Файл: Чупахин, В. М. Производство жестяной консервной тары учебник.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 15.10.2024
Просмотров: 153
Скачиваний: 2
Пр и м е р . Определить мощность |
электродвигателя для |
привода однорядного концевого пресса, |
если частота враще |
ния коленчатого вала л= 300 |
об/мин, диаметр заготовки £>в = |
= 115,8 мм, толщина жести |
t = 0,3 мм, наружный диаметр |
верхнего рельефа d2=98,8 мм, диаметр по центру бомбажного кольца d3 = 85 мм, глубина впадины крышки h2= 3,2 мм, вре
менное сопротивление разрыву образца жести ов=410 Н/мм2. 1. Максимальное усилие штампующего механизма для вы
рубки заготовки крышки определяется по формуле (IV—1):
Pi = n k mD J a cv = 3,14-1,2- 115а8-0,3-350 = 45 800 Н.
2. Работа, затрачиваемая на вырубку заготовки, опреде ляется по формуле (IV—2):
А, = 0,0005 Pit = 0,0005-45 800-0,3 « 7 Дж.
3. Максимальное усилие для штамповки крышки рассчи тывается по формуле (IV—8):
Р2 = л d2t схв+6р^0в-|-£жПв = 3,14-98,8-0,3-410+
+ 4,8-85-0,3-410 + 28-115,8 = 91 600 Н.
4. Работа, затрачиваемая на штамповку крышки, опреде ляется по формуле (IV—9):
А2 = 0,0005-91 600-3,2 = 147 Дж.
5. Вся работа, расходуемая на изготовление одной крышки:
А = А, + Аг = 7 + 147 = 154 Дж.
6. Мощность электродвигателя рассчитывается по форму ле (IV—11):
iknA 1-1,2-300-154
3,1 кВт.
60 0001] |
60 000-0,3 |
РАСЧЕТ СИЛ, ДЕЙСТВУЮЩИХ В ШТАМПУЮЩЕМ МЕХАНИЗМЕ
Из схемы (на рис. 98) видно, что реакция R, действующая вдоль прямой 0 {0 2, имеет чи словое значение, равное одной из величин усилий штампования Р\ или Р2 (на рисун ке — Р), поскольку возникновение этих уси лий не совпадает по времени.
Угол рабочего поворота кривошипа, со ответствующий штампованию крышки, обо значим через а и угол, определяющий поло жение шатуна, через р. Тогда сила Ri, дей ствующая вдоль шатуна, может быть найде на по формуле
Между углами а и р существует следую щая связь:
Рис. 98. Схема усилий в штампующем меха низме пресса.
169
r
sin p = — sin a.
I
Перенося силу R\ вдоль шатуна в точку А, можно ее разло жить на силу Q, действующую по кривошипу 0\А , и силу N, пер пендикулярную кривошипу:
R cos (a + |
Р) |
(I V - 13) |
Q = Ri cos (a + P) = |
|
|
cos p |
|
|
R sin (a - |
P) |
(IV—14) |
N = Rt sin (a + P) = |
|
|
COS P |
|
|
Таким образом, зная силу R, а также углы а и р , можно рас считать нагрузки на основные детали пресса.
ПРИБЛИЖЕННЫЙ РАСЧЕТ НЕРАВНОМЕРНОСТИ ХОДА ПРЕССА И ЕГО МАХОВИКА
Штамповка крышки консервной банки происходит в конце хода ползуна пресса вниз, при перемещении его на определенное рас стояние 5 (см. рис. 98). Этому соответствует поворот коленчато го вала на угол а. За время t = a/6n (где п — частота вращения коленчатого вала) кинетическая энергия штампующего механиз ма, расходуемая на работу штампования, может быть определе на по такой формуле:
a
|
|
|
( I V - 15) |
|
О |
|
|
где |
М — момент сил |
сопротивления, приведенных к |
коленчатому валу, |
|
Н-м; |
к коленчатому валу моменты |
инерции механизмов |
|
1± и / 2— приведенные |
||
|
пресса в начале и конце штампования, кг-м2; |
|
|
|
<Bi и со2— угловые скорости коленчатого вала в начале и конце штампова |
||
|
ния, 1/с. |
|
|
ся |
Основной частью работы момента сил сопротивления являет |
||
работа штампования, а основной частью момента инерции |
|||
механизмов пресса, приведенного к коленчатому валу, является момент инерции маховика
Уменьшение угловой скорости коленчатого вала за время т, происходящее вследствие уменьшения кинетической энергии ма ховика, оценивается коэффициентом неравномерности
6 |
= |
М1 -- Ш2 |
(IV—16) |
|
СОср |
||||
|
|
|
||
где Шер — средняя угловая скорость коленчатого вала, |
1/с. |
|||
|
|
яп |
|
|
Шср |
~30' |
|
170
Таким образом, уравнение (IV—15) можно преобразовать следующим образом:
1
Л ~ — (оi — со2) (coj. + со2);
|
— бсо,ср> |
С°1 + <В2 |
с°1 — |
со,ср» |
|
А « |
I со2сР 6. |
(IV—17) |
По формуле (IV—17) можно с достаточной для практических целей точностью рассчитать неравномерность хода пресса:
6 = |
30 \ 2 |
А |
А |
— |
----- = |
91,2------ |
|
|
я / |
/ я 2 |
/ я 2 |
или определить момент инерции маховика (в кг/м2):
, _ 91’2А |
(IV—18 |
|
6я2 |
||
|
Обычно для автоматических прессов 6= 0,02.
