Название: Автоматизация технологических процессов обработки металлов давлением - Курс лекций (Марченко В.Е.)

Жанр: Машиностроительный

Просмотров: 1868


4.2.2. расчет тягового усилия

 

При расчете фрикционного захватного органа определяется усилие сжатия валков (Рис.27,а для ленты) или роликов (Рис.27,6 для проволоки) Qj-ц, необходимое для осуществления передачи за счет силы трения тянущего (тягового) усилия СЬ-

Подпись:
Подпись:
11ри одном приводном валке: при двух  приводных валках:

Рис.27.Схема действу вл цих сил

В общем случае ігри количестве привод     х валков ZB расчетное усилие

составит:

 

где р - коэффициент надежности сцепления, зависит от ускорений, развиваемых при подаче; принимается р=1,5 2, большие значения принимаются при ускорениях больших 10 м/с",

Qj - тянущее усилие, определяемое схемой компоновки средства автоматизации,

ZB - число приводных валков,

i - коэффициент трения; для металла по металлу со смазкой J.I ~ 0,08-Ю, 12. Для захватного органа по схеме а):

 

где Zp число приводных роликов для варианта б)

 

где     ■■■■ нормальное усіілИе.

Согласно схеме действующих сил (рис.27, б):

2&=^Ч   QP1 =20,, •sinа, si-rifi-

тогда

 

где a - угол наклона канавки к плоскости подачи заготовки. По усилию сжатия л ал ков (Qp^)   выбирают пружины или рассчитывают пневмоцилшщры.

1 .Определение усилия протягивания материала выполняется в соответствии с компоновочной схемой подачи (Рис.26).

Qz = On 1 Qtp 1 Qotp 1 Qhh

где        - тянущее усилие, G] і - вес петли, Ы,

Qil> — сила трения ленты о зеркало штампа, II, Qon>   сила трении о направляющие в штампе, Н, Qvn і - сила инерции, Н. Вес і іети и рассчитывается по максимальным параметрам ленты, допускаемой для данной подачи, и максимальной длине петли. Gn-WB-h-p-glO"9, где Ln - максимальная длина петли, мм,

Н - максимальная ширина ленты для данной подачи, мм, h - максимальная толщина лепти для данной подачи, мм, р - плотность материала лепты, кг/м , g - ускорение свободного падения, м/с2, Сила трения ленты о зеркало штампа рассчитывается по формуле: Qtp = Оі - ці ,

где   pi = 0,0ій-0,12 - коэффициент трения скольжения,

d - вес участка лепты между подающими и тянущими валками, Н.

 

Сила трения ленты о боковые направляющие рассчитывается для подпружиненных направляющих. Для свободных направляющих (без подпружинивания) силой трения можно пренебречь.

Оьтр ~ Qnp ■ Рт

где   Qui- - суммарное усилие пружин.

Сила инериии определяется также для ленты с максимальными размерами (параметрами) , перемещаемой на максимальный шаг, по формуле второго закона. 11м от» на:

Qjffl = ma,

где m - масса участка ленты между толкающими и тянущими валками и масса і іетли;

а-ускорение, с которым перемещается лента, м/с2.

Ускорение для подстановки в формулу определяется через шаг подачи

а = 0,144Н(—)

апод

где Н - максимальный шаг подачи, мм у

 

n - число ходов пресса в 1 мин,

аггод угол подачи по циклограмме работы пресса (обычно «под — 160-180\% 0,144 - коэффициент, переводный в СИ.

Рассчитанная величина   ускорения   должна   удовлетворять   условию : а <- 15 м/с3, т.к. превышение 15 м/с' резко снижает точность шага подачи.

 

Средняя скорость подачи определяется как отношение шага подачи (Н) ко времени подачи (перемещении) материала (чюд) (по никлої рамме): И

V

пол.ср

 

Перемещение материала происходит только в течение полуоборота кривошипного нала, поэтому время подачи составляет :

*лш - —, где п - число ходов пресса в I минуту. л

Тогда средняя скорость иода чи будет ;

 

а максимальная расчетная подача материала может быть :

* ПОД.,МАХ  ПОД.СР. ^llrl

Для храпового механизма V, юда- < 15 м/мин. Для фрикционной муфты обгона < 30 м/мин; для полых валков и дисковых тормозов <50 м/мин.

2. Для кривошипно-реечного механизма привода валковой подачи определение диаметра валка производится по формуле :

 

А& Леї

mz

где m модуль зубчатого зацепления между обоймой муфты обгона и рейкой, мм,

?. - число зубьев шестерни, связанной с рейкой,

і - передаточное число зубчатого зацепления между нижним валком и муфтой обгона,

е максимальный эксцентриситет при под ного пальца планшайбы, закрепленной на коленчатом валу пресса, мм,

(3 - 1,02 - 1,03 - коэффициент, учитывающий проскальзывание материала между валками,

 

щ - 0,1 - 0,25 - утл заклинивания муфты обгона, градус.

