Проектирование фрикционных муфт включения кривошипных прессов и цилиндров гидравлических прессов
Проектирование фрикционных муфт и гидравлических цилиндров: методические указания для студентов
Данное методическое пособие, разработанное в Московском государственном техническом университете имени Н.Э. Баумана, посвящено проектированию ключевых компонентов кузнечно-штамповочного оборудования: фрикционных муфт включения кривошипных прессов и цилиндров гидравлических прессов. Пособие предназначено для студентов, изучающих курс "Кузнечно-штамповочное оборудование", и ставит целью углубление теоретических знаний и развитие практических навыков самостоятельного проектирования.
Проектирование фрикционных муфт
Первая часть методических указаний посвящена проектированию фрикционных муфт, широко применяемых в кривошипных прессах. Рассматриваются два основных типа муфт: многодисковые (с кольцевыми фрикционными накладками) и однодисковые малоинерционные (с фрикционными вставками). В пособии подробно излагается методика определения расчетного момента муфты, исходя из номинального момента пресса, коэффициента запаса сцепления, передаточного числа и КПД привода. Особое внимание уделяется расчету среднего радиуса трения муфты, как по условию передачи момента (RтрM), так и по работоспособности (RтрК), учитывая показатель износа фрикционных поверхностей. Приводятся формулы для расчета размеров кольцевых накладок и овальных вставок, а также последовательность выполнения домашних заданий по проектированию муфт для кривошипных горячештамповочных и листоштамповочных прессов. В расчетах учитываются различные параметры, такие как коэффициент трения, допустимое удельное давление и показатель износа для различных материалов фрикционных поверхностей.
Проектирование цилиндров гидравлических прессов
Вторая часть пособия посвящена проектированию цилиндров гидравлических прессов, являющихся критически важными компонентами данного типа оборудования. Рассматриваются основные типы цилиндров и методика расчета их основных параметров, включая выбор оптимального давления рабочей жидкости, которое напрямую влияет на габаритные размеры и массу цилиндра. Представлены формулы для расчета напряжений в цилиндре, в частности, в зоне Ламе, где определяются тангенциальные, осевые и радиальные напряжения. Детально рассматривается прочностной расчет опорного фланца и днища цилиндра, учитывая концентрацию напряжений в этих критических зонах. Приводятся формулы для расчета напряжений в галтелях, где, как правило, происходят разрушения цилиндров. В пособии также уделяется внимание применению метода конечных элементов (МКЭ) для анализа упругих деформаций в цилиндрах, с использованием учебной версии программного комплекса ANSYS ED 9.0. Описываются этапы анализа с помощью МКЭ, включая создание геометрической модели, определение свойств материала, разбиение на конечные элементы, задание граничных условий и анализ результатов. Приводятся исходные данные для расчета и последовательность выполнения домашних заданий, включающих определение размеров цилиндра, расчет напряжений и анализ результатов моделирования.
- ВО - Бакалавриат
- 15.03.01: Машиностроение
- 15.03.02: Технологические машины и оборудование
- 15.03.03: Прикладная механика
- 15.03.04: Автоматизация технологических процессов и производств
- 15.03.05: Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств
Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана ПРОЕКТИРОВАНИЕ ФРИКЦИОННЫХ МУФТ ВКЛЮЧЕНИЯ КРИВОШИПНЫХ ПРЕССОВ И ЦИЛИНДРОВ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ПРЕССОВ Методические указания к выполнению домашних заданий по курсу «Кузнечно-штамповочное оборудование» Под редакцией Э.Ф. Богданова, Е.Н. Складчикова Москва Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана 2011
УДК 621.777.06 ББК 34.623 П79 Рецензент С.А. Евсюков П79 Проектирование фрикционных муфт включения кривошипных прессов и цилиндров гидравлических прессов : метод. указания к выполнению домашних заданий по курсу «Кузнечно-штамповочное оборудование» / Э.Ф. Богданов, А.В. Власов, Е.Н. Складчиков, И.Н. Черкасова ; под ред. Э.Ф. Богданова, Е.Н. Складчикова. – М. : Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2011. – 53, [3] с. : ил. Приведены теоретические сведения, расчетные формулы, методики расчета фрикционных муфт и цилиндров гидравлических прессов, а также начальные сведения о программном комплексе Ansys ED9.0 в объеме, достаточном для выполнения заданий без привлечения других источников. Даны условия по вариантам заданий. Для студентов МГТУ им. Н.Э. Баумана, изучающих курс «Кузнечно-штамповочное оборудование». Рекомендовано Учебно-методической комиссией факультета МТ. УДК 621.777.06 ББК 34.623 c ⃝МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2011
