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

ТРУЩИЕСЯ МАТЕРИАЛЫ МУФТ И ТОРМОЗОВ

Срок службы фрикционных материалов, применяемых в ка­ честве обкладок дисков или вкладышей к ним, во многом опреде­ ляет работоспособность и надежность муфт и тормозных устройств кривошипных^горячештамповочных прессов. Быстрый износ или разрушение вставок и накладок приводит к резкому снижению срока службы рассматриваемых узлов прессов. При больших габаритных размерах муфт-тормозов, необходимых для обеспече­ ния значительных крутящих и тормозных моментов, во время вклю­ чения возникают ударные нагрузки. Работоспособность и надеж­ ность муфт и тормозов, определяемые сроком службы фрикционных материалов, зависят также и от тепловых нагрузок.

Вкачестве трущихся пар в муфтах и тормозах кривошипных горячештамповочных прессов применяются феродо-чугун, ретинакс — сталь, ретинакс—чугун, козид—сталь и др.

ВЭНИКМАШе, в лаборатории МАМИ, а также в других на­ учно-исследовательских институтах проведены испытания фрик­ ционных трущихся пар, применяемых в прессах: 1) фрикционные материалы на асбокаучуковой основе марки 63-7-67 и др., в паре со сталью СтЗ; 2) фрикционные материалы на асбосмоляной и асбо­ каучуковой основе марки ФК 16Л и др., разработанные Тамбов­ ским заводом асбестовых резиновых технических изделий (ТЗАРТИ), в паре со сталью СтЗ и с чугуном СЧ 21-40; 3) фрик­ ционный материал козид в паре с чугуном СЧ 21-40.

Оценку фрикционных свойств исследуемых трущихся пар про­ водили по коэффициенту трения и интенсивности их износа по массе. Как показали испытания, хорошей парой трения, с точки зрения передачи крутящего момента, является фрикционная пара ретинакс марки ФК 24А — чугун.

Фрикционный материал ретинакс ФК 16Л хорошо работает при сравнительно высоких температурах (порядка 300—600° С). По износу ретинакс ФК 16Л значительно (в 2—3 раза) уступает ретинаксу ФК 24А. Козид при малых удельных усилиях работает приблизительно так же, как и ФК 24А, но при 12 кгс/см2 и выше его износостойкость резко ухудшается.

Феродо 6КХ-1 удовлетворительно работает при малых удельных усилиях, но интенсивность его износа в 5—6 раз выше, чем у ретинакса ФК 24А. При больших удельных усилиях феродо 6КХ-1 (свыше 12 кгс/см2) работать не может— интенсивность износа зна­ чительно возрастает.

Исследования, проведенные в ЭНИКМАШе, показали, что

внаибольшей степени удовлетворяют условиям работы в прессах

иобладают лучшей износостойкостью следующие фрикционные материалы: 63-7-67, 63-5-58, 8-45-62 и 143-63.

Большим недостатком почти всех рассматриваемых фрикцион­ ных пар является нестабильность коэффициента трения при раз­ личных удельных усилиях, коэффициент трения существенно за­

199

висит от удельного усилия, в то время как скорость скольжения не оказывает большого влияния на его величины (при 1—7 м/с изменение на 10— 15%). При температуре до 240° С заметного уменьшения коэффициента трения не наблюдается. В процессе эксплуатации кривошипных горячештамповочных прессов, ра­ ботающих с феродо, установлена значительная зависимость рабо­ тоспособности муфт-тормозов от температуры их нагрева; причем срок службы этих узлов связан с интенсивностью охлаждения. Установлен также значительный рост износа трущихся пар после достижения ими в контактирующих поверхностях температуры выше 200° С.

Качество обработки поверхности диска трения в зависимости от механической обработки: токарная обработка — у 5, шлифо­ вание — V 7, в паре с ретинаксом ФК 24А при qT — 12-И8 кгс/см2 влияет только на продолжительность приработки трущихся пар, причем для шлифованных дисков длительность приработки уве­ личивается на 40—50%.

Проверку работоспособности муфт-тормозов кривошипных го­ рячештамповочных прессов со вставками в дисках необходимо про­

200

где kmn — расчетный показатель износа, кгс-м/см2-мин; Лтр — работа трения при одном включении, кгс-м; kB3— коэффициент взаимного перекрытия, равный отношению площади трения вста­ вок к площади кольца трения ведущего диска, для накладок из феродо kB3 = 1; пн— номинальное число ходов пресса по паспорту; Сп — коэффициент использования числа ходов пресса; п — число вставок; 5 — площадь одной вставки, см2; [&изн] — допустимый показатель износа для рассчитываемой конструкции муфты-тор­ моза, кгс-м/см2-мин.

