Усовершенствование пресса для вырубки деталей верха обуви

Размещено на http://allbest.ru

Усовершенствование пресса для вырубки деталей верха обуви

В.Ф. Полетаев

Аннотация

В статье дано описание усовершенствованной конструкции пресса для вырубки деталей верха обуви. Предлагаемое техническое решение, связанное с переносом исполнительных силовых органов в поворотный ударник, позволяет уменьшить энергопотребление и рабочие нагрузки, повысить эффективность и качество работы пресса.

Введение

Изготовление обуви является сложным и длительным процессом, для выполнения которого требуется различное технологическое оборудование. Поступающее на предприятие сырьё вначале раскраивают на детали низа и верха обуви в подготовительных цехах: детали низа обуви - в вырубочных цехах, детали верха - в раскройных. В эти же цехах предварительно обрабатывают детали верха и низа.

Все технологические операции механизированы, за исключением раскроя материалов для изготовления модельной обуви. Детали обуви вырубают на прессах, которые по назначению подразделяют на прессы для вырубания деталей верха и низа обуви.

По типу привода различают прессы с электромеханическим и электрогидравлическим приводным устройством. Электрогидравлические вырубные прессы обеспечивают бесшумность и плавность работы, регулировку в широких пределах хода ударника, надежность, отсутствие поломок при перегрузках, безопасность эксплуатации и другие преимущества перед электромеханическими прессами.

По конструкции ударного механизма различают прессы с консольно закрепленным поворотным ударником, с верхней траверсой, с ударником, расположенным в подвижной каретке.

Для вырубки деталей верха обуви применяют электрогидравлические прессы ПВГ-8-2-О, ПКП-10, ПКП-16, Sсhёn, Атом и другие аналогичные прессы. В качестве рабочего органа эти прессы имеют консольно закрепленный поворотный ударник, при работе которого возможны перекосы.

Усовершенствованная конструкция пресса

При работе прессов существующих конструкций возникает один недостаток, который ведет к повышению брака при вырубке деталей обуви. Этот недостаток - перекос резака на вырубочной плите. Перекос консоли с ударником при вырубке деталей приводит к снижению качества вырубаемых деталей, появлению непрорубов и снижению производительности оборудования.

С описанным выше недостатком пытались бороться посредством увеличения усилия проруба, что приводило к увеличению энергоемкости и материалоемкости оборудования. В прессах усилие проруба увеличивалось от 80 кН (8 т) (в первых прессах) до 220 кН-250 кН (22-25 т) в прессах последних моделей.

Рис.1. Конструктивная схема пресса с поворотным ударником

Предлагаемая схема расположения ударника позволит исключить эти недостатки путем уменьшения перекоса ударника. Для этого рабочие гидроцилиндры размешены сверху ударной плиты, а сами гидроцилиндры закреплены на сферической подвеске [1]. На рисунке 1 представлена схема пресса с поворотным ударником. Пресс состоит из станины 1, консоли 2, опоры 3, цилиндра поворота консоли 4, рабочих гидроцилиндров 5, гидропривода 6, органов управления 7, механизма регулирования уровня подъема консоли 8, ударной плиты 9, сферической подвески, включающей основание 10, сферу 11, обойму 12. Работа пресса осуществляется следующим образом. Материал с резаком 13 укладывается на вырубную плиту 14. При поступлении масла под давлением от насоса к цилиндру поворота консоли 4 происходит поворот консоли 2 в рабочее положение, затем масло подается к рабочим гидроцилиндрам 5. Происходит опускание ударной плиты 9. Если ударная плита 9 коснется верхней плоскости резака 13 неравномерно, по линии, либо в точке, сразу же образуется сила и момент, которые будут поворачивать сферу II, а значит, и ударную плиту 9 так, чтобы контакт ударной плиты 9 и резака происходил по всей его верхней плоскости. Прорубание будет идти по всей замкнутой линии острия резака равномерно. Затем масло подается в цилиндр поворота консоли 4, и происходит отвод консоли 2.

Таким образом, предлагаемая конструкция ударного механизма имеет неоспоримое преимущество перед существующими конструкциями ударного механизма. Применение данной конструкции позволит повысить производительность прессов путем исключения вынужденных простоев, связанных с исправлениями брака при вырубке. Также данное усовершенствование позволит, согласно расчетам, снизить усилие проруба до номинальных 60 кН - 80 кН (6-8 т), т.к. вырубка самых больших по площади деталей обуви (голенища женских сапог) требует усилие проруба 6 тонн.

Расчёт технических характеристик

Расчет усилия вырубки. Рассмотри два варианта: первый - прогиб от зазора в рабочем цилиндре, от зазора в подшипниках, упругий прогиб, составляющие общий прогиб f1. Второй вариант: прогиб от зазора в подшипниках, упругий прогиб, составляющие общий прогиб f2.

Рассмотрим первый вариант (рис.2).