Цель домашних заданий — закрепить и углубить знания, полученные при изучении курса «Кузнечно-штамповочное оборудование», и приобрести навыки самостоятельной работы по проектированию дисковых фрикционных муфт включения кривошипных прессов и цилиндров гидравлических прессов. 1. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ФРИКЦИОННЫХ МУФТ ВКЛЮЧЕНИЯ КРИВОШИПНЫХ ПРЕССОВ 1.1. Основы методики определения момента трения дисковых фрикционных муфт 1.1.1. Классификация и применение дисковых фрикционных муфт В кривошипных прессах наибольшее применение получили фрикционные муфты двух типов: одно-, двух-, трехдисковые муфты с кольцевыми фрикционными накладками (рис. 1.1) и однодисковые малоинерционные муфты с фрикционными вставками различной формы и размеров (рис. 1.2). При проектировании муфты вначале необходимо выбрать тип муфты и место ее установки в приводе. Муфты с кольцевыми накладками используют, как правило, в приводах кривошипных горячештамповочных прессов (КГШП) и горизонтально-ковочных машин (ГКМ). У КГШП двухдисковые или трехдисковые муфты устанавливают на главном (эксцентриковом) валу, у ГКМ — на главном валу или при больших ее габаритных размерах на приемном валу. Применение двухдисковых и трехдисковых муфт в КГШП и ГКМ позволяет уменьшить габаритные размеры муфт. Однодисковые малоинерционные муфты с фрикционными вставками используют в приводах различных прессов, в основ3
Рис. 1.1. Двухдисковая муфта КГШП с кольцевыми фрикционными накладками: 1 – ведомый диск с кольцевыми накладками; 2 – разжимающая пружина; 3 – кольцевой поршень с ведущим нажимным диском; 4 – воздухоподводящая головка; 5 – ступица; 6 – ведущий промежуточный диск; 7 – зубчатое колесо с ведущим опорным диском ном листоштамповочных, и устанавливают по возможности ближе к электродвигателю, что существенно уменьшает габаритные размеры муфты и передаваемый ею необходимый крутящий момент. При установке муфты на главном валу КГШП она имеет большой момент инерции и как дополнительный маховик, жестко связанный непосредственно с главным валом, снижает влияние ударной нагрузки на зубчатую передачу привода в начальный момент 4
Рис. 1.2. Однодисковая муфта с фрикционными вставками: 1 – маховик; 2 – шпилька; 3 – ведущий нажимной диск; 4 – ведущий опорный диск; 5 – ведомый диск; 6 – разжимающая пружина; 7 – вставка; 8 – цилиндр деформирования поковки, особенно в окончательном (чистовом) ручье. Кроме того, зубчатое колесо ведущей части муфты, установленной на главном валу, передает крутящий момент главному валу во время каждого рабочего хода пресса различными участками зубьев, что гарантирует равномерное изнашивание всех зубьев и увеличивает работоспособность зубчатой передачи. Боковая поверхность кольцевых накладок не участвует в передаче крутящего момента и не изнашивается. У фрикционных вставок именно боковая поверхность передает крутящий момент ведомому диску, под5
вергается вдавливанию со стороны ведомого диска с образованием канавки и последующим скалыванием кромок вставок. В приводе КГШП муфты с фрикционными вставками не применяют. 1.1.2. Момент трения и средние радиусы трения муфты Исходной величиной при проектировании фрикционной муфты является расчетный момент муфты Мр: Мр = kмфМном iη , (1) где Mном — номинальный крутящий момент пресса; kмф — коэффициент запаса сцепления муфты; i и η — передаточное число и КПД зубчатой передачи от вала муфты к главному валу пресса. Для двухступенчатой зубчатой передачи (рис. 1.3) i = i1i2 и η = η1η2, где i1, i2 и η1, η2 — передаточные числа и КПД тихоходной и быстроходной передач соответственно. Номинальный крутящий момент пресса Мном = Рном(mαном к + mf к), (2) где Pном — номинальная сила пресса; mαном к — идеальное приведенное плечо крутящего момента при номинальном угле поворота Рис. 1.3. Кинематическая схема двухступенчатого привода листоштамповочного пресса: 1 – кривошип; 2 – муфта; 3 – тормоз; JI – момент инерции главного вала; JII – момент инерции промежуточного вала; М – двигатель (мотор) 6
Похожие