В табл. 38 приведены рекомендации показателей износа ис­ следуемых фрикционных материалов.

РАЗМЕРЫ ДИСКОВ И ШЛИЦЕВЫХ СТУПИЦ МУФТ И ТОРМОЗОВ

В кривошипных горячештамповочных прессах в качестве фрик­ ционного материала применялось феродо с допускаемым расчетным удельным усилием —5 кгс/см2. Для передачи значительных кру­ тящих моментов (1 • 108 кгс-см и более) муфта имеет несколько тру­ щихся поверхностей. Таким образом, величина передаваемого крутящего момента определяет размеры дисков муфты.

Вприложении 27 приведены размеры трущихся поверхностей

идругие расчетные параметры для фрикционных муфт кривошип­ ных горячештамповочных прессов с накладками из феродо. Для пресса с Р н = 630 тс максимальный радиус трущейся поверхности

составляет — 1400 мм (диаметр 2800 мм). Отношение внутрен- D

в пределах 0,618—0,644. В приложениях 28 и 29 приведены раз­ меры шлицевых ступиц и ведомых дисков в муфтах-тормозах прес­ сов Шмерал LKM.

При больших диаметрах и малой толщине дисков создается опасность их прогиба, что приводит к снижению площади кон­ такта трущихся поверхностей. Очень важно обеспечивать необ­ ходимую прочность шлицевых зубьев ведущих дисков с зубчатым венцом муфты. В процессе эксплуатации прессов возможны износ и разрушение зубьев, так как в некоторых конструкциях ведущих дисков муфт часть зубьев удаляют для выполнения окон по охла­ ждению дисков.

Шлицевые ступицы в прессах Эджекс имеют более высокий срок службы по сравнению со шлицевыми ступицами других прес­ сов (срок службы шлицевых ступиц прессов Эджекс до 10 лет и даже более), что определяется небольшим удельным усилием, примене­ нием износостойких материалов и термообработкой зубьев.

В целях увеличения срока службы шлицевых соединений в кри­ вошипных горячештамповочных прессах необходимо: 1) увеличи­

201

вать контактную поверхность соединения по зубьям и с валом (см. приложения 28, 29); 2) выбирать форму зубьев, обеспечивающую увеличение их контактной поверхности; 3) стремиться к сопря­ жению значительной части зубьев ступицы с зубьями ведомых дисков; 4) за счет выбора материалов и термообработки т. в. ч. увеличивать износостойкость сопряжений.

Обычно ступицы изготовляют из стали 45 с последующей тер­ мообработкой. Ступицы, изготовленные из стали 65Г, проработали много лет. При изготовлении ступиц из более высокоуглеродистых сталей с повышенным содержанием марганца можно обеспечивать продолжительный срок службы ступиц как по месту их крепления с главным валом, так и по шлицевым соединениям с ведомыми дис­ ками муфты.

Для увеличения срока службы зубьев дисков и ступиц необ­ ходимо их подвергать поверхностной термообработке на твердость: зубья дисков HRC 50—55, ступиц HRC 45—50.

НАКЛАДКИ И ВСТАВКИ ФРИКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ МУФТ И ТОРМОЗОВ

Кривошипные горячештамповочные прессы обычно имеют не­ значительную скорость на среднем радиусе дисков (t% = 3,2ч- ч-5 м/с), но большое число включений муфт и тормозов. При работе пресса иногда необходимо за счет повышенного удельного усилия на дисках муфты обеспечить нужный момент для вывода пресса из распора [17].

Подключением местного компрессора с небольшим объемом ре­ сивера при давлении воздуха р = 10 ат не удается повысить дав­ ление воздуха в муфте выше его давления в сети. Поэтому необ­ ходимо рассчитывать муфту на давление не более 4 ат, а в сети пневморазводки иметь давление до 7 ат; давление 4 ат в муфте можно получать за счет редуцирования воздуха редукционным клапаном, монтируемым в сети подачи воздуха к ресиверу муфты.

В период торможения ведомых элементов пресса, особенно при малом угле поворота кривошипа, тормозной момент на тормозных дисках может увеличиться. При включении в работу фрикционной муфты и тормоза наблюдается проскальзывание между ведущими и ведомыми дисками, в результате чего нагреваются детали муфтытормоза, подшипники качения и вытекает из них смазка. Все вы­ шеуказанные факторы усложняют работу муфт-тормозов прессов, их необходимо учитывать при расчете и выборе конструктивной формы накладок фрикционных материалов муфт-тормозов криво­ шипных горячештамповочных прессов. Конструктивная форма и размеры накладок связаны также с формой, размерами и способом крепления их с ведомыми дисками. В муфтах-тормозах рассма­ триваемых прессов применены накладки типовых форм в виде секторов.

202