Кузнечно-штамповочное оборудование

     Где n – число оборотов вала в минуту;

            р – коэфф. использования ходов маховика (р = 0,5);

            λ – коэфф. шатуна;    λ  = R/L

            R – радиус кривошипа; R = е_в + е_э

            L – длина шатуна; (L = 520 мм)

            Р_ср – среднее усилие, действующее в течении рабочего хода; 

     Р_ср = 0,6* Р_н

           - рабочий угол;

            - допускаемое произведение эквивалентных величин;

      =800 кН/м с – шатунная шейка вала,

      =300 кН/м с – опорная шейка вала.

            Р_н – номинальное усилие, кН. 
 

     Принимаем l_О=160 мм. 
 

     Принимаем l_л=125 мм.

     Диаметр  ползунной сферической головки шатуна определяется по формуле /1,с.133,табл.15/ 

     Где     Р_н – номинальное усилие, кН;

      = 60 МПа – допускаемое  удельное усилие  для пары сталь  чугун.

      
 
 
 

     5.3. Определение приведенного плеча сил

     Коэффициент трения f при жидкой смазке в соответствии с рекомендациями /2,с.25/ принимается равным 0,06.

     Приведенное плечо трения определяется по формуле /2,с.24/

     

.

     

 мм.

     Приведенное удельное плечо определяется по формуле /1,с.64/ 

     где при λ = 0,1

 

     Приведенное плечо сил определяется по формуле /2,с.24/

     

,

     Произведем  расчеты для угла поворота коленчатого  вала a=10 град.

     Приведенное удельное плечо 

     Приведенное плечо сил

     

мм

     Результаты  расчета представлены в таблице  5.2.

     Таблица 5.2. - Зависимость величин приведенного удельного плеча и приведенного плеча сил от угла поворота кривошипного вала

 

     

     Рисунок 5.5. - График зависимости угла поворота кривошипного вала от приведенного плеча силы. 

5.4 Расчет усилий по ползуну, допускаемых прочностью коленчатого вала

     Общий коэффициент запаса прочности n в соответствии с рекомендациями /2, с. 54/ для кривошипных прессов принимается равным 1,3.

     Коэффициент эквивалентной нагрузки в соответствии с рекомендациями /2, с.58/ для кривошипных прессов принимается =0,8.

     Предел  выносливости при изгибе с переменным циклом для стали 45 (улучшение) равняется 360 МПа.

     Коэффициент, учитывающий параметры диаграммы  предельных напряжений, концентрацию напряжений, качество обработки и масштабный фактор, для сечения АА, определяется по рисунку /2, с. 55, рис. 2.18/. Для гладких валов диаметром 80 мм =2.

     Усилие  по ползуну, допускаемое прочностью вала в сечении АА, определяется по формуле /1, с. 140/ 
 

     Усилие  по ползуну, допускаемое прочностью вала в сечении ББ, определяется по формуле /1, с. 140/ 

     где d₀, l₁ – размеры коленчатого вала, м;

      - приведенное плечо силы, м.

          - предел выносливости при изгибе, кПа

( для  стали 40Х  = 360000 кПа);

         - коэффициенты, учитывающие параметры диаграммы предельных напряжений, концентраций.

         = 1,3 – коэффициент запаса прочности.

= 0,8 – коэффициент  эквивалентной нагрузки. 
 
 
 
 

     Таблица 5.3 - Зависимость величин усилия по ползуну, допускаемое прочностью вала для сечений АА и ББ от угла поворота кривошипного вала

 
 
 

 

     Рисунок 5.6 – График усилий по ползуну, допускаемых прочностью деталей пресса от угла поворота кривошипа. 

     Из  рисунка видно, что номинальный  угол α=30⁰, что соответствует нормальной работе кривошипного пресса. 

     5. 5. Расчет станины

     Расчет  станины ведется на сложное напряжение от растяжения и изгиба. При расчете  проверяется наиболее опасное сечение.

       
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Рисунок 5.7  Расчетное сечение станины.

     Напряжения  в точках А и В определяются из выражений /6, с. 293/:

     

;

     

,

     где P_Dmax-наибольшее усилие, передаваемое на станину; при нормальной эксплуатации P_Dmax≤P_H;

     М_изг- изгибающий момент, равный М_изг=P_Dmax∙e;

     W- момент сопротивления опасного сечения.

     Площадь опасного сечения определяется по формуле /1, с. 294/:

       F=F₁+F₂+F₃,

     где F₁=F₁’+F₁’’.

     Положение центра тяжести всего сечения  относительно оси аа:

     

 см,

     где у₁,у₂,у₃- расстояния центров тяжести элементов F₁,F₂,F₃ сечения станины до оси аа.

     Аналогично  определяется положение центра тяжести  сечения относительно оси ползуна сс:

     

 см,

     где x₁,x₂,x₃- расстояния центров тяжести элементов F₁,F₂,F₃ сечения станины до вертикальной оси сс.

     Главные моменты инерции сечения будут определяться по формулам /1, с. 294/:

     

, 

     

.

     Угол  поворота главной оси VV относительно оси хх определяется из уравнения           /1, с. 294/:

     

,

     α=29°.

     Изгибающие  моменты относительно осей vv u uu:

     

     где a_v –расстояние от точки А до оси vv;

           a_u –расстояние от точки А до оси uu.

     Напряжение  в точке В определяется по формуле /1, с. 295/:

     

,

     где b₁ и b₂- расстояния от точки В до осей vv и uu. 

     Напряжение  в точке С определяется по формуле /1, с. 295/:

     

,

     где с₁ и с₂- расстояния от точки С до осей vv и uu.

     Результаты вычислений сведем в таблицу 5.4

     Таблица 5.4 - Расчетная таблица по определению координат центров тяжести у_с и х_с и моментов инерции I_x и I_oy