Файл: Чупахин, В. М. Производство жестяной консервной тары учебник.pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 15.10.2024

Просмотров: 161

Скачиваний: 2

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

Из формул (IV—30), (IV—34), (IV—35), (IV—36)

и (IV—38) можно получить выражение для определения точного значения усилия вытяжки (в Н) цилиндрической банки:

Р*

0,75

 

л (d -j- s) saB -j- 2/P3 (1 + 1,6/) +

 

л (d -f- s) s2

(IV—41)

 

2/-M +

S

 

 

Приближенно, но с достаточной для практических целей точностью усилие вытяжки для цилиндрической банки можно определить по следующей эмпирической формуле:

 

л (d, + s) so,

 

 

(IV—42)

где

ф — коэффициент размера заготовки

(при £)0: s > 100 Чг= 1,3ч- 1,6);

 

ов— временное сопротивление

жести

при растяжении, Н/мм2

(расчетная

 

величина ов = 410 Н/мм2).

 

 

 

Усилие (в Н) вытяжки

прямоугольных и овальных банок

следует определять по следующей формуле:

 

Р'2 =

(2ягС1 + LC2) s <tb ,

 

 

(IV—43)

где

г — средний радиус сопряжения боковых стенок, мм;

 

 

L — суммарная длина прямолинейных участков периметра банки, мм;

C i — коэффициент вытяжки закруглений (при вытяжке банок

C i«0,5);

С2 — коэффициент вытяжки прямолинейных участков (при вытяжке банок

 

С2« 0,3).

 

 

 

Усилие (в Н), необходимое для обрубки фланца цилиндриче­

ской банки, определяют по

формуле, аналогичной

формуле

(IV—28):

 

 

 

Р4 =

k-ш л (d -f- 2г2 -f- 2Д)э оср,

 

 

(1^—44)

где г2 — радиус закругления фланца банки, мм.

Усилия вытяжки и прижима фланцев банки действуют одно­ временно, поэтому при расчете прочности и жесткости станины

пресса, а также

при других расчетах должна

учитываться их

сумма.

р а с х о д у е м а я на ш т а м п о в а н и е б а ­

Э н е р г и я ,

нок.

При штамповании банки совершаются

следующие виды

полезной работы.

 

 

Работа вырубки заготовки (в Дж)

 

 

Л1=0,001 A,iPiS,

 

 

(IV—45)

где

Af — коэффициент усреднения силы вырубки по толщине жести (для жес­

 

ти Ai « 0 ,б );

 

(IV—28), Н.

 

Pi — усилие вырубки жести, рассчитанное по формуле

Работа вытяжки банки (в Дж)

 

 

Л2 =

0,001А2Р2(Я — s),

 

(IV—46)

тде Я2— коэффициент усреднения силы вытяжки по высоте

банки (при вы­

 

тяжке жестяных банок А2«0,7);

 

 

194

Р2— усилие вытяжки жести, рассчитанное

по формуле

(IV— 41)

или

 

(IV—42), Н;

 

 

*

 

 

 

Н — наружная высота банки, мм.

 

 

 

 

Работа сил трения деталей штампа

о жесть

при

вытяжке

банки (силы трения приложены с двух сторон жести):

 

 

Л3 =

0,002 fP3( H - s ) ,

 

 

 

(IV—47)

где

f — коэффициент трения скольжения жести

по деталям

штампа

(см.

 

табл. 24);

формуле

(IV—37), Н.

 

Р3— сила прижима жести, рассчитанная по

 

Работа обрубки фланцев банки (в Дж)

 

 

 

 

Л4 =

0,001 X, P iS ,

 

 

 

(IV—48)

где Pi — усилие для обрубки фланцев, рассчитанное по формуле

(IV—44). Н.

Полезная работа (в Дж), затрачиваемая на изготовление од­ ной банки, может быть рассчитана как сумма указанных видов, работ:

Л ,= Л1 + Лг + Лз + Л4 = 0,001 [7,1 (Pi + P4)s +

+ (hP2 + 2fP 3) ( H - s ) ] . (IV—49)

Мощность электродвигателя (в кВт) для привода пресса

можно приближенно определить по формуле, аналогичной фор­ муле (IV—11):

„

kAnк

 

 

 

 

 

 

 

<IV50>

Ы =

 

 

 

 

 

 

 

 

где

лк — число оборотов эксцентрикового вала в минуту;

 

 

k— коэффициент периода неравномерности (km 1,3);

 

 

Т) — к. п. д. пресса

(г| «0,5ч-0,7).

 

 

 

П р и м е р

1.

 

Определить диаметр заготовки для штам­

 

повки банки № 8 (см. рис. 113),

если ее внутренний диаметр

 

d = 9Э мм, толщина жести s = 0,27 мм, наружная высота Н —

 

= 52,8 мм, г 1— г 2 =

2 ,5 м м , ширина плоской части фланца Д=

 

= 0,5 мм; припуск к диаметру заготовки Ad = 2 мм.