Из формул (IV—16) и (IV—17) следует, что при эксплуата ции пресса определенной конструкции изменение размеров крыш ки приводит лишь к изменению неравномерности 6 скорости вра щения коленчатого вала; средняя угловая скорость его соСр со храняется. Сохранение постоянной средней угловой скорости обеспечивается тем, что в период поворота коленчатого вала на угол 360—а электродвигатель передает маховику работу А и восполняет убыль его кинетической энергии. Это происходит за время
360 ■— а
в течение которого средняя полезная мощность электродвигате ля равна
А6яА
(IV—19)
т9 360 — а
Сравнивая уравнения (IV—11) и (IV—19), заметим, что при штамповке одной крышки среднюю полезную мощность электро двигателя можно выразить также следующим образом:
» |
ШкпА_ __ |
6яА |
|
|
э ~ t 60 |
“ |
360 — а |
’ |
|
откуда |
коэффициент периода неравномерности хода пресса |
|||
k = |
360 |
|
(IV—20) |
|
---------- . |
||||
|
360 — а |
|
|
|
В приведенной методике расчета маховика пресса не учиты вается электрическая характеристика используемого электродви гателя, что имеет значение для полуавтоматических прессов,
171
работающих при предельной нагрузке, а также для автоматиче ских прессов, имеющих жесткую кинематическую связь между электродвигателем и штампующим механизмом. Электрическую характеристику электродвигателя можно учесть следующим об разом:
|
2.33Л (2 + |
£м)а »„ |
(IV—21) |
|
|
и 2 н |
? м |
Л п |
|
|
|
|||
где |
/ — момент инерции маховика, кг-м2; |
|||
|
А — кинетическая энергия, которую может отдать маховик, Дж; |
|||
|
гп — передаточное число передачи от электродвигателя к маховику; |
|||
|
г|п— к. п.д. |
этой передачи; |
||
|
пн — номинальная |
частота вращения электродвигателя, об/мии; |
||
|
5м— коэффициент, зависящий от допустимого снижения частоты враще |
|||
|
ния электродвигателя. |
|||
|
Коэффициент |
определяют так: |
||
|
2(3,4^6 |
sH) |
(IV—22) |
|
|
8 — 3 ,4s^ — Sjj |
|||
|
|
|||
где |
sб— критическое скольжение электродвигателя; |
|||
|
sH— номинальное скольжение. |
|||
Номинальное скольжение зависит от синхронной пс и номи нальной лн частоты вращения электродвигателя:
|
« с — |
« н |
(IV—23) |
S H |
Пс |
|
|
|
|
|
Критическое скольжение находят по следующей формуле:
S6 =
где
1
V |
S H |
— 2 ) - |
|
+ s h |
|
|
|
(IV—24) |
|
(Х-1) |
|
|
?н |
|
X — отношение максимального |
(опрокидывающего) крутящего момента |
|
электродвигателя к номинальному;
kM— отношение пускового крутящего момента к номинальному.
3. ПРЕССЫ ДЛЯ ШТАМПОВКИ БАНОК
ПОЛУАВТОМАТИЧЕСКИЙ ПРЕСС
Пресс (рис. 99) предназначен для изготовления цилиндрических и фигурных банок из белой жести или других материалов. Он представляет собой двухстоечный наклоняемый эксцентриковый пресс со станиной, скрепленной двумя штангами.
Основными узлами пресса являются: станина, состоящая из корпуса 1 и двух стоек 2\ эксцентриковый вал 3, связанный по средством шатуна с ползуном; стол станины 4 с проходным отверстием для опорной плиты воздушной подушки 5; электродви-
172
гатель 6, который приводит во вращение маховик 7 через клино ременную передачу и пару цилиндрических зубчатых колес. Кро ме основных узлов, пресс имеет тормозное устройство 8, муфту включения 9, электромагнит включения 10, рычаги 11 ручного включения и кнопку 12 ножного включения. Выключение пресса производится кнопкой 13. Дополнительно в комплект пресса входят воздушный компрессор 14 и ресивер 15, от которых сжа тый воздух подается в воздушную подушку пресса.
Наклон пресса относительно вертикали может изменяться в пределах 0—30° путем поворота корпуса 1 станины вокруг шар нирной опоры 16 стоек 2. Наклон пресса фиксируется болтами и гайками 17.
Корпус 1 пресса скреплен двумя штангами 18. С одной сто роны, это делает его более прочным и жестким, а с другой — уменьшает расход энергии при штамповании, так как у прессов с нескрепленной станиной часть энергии электродвигателя рас ходуется на упругую деформацию станины. Принимают, что на каждую тонну усилия, приложенного к ползуну пресса с не скрепленной станиной, последняя деформируется так, что рас стояние между плоскостями стола станины и ползуна увеличива ется на 0,025—0,05 мм.
173
Ш т а м п у ю щ и й м е х а н и з м . Устройство шатуна и ползу на, а также регулировка хода последнего показаны на рис. 100. Нижнее мертвое положение ползуна 1, к которому крепится верхняя часть штампа, устанавливается посредством вращения шпинделя 2 с шарообразной головкой, соединяющего ползун 1 с
шатуном 3. Для этого освобождается зажимной болт 4, который скрепляет шпиндель с шатуном.
Величину хода ползуна изменяют в зависимости от высоты изготовляемой банки и применяемого штампа. Ход ползуна мо жно регулировать в широких пределах (12—100 мм) с помощью поворота эксцентриковой втулки 5 на коленчатом валу 6. Для осуществления этого предварительно ослабляют винт 8, а также кольцо 9 и с помощью воротка поворачивают эксцентриковую втулку 5 на определенный угол. Величина хода ползуна указана на эксцентриковой втулке.
174