Файл: Игнатов, А. А. Кривошипные горячештамповочные прессы.pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 14.10.2024

Просмотров: 95

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

 

 

 

 

Предел выносли­

 

 

 

 

вости

при

 

 

X 5

D f-

знакопеременном

Материал

цикле

нагруже­

0) «

 

ния,

кгс/мм2

 

вала

^ г- 5

 

 

0

S

 

 

 

 

 

1 “ o'

H

°-1И

 

T- i

 

 

 

Преде; текуче кгс/мм

 

 

 

а

 

Изгиб

 

Круче­

 

 

 

 

ние

Сталь 45 (Н) . . .

60

34

28

 

17

Сталь

45 (У) * . .

80—65

55—35

32

 

21

Сталь 40Х (У),

80

65

40

 

24

40ХН (У)

 

 

 

 

 

Сталь

40

85—90

70—75

45—50

 

28—30

XHMV (У) ** '

Таблица 20

■ф

4т

 

0,1

0,05

0,1

0,05

0,15

0,10

0,25

0,15

* Ввиду малой способности

стали

45

при улучшении

;У) прокаливаться

на большую глубину рекомендуется при размерах валов d0

выше 100—150 мм

принимать напряжения такие же,

как

для

стали 45 (Н) —

нормализованной.

**По рекомендациям авторов.

Впрессе Шмерал МКП (вал первый): Рн= 1500 тс; ах = 20,6;

Ъг — 0,2;

т кр =

4

см

при

а =

0°;

d0 =

42

см.

В прессе Шмерал LKM (вал второй): Рн =

1600 тс; аг = 10,3;

Ьг = 0,06;

ткр = 5 см

при а = 0°;

d0 = 43 см.

Для первого

вала

 

 

 

 

 

 

 

а (

Ь

 

__

1,5-106 V (20,6 — 0,2-4)а +

42 _

 

 

-

Ь

)

0,1- 423

 

 

 

 

 

 

1,5-10*.20,2

4100 кгс/см2;

 

 

 

 

 

7408

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

для второго вала

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

_

1,6-10*1^(10,3 — 0,06-5)2 + 52 _

 

а (Ь-Ь)2 —

 

 

0,1-43s

 

~

 

 

=

1,6 - 10е- 11,2

оодл

.

2

 

 

 

795о

= 2260 кгс/см2.

Из расчетов видно, что напряжение в сечении b— b вала пресса МКП выше напряжения вала пресса LKM на 80%, т. е.

о(ь-ь), _ 4100 _ | о

а(ь-ь)2 2260

В последних выпусках прессов Нейшенел обращено серьезное внимание на повышение прочности и жесткости главных валов, а также на снижение величин удельного усилия в опорах, осо-

101

бенно в шейке кривошипа вала, где удельное усилие qa снижено

примерно на 30—40%. Особенно увеличены

размеры

d 0 боковых

опор. Так,

в прессе Рн = 4000 тс боковые

опоры

d 0 с 610

мм

увеличены

до 661 мм; расчетная прочность

вала повысилась

на

20%; размер da с 1023 мм увеличен до 1048 мм. Размер /к не изменен, так как сохранены базовые размеры боковых опор, а размер 1а увеличен за счет уменьшения размеров Ь. Это способ­

ствовало снижению удельного

усилия qa.

В своих проспектах фирма

Нейшенел указывает, что за счет

увеличения размеров валов d 0 и da, а также за счет упрочняющей механической обработки вала его прочность в целом увеличена

на 30%. В прессах Нейшенел выпуска

1958

г.

“0

=

1,07,

а вы-

пуска 1940 г.

= 0,94.

В прессах выпуска

1958

г.

=

1,64,

“ О

 

 

 

 

 

 

 

а о

 

а выпуска 1940

г. -f-

=

1,79.

Вообще можно принять в прессах.

 

“0

 

 

l,6d0;

da — 1,65<i0;

К — 1,07d0;

Нейшенел выпуска 1958 г. /0 =

b — 0,2d0\ /а =

5,5b;

la > d0.

В этих

прессах

увеличение ра­

диуса г перехода от боковых опор к шейке кривошипа способствует снижению концентрации напряжений. Уменьшена также вели­ чина R до 0,29d0, в то время как в прессах выпуска 1940 г. R =

= 0,ЗЫо- В

прессах Нейшенел

1940

г. приняты

соотношения

da = 1,65d0;

la — 0,94d0; /0 =

1,8d0\

b = 0,32d0.