 

 

Определим остальные расчетные размеры:

 

 

d\ =

d — 2/"i =

99 — 2-2,5 =

94 мм;

 

 

Л, =

Н — (г, +

r2+

s) = 52,8 — (2,5 + 2,5 + 0,27) =

47,5 мм;

 

d2 =

d +

2г2 =

99 +

2-2,5 = 104 мм;

 

 

^2 =

^2

2А =

104 + 2-0,5 =

105 мм;

 

 

d3 — d2

2Ad =

105 + 2-2 =

109 мм.

 

 

Расчет диаметра заготовки производим по

формулам

 

(IV—26) и (IV—27):

 

 

 

 

Fi - = ~

■942= —

,8836 ММ2.

 

 

 

 

4

 

 

4

 

 

 

 

 

F* =

Х

[3- 14-94 +

4 (2,5 + 0 ,14)j 2 (2,5+0,14) = —

-1615 мм*;

 

 

4

 

 

 

 

 

4

 

 

F з=

~

(99 + 0,27) -4-47,5 =

—

• 18867 мм2;

 

 

 

4

 

 

 

 

4

 

 

13»

195

 

Я

 

2-2,36 (3,14-99,27 — 4-2,36) = - j - -1422 мм2;

f * = T

 

я

я

- (1092 — 1052) =

— • 1065 мм2.

 

4

Суммарная поверхность банки или заготовки

X F = — -(8836 + 1615 +

18867 +1422+1065)=— -31805 мм2.

4

4

Диаметр заготовки

D0 = V 31805 = 178,3 мм.

Фактически для банки № 8 D0= 176,5 мм. Разница объяс­

няется небольшим уменьшением толщины жести во время вы­ тяжки, что не учтено в расчетных формулах.

П р и м е р 2. Для банки № 8 по данным примера 1 оп­ ределить напряжения растяжения аг и изгиба аи, удельное со­ противление трения сгтр и напряжение вытяжки р2, возникаю­

щее в жести при штамповании банки, а также усилие вытяжки

банки.

Предварительно находим коэффициент вытяжки по форму­ ле (IV—32):

 

99

 

 

” “

1 ^ = 0 ’56'

 

 

Предел прочности жести при растяжении ав = 410 Н/мм2.

Напряжение

растяжения

жести определим по формуле

(IV—35):

 

 

=

0,75 (—

— 1,0^ 410 =

243 Н/мм2.

 

\0,56

!

 

 

Напряжение изгиба найдем по формуле (IV—36):

о„ =

0,27-410

 

 

= 23,5 Н/мм2,

 

2(2,5 — 0,27)+0,27

 

где Гм = г2—s.

Принимая удельное давление прижима qn—3 Н/мм2, оп­

ределим общее усилие прижима заготовки при штамповании банки № 8 по формуле (IV—37):

Рз — 0,785• 3 [(176,52 — (99 + 2-2,5 + 2• 0,5)2] да 48 000 Н.

Принимая коэффициент трения смазанной жести /да 0,1, определим удельное сопротивление трения по формуле (IV—38):

_ 2-0,1-48000

114 Н/мм2,

Стр“ 3,14-99,27-0,27

Напряжение вытяжки найдем по формуле (IV—34):

р2 = (243 + 114) (1 + 1,6-0,1) + 23,5 = 435 Н/мм2.

Следовательно, в данном случае p2zvoa, причем основное

значение имеет напряжение растяжения жести ог. Усилие вы­ тяжки,^развиваемое ползуном пресса, рассчитаем по формуле

Рг = 438-3,14-99,27-0,27 = 37 000 Н.

196

П р и м е р 3. Сравнить с точным усилием вытяжки усилие, рассчитанное по приближенной формуле (IV—42) при Чг=1,3.

Приближенное усилие вытяжки

Р2= 1,3 — Л 410-3,14-99.27-0,27 = 35 400 Н, \0,56 J

т. е. по сравнению с результатом, полученным по точной фор­ муле, ошибка составляет 4%.

П р и м е р 4. Определить усилие вытяжки прямоугольной банки № 18, внутренние размеры которой 1=116 мм, Ь = = 78 мм, наружная высота Н = 32,5 мм, внутренний радиус со­ пряжения стенок г ' = 19,7 мм, толщина жести s= 0 ,3 мм. При­

нимаем Ci = 0,5 и С2=0,3, ав = 410 Н/мм2.

Усилие вытяжки определяем по формуле (IV—43) при r = r '+ s ! 2:

Р2 = [2-3,14-19,85-0,5+ 2 (116+ 78 — 4 -19,85)-0,3] 0,3-410=

=16100 Н ..

Пр и м е р 5. Определить усилия, развиваемые ползуном пресса по отдельным этапам изготовления банки № 8, размеры которой даны в примере 1.