Рис.2. Общая расчётная схема - вариант первый

Дано:

М - масса подвижной части, консоль + поршень.

L = 500 мм.

Н = 500 мм.

Е = 2·105 Н/мм2 - модуль упругости стали.

f1 - упругий прогиб.

Расчет:

f1 = PL3/3EY

ц = f1/L = (P + Mg) L2

f2 - прогиб: от зазора в подшипниках

д - зазор в подшипниках

Составим пропорцию жесткой системы вал-консоль:

f2/д = L/H, f2 = дL/H

Y - геометрический момент инерции.

Y = bh3/12

Y = 53000 см4

Пример расчёта для схемы 1- А (рис. 3)

Рис.3. Схема для расчёта 1-А.

Возьмем ходовую посадку по 3-му классу точности в системе отверстия подшипников скольжения.

Макс. зазор: д - зазор = 200,090 - 199,805 = 0,285 мм.

Составим соотношение в жесткой схеме консоль-вал

f2/д = L/H

f2 = 0,285·500/500 = 0,285 мм

Пример расчёта для схемы 1- Б (рис.4)

Рис.4. Схема для расчёта 1-Б.

д1 = D-d, tgц = д/11

ц = д/11, при малых углах tgц = ц

д/11 = f3 /L, f3= дL/11

при 2-м классе точности d = 130 мм, по ходовой посадке

д1 = 40 + 90 = 130 мкм - макс. зазор

Тогда: f = f1 + f2 + f3

f = (P+Mg)L3/3EY+дL/H+д1 L/11

f=80000·125/106/3·2·105·53000·104+0,285·500/500+130·500/260=0,03+0,285++0,25 = 0,565 мм.

Рассмотрим второй вариант (рис.5)

Рис.5. Общая расчётная схема - вариант второй

m - масса подвижной части, шток-поршень

f = f1 + f2

f1 - упругий прогиб

fl=P13/3EY

f2 - прогиб от зазора в подшипниках

f2=дL/H

f2=P13/3EY+дL/H=0,03+0,285=0,315мм

Расчет гидроцилиндра. В предлагаемой конструкции пресса вырубную плиту толкают четыре гидроцилиндра. Общее усилие вырубки должно составлять 80·103Н, следовательно, на каждый гидроцилиндр приходится 2·104Н. Произведем расчет диаметра гидроцилиндра.

Рц = рD2/4·Рс

где Рц - усилие гидроцилиндра

Рс - давление масла в гидросистеме

D2 = 4Pц/Pc

D =

D= = 6,5 см.

Рассчитаем диаметр гидроцилиндра для возможного варианта, если в прессе будет 6 рабочих гидроцилиндров.

Рц = 1,35·104 Н

D = 5,35 см.

Рассчитаем диаметр гидроцилиндра, если в рабочем прессе вырубную плиту толкают 8 цилиндров.

Рц = 1·104 Н

D = 4,6 см

Произведем расчет диаметра гидроцилиндра, если в прессе будет 12 гидроцилиндров. пресс обувь ударник электромеханический

Рц = 0,5·104 Н

D = 3,2 см.

Расчет сферической подвески (рис.6)

Рис.6. Расчётная схема сферической подвески

f = 0,l - коэффициент трения сталь no стали при смазке; f = 0,2...0,4 - коэффициент трения сталь по стали без смазки; Р = 800 Н - усилие первичного контакта ударной плиты с верхней частью резака; F - сила, необходимая для сдвига подвижной массы по сферическим поверхностям,

F = Pf,

F = 800f (0,1...0,4) = 80...320 Н

сила, которая будет сдвигать подвижную массу, без смазки.

Из силового треугольника:

pi = pl + p2

pl = pi - p2

pl/pi = sinб;

pl = pi·sinб

Примем б=30є, конструктивно, тогда найдём

р1 > 320 Н, рi = р1/sinб = 320/0,5 = 640 H

Условие выполняется, так как 640 > 320, поэтому как только подвижная плита неравномерно коснется резака в каком либо месте, по линии, либо в точке, сразу же образуется сила и момент, которые будут поворачивать сферу, а значит, и плиту в горизонтальное положение. Прорубание будет идти по всей поверхности равномерно и центрировано.

Заключение

Разработана усовершенствованная конструкции пресса для вырубки деталей верха обуви. Предлагаемое техническое решение, связанное с переносом исполнительных силовых органов в поворотный ударник, позволяет решить несколько задач:

· Уменьшить максимальное усилие пресса до 60 кН (6 т);

· Повысить эффективность и качество работы пресса;

· Уменьшить энергию, потребляемую прессом;

· Уменьшить габариты и массу пресса.

Литература

1. Полетаев В. Ф. и др. Патент РФ на изобретение №2226971 (20.04.2004): Вырубочный пресс. М.: Стандарты, 2004.

Размещено на Allbest.ru