В табл. 21

для сравнения приведены размеры главных валов кривошипных

горячештамповочных прессов (Ри =

2500

тс), изготовляемых раз­

личными фирмами.

 

 

 

 

 

 

Проведем анализ прочности двух валов прессов ЗТМП (Ри =

= 2500 тс) и ЗИЛ

(Рн =

2500 тс),

имеющих: первый — увели­

ченную

длину

12 + 13 =

1715 мм

и

второй — уменьшенную

длину

/2 +

 

= 1428 мм.

 

(Рн =

2500 тс) вал имеет раз­

В прессе ЗТМП модели К-8544

меры: а х =

19,8; Ьг = 0,18; ткр =

5,1 см, а в прессе ЗИЛ (Рн =

= 2500

тс)

ах — 25,5; 6Х= 0,43;

ткр = 5,2

см.

Определим напряжения в наиболее опасных сечениях валов

по методике Сторожева М. В.

 

 

 

 

Вал пресса ЗТМП:

 

 

 

 

 

 

 

 

_

2,5-106 1^(19,8 — 0,18-5,1)2 +

5,13

 

 

Я ь - ь —

 

0,1 -563

 

~

 

 

 

=

2,5- 10е-19,55

0£гГ1Г1

.

,

 

 

 

-------Г7560------ = 2 8 ° ° КГС/СМ '

Вал

пресса

ЗИЛ:

 

 

 

 

 

 

 

 

_

2,5-106 V (25,5 — 0,43-5,2)2 +

5,22 _

2,5-106- 23,7 = 4200 кгс/см2.

14 060

102

Таблица 21

1К

' ^0

1

ь

ь‘

to

 

 

- 1=4- Л ? - -

 

 

З э -

 

 

.

 

— ^

 

 

, 4

 

 

 

 

 

 

 

Б о к о в ы е о п о р ы .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в а л а

 

 

 

 

 

 

П р е с с

 

 

 

Д и а ­

 

 

 

 

 

( Р н = 25 0 0 т с )

 

Д л и н а

 

^0

 

Д л и н а

 

 

 

 

 

 

м е т р

 

 

1а ,

 

 

 

 

 

 

и ,

da,

 

da

 

 

 

 

 

 

 

мм

мм

 

 

мм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

З Т М П ,

м о д е л ь

К -8 5 4 4

. .

795

560

j

1,42

|

505

 

З Т М П ,

м о д е л ь

К - 8 5 4

. .

950

52 0

 

1,83

 

4 1 0

 

з и л ..........................

 

 

 

 

1015

520

 

1,96

 

410

 

Ш м е р а л

L K M

......................

|

600

530

 

1,13

|

430

 

Ш м е р а л

М К

П

......................

|

950

52 0

|

1,83

 

410

|

Нейшенел *

1940 г. .

. .

895

508

 

1,75

 

429

|

То же *

1958

г.............

 

[

9 0 0 |

572

 

1,57

 

61 2

|

* У с и л и е в а м е р и к а н с к и х тс .

Э к с ц е н т р и к в а л а

 

 

У д е л ь н ы е

 

Д л и н ы у ч а с т к о в в а л а ,

мм

 

 

у с и л и я ,

 

 

 

 

 

 

 

к г с / с м 2

 

 

 

 

 

 

 

Д и а -

 

 

 

 

b,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

м е т р

га

1к ,

мм

 

0о

 

%

 

ii

 

^2

 

I3

 

мм

rfa

 

мм

 

 

 

 

 

<**■

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

900

0,5 6

920

j

207

280

[

550

 

610

 

85 7 ,5

 

8 5 7 ,5

1715

880

0 ,4 6 ]

—

|

— J

24 8

j

695

 

-

 

685

 

685

1370

93 0

0,4 4

!к =

!а

=

-

236

 

662

 

952

 

714

 

714

1428

 

 

=

410

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

860

0,50

-

 

 

-

392

 

680

 

-

 

515

| 515

1030

880

0,46

-

 

-

248

 

715

|

—

|

685

 

685

1370

870

0,49

544

 

57 |

276

 

670

|

—

 

7 1 9 ,5

 

7 1 9 ,5

1439

933

| 0,66

—

'

—

24 0

l

35 0

1

—

*

—

>

—

 

 

 

 

 

/ 1

 

 

.

