования

кузнечный штамповочный оборудование пресс

Пресс предназначен для горячей штамповки поковок из черных и цветных металлов из штучных нагретых заготовок и может применяться как в составе автоматизированных комплексов, так и в качестве самостоятельной технологической единицы.

Конструктивно пресс состоит из ряда узлов, механизмов и элементов, установленных и собранных вместе на станине пресса.

Вращение от главного электродвигателя через клиноременную передачу передается на маховик. Шкив, клиновые ремни, маховик и другие вращающиеся детали муфты закрыты металлическим кожухом, с целью избежать опасности риска при обрыве клиновых ремней.

При включении муфты крутящий момент от вращающегося маховика передается на эксцентриковый вал. Муфта и колесный центр закрыты защитным кожухом.

Тормоз служит для остановки эксцентрикового вала и ползуна после выключения муфты. Для удобства и безопасного обслуживания тормоза и командоаппарата предусмотрена площадка, которая имеет рифленый пол и ограждение. Вход на площадку у тормоза и верхние площадки заблокирован.

Эксцентриковый вал служит для передачи усилия и движения ползуну пресса. В ползуне расположены механизм регулировки закрытой высоты пресса и верхний выталкиватель, выполненный в виде гидроцилиндров, встроенных в подштамповую плиту.

В ползуне и столе пресса предусмотрено крепление верхней и нижней половин штампового блока с помощью автоматических зажимов, которые устанавливаются в специальных выборках ползуна (на фронтальной и задней поверхностях ползуна) и на боковых сторонах окон стоек станины, а также предусмотрена возможность крепления с помощью специальных болтов. Предусмотрена обязательная фиксация нижней плиты штампового блока слева направо и спереди назад с помощью специальных шпонок. Фиксация верхней половины штампового блока слева направо и спереди назад может быть осуществлена за счет шпонок, установленных на надштамповой плите, закрепленной на ползуне пресса.

Зона перемещения ползуна с узлом регулировки закрытой высоты, находящегося с задней стороны пресса, закрыта металлическим кожухом во избежание непосредственного контакта обслуживающего персонала с механизмами и узлами в вышеуказанной зоне. Около узла регулировки закрытой высоты имеется площадка для обслуживания.

На прессе спереди установлен защитный кожух, который закрывает ползун, чтобы избежать контакта оператора с ползуном.

Нижний выталкиватель рычажно-гидравлический предназначен для выталкивания поковки из штампа и удерживания ее на определенной высоте.

На верхней плоскости станины монтируются: установка главного электродвигателя, уравновешиватели и приспособление для вывода пресса из распора.

В стойках на станине пресса и в отъемных шкафах расположены: пневмо- и электрооборудование, маслораспределители систем смазки пресса.

Для безопасности и удобства обслуживания узлов и механизмов пресса к станине крепятся площадки, ограждающие перила и лестницы. Поверхности площадок покрыты ребристым металлическим листом. В нижней части лестницы установлен конечный выключатель, блокирующий включение главного электродвигателя при нажатии на подпружиненную ступеньку лестницы.

Техническая характеристика

3. Кинематические параметры

При проектировании кривошипного пресса того или иного типа необходимо установить его кинематические параметры, т.е. найдя законы изменения перемещений, скорости и ускорения исполнительного звена - ползуна, определить максимальный значения этих параметров, а так же их значение в период рабочего хода.

Кинематическая схема пресса:

4. Эксцентриковый вал

Узел эксцентрикового вала является одним из основных узлов пресса и служит для передачи усилий и движения ползуну пресса.

Вал расположен параллельно фронту пресса, вращается в неразъемных корпусах подшипников которые крепятся к станине пресса болтами. Посадочные зазоры между расточками станины и корпусам подшипников выбираются клинами.Форма сечения корпусов подшипников обеспечивает их быстрый монтаж. В корпусах подшипников запрессованы подшипники скольжения которые смазываются маслом от централизованной системы жидкой смазки. Правый корпус является одновременно разгрузочной втулкой, на которой на подшипниках установлено зубчатое колесо муфты. В левом корпусе расположена упорная сборная ступица с бронзовыми кольцами фиксирующая вал от горизонтального смещения.

