Оборудование машиностроительных производств (стр. 2 )

где Ар – работа резания, Н×м×10-4; k = 1,5 – коэффициент, учитывающий КПД кривошипно-шатунного механизма и редуктора привода; Нр – величина рабочего хода верхнего ножа, т. е. путь ножа, в течение которого происходит резка металла.

где Nэ – мощность электродвигателя, кВТ; - число ходов верхнего ножа в минуту; – коэффициент использования числа ходов верхнего ножа; – число резов листа максимальных размеров в минуту; = 0,35 для резки листа толщиной до 6,3 мм; = 0,25 для резки толщиной 10-32 мм.

Кинематические схемы кривошипных ножниц зависят от схемы резки, вида прижима, типа привода и кривошипного механизма.

Для изучения темы рекомендуется литература [2].

Контрольные вопросы

1.  Приведите классификацию конструкций ножниц для резки листового и сортового проката

2.  Перечислите конструктивные особенности кривошипных листовых ножниц с наклонным ножом

3.  Какие схемы резки для кривошипных листовых ножниц вы знаете? Назначение ножниц с различными схемами резки?

4.  От каких параметров зависит полное усилие резания, определяемое по формуле ?

5.  Какие виды прижимов применяются в кривошипных ножницах?

6.  От каких параметров зависит величина хода верхнего ножа в кривошипных ножницах?

7.  Приведите кинематическую схему и дайте ее описание для ножниц с вертикальным движением верхнего ножа.

Задание для самостоятельной работы

1. Изучить теоретический материал и ответить на контрольные вопросы.

2. Выбрать электродвигатель для ножниц в соответствии с исходными данными, выданными преподавателем.

Занятие 4

Оборудование для машинной ковки

Ковку на молотах и прессах, т. е. Машинную ковку, применяют для получения изделий простой и фасонной формы. Масса поковки от 0,5 кг до 200–300 т. Заготовки для ковки – прокат, слитки.

Процесс ковки можно разделить на элементарные операции. К ним относятся осадка, вытяжка, прошивка, рубка, гибка и закручивание.

При ковке течение металла в боковых направлениях мало ограничено инструментом, поэтому её часто называют свободной ковкой в отличии от ковки в штампах, или штамповки. Расход металла и машинное время при ковке больше, чем при штамповке, зато ковочный инструмент универсален и затраты на него меньше. Область применения ковки – мелкосерийное производство и уникальные изделия, например поковки массой до 250 т и более типа валов гидрогенераторов, турбин и т. д.

Ковочные молоты. Молоты относят к кузнечным машинам ударного действия. Обжатие заготовки на них осуществляется под действием кинетической энергии Е движущихся частей молота (бойка, бабы, штока, поршня).

Практически не удаётся полностью использовать энергию Е на деформацию заготовки. Часть энергии ∆Е = (1 – η) расходуется на отскок при ударе движущихся частей и основания (шабота) молота. При этом η = 0,85–0,95.

Паровоздушные молоты приводятся в действие паром или воздухом под давлением 0,6–0,8 Мпа. В зависимости от конструкции стоек различают одностоечные, арочные и мостовые молоты. Параметры паровоздушных молотов регламентируются в диапазоне массы движущихся частей m от 1 до 8 т.

Паровоздушные молоты ориентировочно выбираются по следующим данным

m, кг	1000	2000	3150	5000	8000
Максимальная сторона квадрата, мм	160	225	275	350	400
Примерная масса поковок, кг: гладких фасонных	до 250	250–500	500–750	750–1500	1500–2500
до 70	70–180	180–320	320–700	700–1300

Пневматические молоты применяют для получения из сортового проката поковок массой до 0,2 т. Основные параметры пневматических молотов регламентированы стандартом в диапазоне масс ударных частей 50–1000 кг и энергией удара 0,8–28 кДж.

Ориентировочно пневматический молот можно выбрать следующим данным:

m, кг	50	80	160	250	400	630	1000
Максимальная сторона квадрата, мм	40	50	65	75	100	125	160
Примерная масса поковок, кг: гладких фасонных	до 8	8–12	12–15	15–35	35–60	60–120	120–250
до 1,5	1,5–2	2–5	5–8	8–18	18–30	30–70

Наибольшая производительность П пневматических молотов зависит ои массы m.

m, кг ………00

П, кг/ч …….00

Молоты оснащаются рельсовыми и без рельсовыми манипуляторами. Грузоподъёмность их 3–50 кН.

Ковочные прессы. Ковочные гидравлические прессы изготавливают номинальным усилием 5–50 МН. Гидропривод пресса должен развивать большую мощность во время обжатия заготовки. Для этого в качестве источника жидкости высокого давления используют аккумулятор или мультипликатор.

Аккумулятор современного типа – это группа стальных резервуаров вместимостью до 8 м3 каждый. Воду в аккумулятор подаёт плунжерный насос, а сжатый воздух в баллоны – компрессор. При соединении трубопровода с прессом сжатый воздух вытесняет жидкость в цилиндры пресса и происходит рабочий ход. При обратном ходе трубопровод соединяется с цилиндрами обратного хода, а жидкость из рабочих цилиндров вытесняется. Давление жидкости в аккумуляторе составляет 20–30 МПа.

Мультипликатор позволяет получить давление 50–60 МПа. Большой цилиндр мультипликатора наполняется паром под давлением 1,1–1,3 МПа, который приводит в действие поршень и шток. Шток служит одновременно плунжером гидравлического цилиндра. Давление жидкости в цилиндре больше давления пара в n = 40 – 60 раз, где n – соотношение площадей поршня и штока.

КПД прессовых установок невелик и составляет 6–8 % для прессов с насосно-аккумуляторным и 1,5–2 % с мультипликаторным приводами.