 

 

 

Как видно из формул, коэффициент аг — —т~-г\ Для вала

пресса ЗТМП (Рн — 2500 тс) значительно

меньше аналогичного

коэффициента для вала

пресса ЗИЛ. При

размерах d0 = 56 см

в первом валу, при dg =

52 см во втором валу, а также при уве­

личенной величине /к =

92 см в прессе ЗТМП, но при 1К = /ш =

= 41 см в прессе ЗИЛ по расчету первый вал оказался прочнее второго вала.

На прессе НКМЗ (Ря — 4000 тс) при штамповке ловоротного кулака с усилием 3000—3500 тс наблюдались поломки главных валов. Последний главный вал из стали 45ХНМА, на который было обращено достаточное внимание при механической обработке, проработал менее 2 лет. При исследовании поломанного вала уста­ новлено наличие дендритной структуры в шейке его кривошипа, что указывает на недостаточную проковку вала в этом сечении при его изготовлении.

Проведено сравнение двух главных валов прессов НКМЗ и

Шмерал

(Рн =

4000 тс); в первом валу

d0 =

620 мм, во втором

dо = 630

мм.

Середины боковых опор

во

втором валу более

приближены к эксцентриковой опоре, поэтому расчетные коэффи­ циенты по М. В. Сторожеву для первого вала: аг = 27,5; = = 0,399; для второго: а± = 25,6 и Ьг = 0,39. Сравнительные дан­ ные по расчетам обоих валов приведены в приложении 19, из ко­ торого следует, что вал пресса НКМЗ (Рн = 4000 тс) старого выпуска, изготовленный даже из стали 45ХНМА при расчете по

методике М. В. Сторожева

(при

опр — 4000

кгс/см2) и при

расчете по методике ЦБ КМ

(при

о_1и = 4500

кгс/см2; т_х =

= 2400 кгс/см2), не обеспечивал усилия Рн = 4000 тс при приня­ тых расчетных коэффициентах А, = 0,8; п = 2; р = 0,06. Вал пресса Шмерал (Рн = 4000 тс) прочнее вала пресса НКМЗ ста­ рого выпуска.

После модернизации главного вала пресса НКМЗ (Рн = = 4000 тс) с увеличением его размеров d0 до 670 мм и расточкой боковых опор вала в станине пресса ему обеспечиваются вполне необходимые прочностные свойства. Сравнение по размерам глав­ ных валов прессов (Рн = 4000 тс), изготовленных различными фирмами, показало, что многие фирмы в модернизированных кон­ струкциях прессов изменили размеры вала по боковой опоре. Так, в прессе НКМЗ старой конструкции d0 — 620 мм; в модернизи­

рованном прессе d0 — 670 мм; в прессе Нейшенел

(Ря = 4000 тс)

размер d0 с 610 мм увеличен до 661 мм,

а в прессе Клиринг раз­

мер dQ принят равным 712 мм.

 

 

Прочностные свойства главных валов определяются также

правильно подобранным -материалом

для его

изготовления.

В табл. 22 приведены данные по материалам главных валов раз­ личных фирм и заводов.

Остановимся на технологических условиях на изготовление главных валов прессов.

104

 

 

 

С о с т а в м а т е р и а л а в а л а ,

%

 

И с т о ч н и к

 

Si

Р

S

 

Ni

С

М п

Сг

Данные НКМЗ по

0,35—

о

1 О

0,17—

0,04

0,04

0,45—

1,0—

валам прессовНКМЗ

 

0,45

■

 

0,37

 

 

0,75

1,5

 

со До

 

 

 

 

 

О

 

 

 

 

 

Таблица 22

М е х а н и ч е с к и е с в о й с т в а

 

В р е м е н ­

 

н ое

со-

Мо

п р о т и в л е -

 

н и е

а в р ,

к г с / м м 2

Пр е д е л

те к у ч е ­

с т и , а

т ,

Т в е р д о с т ь

 

к г с / м м 2

—

Не менее

Не менее

250

 

75

55

по Бри-

 

 

 

нелю

Данные

Шмерал

 

 

 

 

 

 

 

 

 

по валам

прессов

0,40—

0,23—

0,013—

0,016—

0,60—

1,35—

 

76—80 57,6—

 

Ш м ерал

................... 0,34—

—

—

 

0,38

0,45

0,31

0,014

0,018

0,80

1,45

 

61,5

 

Данные Е. П. Унк-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сова по валам прес­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сов Эджекс и Ней-

0,35—

0,70—

0,25—

 

 

0,70—

1,77

0,40—

85

65

40 по

ш енел........................

—

—

 

0,40

0,90

0,30

 

 

0,95

 

0,45

 

 

Шору

Смотрите также файлы