Регулировка зазора между упорным кольцом и бронзовыми кольцами производится комплектом прокладок.

5. Кинематический расчет

При проектировании кривошипного пресса того или иного типа необходимо установить его кинематические параметры, т.е. найдя законы изменения перемещений, скорости и ускорения исполнительного звена - ползуна, определить максимальный значения этих параметров, а так же их значение в период рабочего хода.

Определение основных кинематических параметров:

Ход ползуна пресса: H = 250 мм

Радиус кривошипа: R =125

Длинна шатуна: L=833

-коэффициент длины

Частота ходов: N = 90 минАА

Расчет значений пути ползуна, скорости и ускорения в зависимости от угла поворота кривошипа б рассчитывается по формулам ([2], стр. 11):

7. Расчет эксцентрикового вала в Ansys

Для расчета задачи в среде Ansys необходимо сделать сетку, т.е. разбить исходную модель вала на конечные элементы (рис.6). В зонах под подшипниками и на радиусах скруглений сетка должна быть «мельче» (8 эл-ов на радиусе скругления).

На каждом угле поворота прикладываем номинальную силу к ползуну и делаем пересчет на эксцентрик, по следующим формулам:

После моделирования смотрим распределение эквивалентных напряжений на валу. Угол 5є

Необходимо найти запас прочности коленчатого вала:

где - предел выносливости гладких образцов при ассиметричном цикле изгиба (МПа), - эквивалентные напряжения в опасном сечении (МПа), полученные в ходе моделирования.

8. Расчет вала математически

Определяем усилие, допускаемое прочностью вала по формуле:

9. Определение мощности электродвигателя

10. Расчет фрикционной муфты

Принцип действия:

При включении муфты сжатый воздух через воздухопроводящую головку поступает на круговой поршень с манжетным уплотнением по внешнему диаметру. Движение поршня передается на диски муфты. Ведущие диски своими зубьями перемещаются в шлицах зубчатого венца, укрепленного в зубчатом колесе, ведомые - в шлицах зубчатой ступицы, закрепленной клиновыми нестандартными шпонками на квадратной консоли эксцентрикового вала.

Чтобы избежать трения между расцепленными дисками муфты при холостом вращении маховика, зазор между дисками должен быть не менее 0,5…0,8 мм.

Определение размеров и усилия муфты:

- КПД клиноременной передачи;

1. Банкетов А.Н., Бочаров Ю.А., Добринский Н.М., Ланской Е.Н. Кузнечно-штамповочное оборудование. М.: Машиностроение, 1970, 600 с.

2. Ланской Е.Н., Банкетов А.Н. Элементы расчета деталей и узлов кривошипных прессов. М.: Машиностроение, 1966, 380с.

3. Кузнечно-штамповочное оборудование. Атлас конструкций. М.: МГТУ «Станкин», 1995, 176 с.

4. Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Детали машин. М.: Высшая школа, 1990, 399 с.

5. О.П.Леликов Основы расчёта и проектирования деталей и узлов машин.

6. ГОСТ 9408-89.

7. Живов Л.И., Овчинников А.Г., Складчиков Е.Н. Кузнечно-штамповочное оборудование: Учебник для вузов / Под ред. Л.И. Живова. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2006. 560 с.: ил.

8.Методические указания "Проектировочный расчёт муфт и тормозов" к выполнению курсового проекта для студентов очной и заочной формы обучения по специальности 15020165 - Машины и технология обработки металлов давлением/ Каплин А.Ф., Фазулин Э.М. М.: МГТУ "МАМИ", 2010. 46 с.

Размещено на Allbest.ru