 

В приводах от вала пресса применяют передаточные механизмы (рис.28).

а —рычажно-роликовый механизм:

I           - спеп. рычаг с роликами; 2 - копир; 3 - двуплечный рычаг для регулирования утла поворота захватного органа; 4 - тяга; 5 — механизм периодического движения; 6 - рычаг.

ft — крикоишпно-рычажный механизмы:

7   регулируемый кривошип; 8 - шарнирная тяга: 9 - рычаг; 10 -механизм периодического днижения. в - кртошипно-реенный механизм:

II          - кривошип; 12 - тяга, оканчивающаяся рейкой; 13 - шестерни;

14 - механизм периодического движения.

 

Мри проектировании основной расчетной величиной является радиус кривошипа R в зависимости от іребуемою угла поворота захватного органа. Поэтому тяги 4,8 должны быть регулируемыми но длине.

Ориентировочно определяют R по формулам:

для a) R fa / ■ iQ - sin   ^ ; дляб)Я* /.sIh^y^-;

дляв)К«4^ + ^^

 

где / - длина рычага, приводящего механизм периодического движения, io — передаточное отношение двуплечего рычага,

фр — угол  поворота механизма   чах вата , причем для схемы а) и б) Фр< 131 рад (75°),

фо - угол заклинивания механизма периодического движения, в рад., d - начальный диаметр колеса, сопрягаемого с рейкой.

 

При наличии в схемах механизмов зубчатых переборов для увеличения угла фр при меньшем радиусе кривошипа R н расчетные формулы вводится передаточное отношение згою перебора (Ри с 30) :

для a) R к / -1.. - sin<Рр + ^° ;

щ

 

для 6)R« (-.им9' +:^° ;

 

для b)R^«^< 4

где ів - переда J оч ное от т ю 11 іе 11 ие зубчато і о і іерейора.

 

3. По расчетной схеме обгонной муфты можно определить ее геометрические параметры. На ролик действуют нормальные силы Ni и N2 и касательные силы трения p.iNi и

Для расчетов обычно принимаемся

Из ДООїЕ можно определить: a d

ОБ    2   7    a + d

eosa =      - -ft^V        

00    ^__<L D-d 2 2

Решение      уравнения даеп

,   D-сока- а

d =                   -

1 + cosa

Заклинивание ролика происходит при условии :

а < 2рмі ,

 

где   рьр2   -  утлы   трения В градусах.

D-cos2p — u

а          .

1 + cvslp

- 0,05-0,06, тогда а = 14-22°.

 

Подпись: Длина роликов принимается / = 1,5d, число роликов обычно составляет 4 -7 штук и зависит от возможности размещения их на диске муфты.

 

РисЗО.Схема привода валков от вала пресса через диск подачи

 

Можно определить усилия, действующие на ролики муфты.

Если применять материал для обоймы и диска муфты одинаковым, то

коэффициенты трения также будут одинаковыми.

Ці - и-. - її       и Nl=N?=N.

Величина крутящего момента, передаваемого муфтой, составит:

 

і

где Q3   усилие протягивания, Дп - диаметр валка,

Д - внутренний диаметр обоймы муфты,

і — передаточное число зубчатой передачи между нал ком и муфтой,

к - число роликов.

.. а Учитывая, чю ц. - lg р — tg -- , получим:

 

- и ,  а Д 2

После определения усилий и геометрических размеров муфты следует выполнить поверочный расчет1 на. прочность .злемептои об іон ной муфты.

В зонах контакта роликов с диском и обоймой, контактные напряжения определяются по формуле Герца:

 

'V    .'• I I

і де 1 — J (Л и і ia рол ика,

Iі - модулі, упругости материала, d - диаметр ролика,

D -диаметр криволинейной поверхности (контактная поверхность обоймы).

Для линии контакта ролика с обоймой муфты обгона : о,л -0,59 1---Ne(--— .

 

Для линии контакта ролика с плоской площадкой звездочки муфты: <т^-0,5у^ (D^;1/D^0).

Сопоставляя две последние формулы , находим, что большие напряжения возникают в месте контакта ролика с плоской площадкой. Поэтому поверочный расчет і наполняется для этого случая.

Конструкция работоспособна, если

<?К2^ [оък].

Для предогвращения коробления ленты н плоскости разъема штампа диаметр тянущих валков двусторонних подач увеличивается на 5\% против диаметра подающих валков.