Ориентировочно ковочный гидравлический пресс можно выбрать по массе заготовки.

m, т	0,6 - 2	2 - 5	5 - 12	14 - 28	33 - 60	60-98
P, МН	5	8	12,5	30	32	50

Выбор молота или гидравлического пресса для машинной ковки можно произвести с большей точностью, используя теоретические и экспериментальные зависимости, найденные для каждой отдельной операции.

Например, при осадке можно определить необходимую массу падающих частей молота или наибольшее усилие для гидравлического пресса. Порядок расчёта при этом следующий.

1. По известным геометрическим размерам заготовки до и после обжатия определяют степень деформации прессом ε = Δh / h0, где Δh – разность высот заготовки до и после обжатия; h0 – высота заготовки до обжатия. Для молота задаются степенью деформации большей или равной критической (εкр = 0,12).

2. Находят скорость деформации ξmax = v / h, где v – скорость движущихся частей пресса или молота.

3. Зная ε и ξmax можно по эмпирическим зависимостям [4] или по формуле Андрюка – Тюленева σs = k·σ0 ξa (10ε)b·Т / 1000 (где σ0 – базовое сопротивление деформации про ξ = 1 с-1, ε = 0,1 и Т = 1000 °С; k,a,b,c – расчётные коэффициенты, найденные для разных марок стали [4]) найти сопротивление деформации σs.

4. Вычисляют среднее давление при обжатии , где d – диаметр заготовки после обжатия; f = 0,4 – 0,45 – коэффициент трения. Более точно σs и Ps можно определить по экспериментальным зависимостям [4].

5. Усилие пресса или молота рассчитывают по формуле .

На этом рассчёт для пресса заканчивается.

6.  Так как молот совершает несколько ударов, то прежде, чем найти массу падающих его частей, определяют обжатие Δh за последний удар Δh=εh0 /(1 – ε), и только затем массу m =2PΔh / ηv2 .

Для изучения темы рекомендуется литература [4,5].

Контрольные вопросы

1.  Назовите элементарные операции ковки.

2.  Как в молоте получают необходимую кинетическую энергию для удара?

3.  Какие типы молотов Вы знаете?

4.  Из каких основных частей состоит молот для ковки?

5.  Как можно выбрать молот?

6.  Как устроен ковочный гидравлический пресс?

7.  Зачем в гидравлическом прессе используется аккумулятор и мультипликатор?

8.  По каким данным выбирается ковочный пресс?

Задание для самостоятельной работы

1. Изучить теоретический материал и ответить на контрольные вопросы.

2. Определить наибольшее усилие при осадке на гидравлическом прессе и массу падающих частей при осадке на молоте цилиндрической заготовки диаметром d0 и высотой h0 . Осадка производится до высоты h. Скорость движения бойка пресса vn = 0,08 м/с. Скорость падающих частей молота vк = 6 м / c. Материал - низкоугеродистая сталь (σ0 =107; k= 0.97; a=0.117; b=0.165; c= - 2.73).

Исходные данные	Варианты
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
d0 , мм	100	100	150	200	250	300	350	400	450	500
h0, мм	80	100	150	200	250	250	200	300	350	400
h, мм	50	60	80	110	150	150	160	200	300	300

Занятие 5

Гибкие тяговые органы

В грузоподъемных машинах гибкие тяговые органы (цепи, канаты) предназначены для подвешивания грузов, а также для приведения в движение механизмов с ручным приводом.

Цепи. По конструкции и способу изготовления цепи делят на сварные, пластинчатые или шарнирные и специальные. Сварная цепь состоит из овальных взаимно-перпендикулярных звеньев. Это обеспечивает большую гибкость во всех направлениях и позволяет применять цепные колеса или барабаны малых диаметров Дб = (20…30)d (d – диаметр прутка, из которого изготавливается цепь).

Скорость цепи на барабане допускается не боле 1 м/с, на звездочке – не более 0,1 м/с. Это обусловлено изнашиванием звеньев в местах их сопряжения.

При растяжении в звеньях цепи возникают напряжения растяжения и изгиба. По нормам Госгортехнадзора, каждый вид цепи испытывают на растяжение до разрыва. Разрушающая нагрузка Fр приводится в каталоге на цепь. Размер сварной цепи выбирают из соотношения

(1)

где Fм – максимальное рабочее усилие на цепь при подъеме номинального груза без учета динамической нагрузки; – коэффициент запаса прочности.

Пластинчатая цепь состоит из пластин с отверстиями, в которые вставлены валики, соединяющие пластины параллельно (в звене) и последовательно между собой. Число пластин в одном звене зависит от разрушающей нагрузки и может быть от 2 до 12. соединение звеньев в пластинчатой цепи шарнирное. Пластинчатые цепи не допускают изгиба в поперечном направлении, их применяют только со звездочками при скорости не более 0,25 м/с.

Грузовые пластинчатые цепи рассчитывают по формуле (1). Разрывная нагрузка цепи в целом приводится в каталогах

Таблица 2

Сварные цепи

Диаметр сечения звена, мм	Шаг, мм	Ширина, мм	Разрушающая нагрузка, кН
	19	19	6,4
6	19	21	10,0
7	21	24	16,0
8	23	27	24,0
9,5	27	32	31,0
11	31	36	46,0
13	36	43	66,0
16	44	53	102,0
18	50	58	128,0
20	56	66	160,0
23	64	76	210,0
26	72	84	266,0
28	78	91	312,0
30	84	98	356,0
32	91	104	410,0
35	98	114	460,0
38	106	123	548,0
41	114	133	636,0

Канаты. В грузоподъемных устройствах в качестве гибких тяговых органов применяются стальные канаты. Они позволяют поднимать груз с большой скоростью и бесшумно.