Усилие, необходимое для вырубки заготовки банки, опре­

деляем по формуле (IV—28):

= 1,2-3,14-176,5-0,27-350 = 63 000 Н.

Усилие

прижима жести определено выше, в примере 2.

Рз = 48000

Н. Усилие вытяжки банки № 8, рассчитанное там

же, Р2=37000 Н.

Усилия вытяжки и прижима действуют одновременно, по­ этому в расчетах на прочность деталей пресса следует учиты­ вать их сумму:

р 2 + р 3 = 37 000 + 48 000 = 85 000 Н.

Усилие, необходимое для обрубки фланца банки, найдем по формуле (IV—44):

Pi = 1,2-3,14-105-0,27-350 = 37 400 Н.

Таким образом, наибольшая нагрузка на ползун пресса имеет место при вытяжке банки.

П р и м е р 6. Определить полезную работу, совершаемую по отдельным этапам изготовления банки № 8, и необходимую мощность приводного электродвигателя при частоте вращения эксцентрикового вала ян = 45 об/мин и т]=0,6.

Работу вырубки заготовки определим по формуле (IV—45):

Л, = 0,001-0,6-63000-0,27 = 10,2 Дж.

Работу вытяжки банки найдем по формуле (IV—46): Л2 = 0,001-0,7-37000(52,8 — 0,27) = 1360 Дж.

Работу сил трения деталей штампа о жесть при вытяжке банки подсчитываем по формуле (IV—47):

Л3 = 0,002-0,1-48 000(52,8 — 0,27) = 502 Дж.

Работу обрубки фланцев банки определим по формуле (IV—48):

Л4 = 0,001 • 0,6 • 37 400 •0,27 = 6,1 Дж.

197

Т а к и м о б р а з о м , о с н о в н а я ч а с т ь п о л е зн о й р а б о т ы , н е о б х о ­ д и м о й д л я и з г о т о в л е н и я б а н к и , р а с х о д у е т с я на ее в ы т я ж к у .

П о л е з н а я р а б о т а , с о в е р ш а е м а я п ри и з г о т о в л е н и и б а н к и

№ 8, м о ж е т б ы т ь р а с с ч и т а н а

к а к с у м м а о п р е д е л е н н ы х в ы ш е р а ­

б о т по о т д е л ь н ы м о п е р а ц и я м :

А = 10,2 +

1360 +

502 +

6,1 «

1878 Д ж .

М о щ н о с т ь п р и в о д н о г о э л е к т р о д в и г а т е л я п р е сс а с д о с т а ­

точн ой д л я

п р а к т и ч е с к и х

ц ел ей

т о ч н о с ть ю м о ж н о р а с с ч и т а т ь по

ф о р м у л е ( I V — 50):

 

 

 

1 ,3 - 1 8 7 8 - 4 5

3 ,1

к В т .

 

N =

=

 

6 0000

0 , 6

 

 

 

4. ЭЛЕМЕНТЫ РАСЧЕТА ОСНОВНЫХ УЗЛОВ ПРЕССА

Расчет основных кинематических параметров и крутящего мо­ мента кривошипно-шатунного штампующего механизма. Путь ползуна от данного положения до нижней мертвой точки опре­ деляют по формуле

k

1

( I V — 51)

S = R (1 — cos а ) + — (1 — cos

2 а ) !,

г д е R — р а д и у с к р и в о ш и п а , м;

R

 

 

 

k — о т н о ш е н и е р а д и у с а к р и в о ш и п а к д л и н е ш а т у н а , k = — ;

 

L — д л и н а ш а т у н а , м;

а — у го л п о в о р о т а к р и в о ш и п а , г р а д ( с о о т в е т с т в у е т п у ти п о л з у н а ) .

Скорость движения ползуна в данной точке

v

dS

!

k

\

(IV — 52)

—

= 0 ,1 0 5 n R I s i n a +

—

s i n 2 a 1 ,

г д е n — ч а с т о т а в р а щ е н и я к о л е н ч а т о г о в а л а , об /м и н .

 

 

Ускорение ползуна определяют по формуле

 

а =

dv

= — 0 ,0 1 1я2^ (cos a

-f- k cos 2 a ) .

( I V — 53)

—

Если во время штампования изделий на ползун действует си­ ла Pd, то величина крутящего момента на коленчатом валу оп­ ределяется по формуле

М к р

= p d

( s i n a +

Y

s

i n 2

a ) + rrif

(IV — 54)

г д е

От/ — п р и в е д е н н о е

плечо

сил

т р ен и я , м.

 

Величина приведенного плеча сил трения зависит от конст­ рукции пресса. Для штамповки крышек и банок обычно при­ меняют двухстоечные однокривошипные прессы с маховиком, расположенным на консоли коленчатого вала. В этом случае

198

Смотрите также файлы