Расчет момента инерции маховика .

 

,             

 

где А_М =304982,48 Дж – работа маховика во время рабочего хода(см.далее!);

k _ф = 0,84 – коэффициент, учитывающий форму графика момента сил сопротивления на кривошипном валу;

Коэффициент k _ф определяется по формуле / 1 / ;

- для прессов, работающих в режиме одиночных ходов

     (5.2)

j – коэффициент неравномерности хода маховика

j =2  k ( S _н + S _р ); (5.3)

j =2* 0.85 *1,4*(0,015+0,04)=0,14;



 = 0,85 – коэффициент, учитывающий относительные потери холостого хода, определяется по / 1 / в зависимости от коэффициента k, номинального скольжения двигателя S _н и отношения A _х/A _О; здесь

A _О = A _р + A _в;

A _х/A _О=0,47 

n_m = n _дв / i _кл =980/5 = 196 об/мин

  _M = П* n_m /30 = 3,14*196/30 = 21 – угловая скорость маховика, с^-1;

 

В период рабочего хода t_p работа двигателя, отнесенная к валу ведущего кривошипа, составляет A _др = N _н t_p  _о, / 1 / 

где t_p – время рабочего хода

t_p = t _дх  _р / 360.

t _дх =60/40=1,5 с ;

 _р=35 град. ;

t_p = 1,5*35/360 = 0,165 c .

A _др = N _н t_p  _о =145906*0,165*0,95 = 20098,55 Дж

Тогда работа маховика, дополняющая до общего уровня расход энергии в период рабочего хода, будет

A _{М =} A _р - A _др .            (5.4)         

A _М =325081 – 20098,52 = 304982,48 Дж ;

,

 

Необходимо проверить максимальную линейную скорость обода, которая ограничивается условиями прочности обода под действием центробежных сил

 

, (5.5)

 

где D_M – диаметр обода маховика ( по прессу аналогу ) - 2 м.

V = 2*21 / 2 = 21 м/с ≤ 40 м/с



Допустимая скорость [ V ] принимается равной 25 м/с для чугунных маховиков и 40 м/с – для стальных.

Мощность двигателя проверяется по времени разгона маховика :

 

                (5.6)

, с ≥ [ t_p ] = 10 с

Для обеспечения удовлетворительной работы двигателя и недопущения перегрева во время запуска ,применяем раздельный пуск двигателя с помощью системы сопротивлений .

Расчет КПД цикла и рабочего хода

Энергетическим коэффициентом полезного действия (КПД) технологической машины называется отношение полезно затраченной работы на преодоление технологических сопротивлений к затраченной работе в течение определенного периода времени.

Работа за цикл включает в себя полный расход энергии в приводе на изготовление одного изделия, а относительная доля полезно используемой работы на пластическую деформацию составляет

Эффективность привода кривошипного пресса оценивается по величине среднего КПД технологического цикла, или, иначе, цикловому КПД

 

 . (5.7)

 

Оценка энергетического совершенства ГИМ производится по величине КПД рабочего хода, который представляет собой КПД механизма за локальный период рабочего хода

Работа пластической деформации приближенно может быть определена по формуле [4]:

 

А_д= k _р ^.Р_м ^. h _р , (4.1)

где k _р – коэффициент полноты графика;

Р_м – максимальное усилие деформации;

h _р – база деформации, представляющая собой величина рабочего хода ползуна.

А_д= 0,175*25*10⁶*0,047 = 227500, Дж

А_д= 227500 Дж ;

 

КПД механизма за локальный период рабочего хода:

 

Проектировочный расчет муфты

Выбор типа муфты

Муфты прессов являются весьма ответственными узлами от которых в значительной степени зависит работоспособность и эффективность работы пресса. К ним предъявляют высокие требования, удовлетворение которых должно обеспечиваться при выборе типа узла. Основные требования следующие:

· надежность и безопасность работы, которые заключаются в гарантированном включении и отключении, исключении самопроизвольного включения;

· быстрота срабатывания и легкость управления;

· долговечность и ремонтопригодность.

В настоящее время в прессах применяют множество самых разнообразных конструкций муфт .

В современных кривошипных прессах наибольшее распространение получили фрикционные дисковые муфты с пневматическим приводом.

Ленточные и колодочные тормоза в настоящее время в системах включения кривошипных прессов практически не применяются и здесь не рассматриваются.

В зависимости от расположения опор вала муфты они делятся на консольные и межопорные.

Выбор схемы муфты зависит от многих факторов, основными из которых являются:

· тип привода пресса и форма станины;

· габаритные размеры маховика и фрикционного узла;

· удобство обслуживания и ремонта;

· место установки узла;

· требования техники безопасности;

· особенности эксплуатации пресса заданного технологического назначения и др.

При выборе схемы компоновки следует учитывать, что консольное расположение узла значительно облегчает его обслуживание. Однако для крупных прессов необходимо разгружать вал от веса муфты. При межопорном расположении узла обслуживание усложняется, однако обеспечивается более точная установка вала, улучшаются условия работы передач, повышается безопасность в случае поломок.

Специальные конструкции узлов позволяют решить некоторые конструктивные вопросы. Например, применение металлической диафрагмы, позволяет избавиться от шлицевого соединения ведущих дисков и износа манжет.

Жесткосблокированные муфты следует применять только в быстроходных прессах (число включений свыше 60 в минуту). Такие узлы имеют один пневматический цилиндр, что уменьшает металлоемкость узла и инерционность ведомых частей. В таких узлах подвод сжатого воздуха осуществляется через отверстие в валу, что требует тщательного контроля за состоянием уплотнений.

Важным вопросом при проектировании системы включения является выбор места установки муфты. Большие габаритные размеры узлов, зависящие от передаваемого момента и значительный расход энергии на включение, возрастающий с увеличением скорости вращения, являются противоречивыми факторами, требующими тщательного анализа.

Более детальный анализ и сопоставление конструкций узлов системы включения рассматриваются в курсе «Кузнечно-штамповочное оборудование».