Проектировка пресса однокривошипного закрытого простого действия усилием 16000кН

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования Республики Беларусь

Учреждение образования

"Гомельский государственный технический университет имени П. О. Сухого"

Кафедра "Обработка материалов давлением"

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

"Теория, расчеты и конструкции прессово-штамповочного оборудования"

Тема проекта: "Проектировка пресса однокривошипного закрытого простого действия усилием 16000кН"

Выполнила

студентка группы Д-51

Дорошенко

Руководитель проекта

Буренков В.Ф.

Гомель 2010

Содержание

Введение

1. Назначение и область применения

2. Техническая характеристика оборудования

2.1 Описание кинематической схемы

3. Краткое описание оборудования и его основных узлов

4. Расчет основных параметров оборудования и его основных узлов

4.1 Определение основных кинематических величин кривошипно-ползунного механизма

4.2 Определение приведенного плеча крутящего момента

4.3 Расчет графика допускаемых усилий на ползуне пресса по прочности кривошипного вала

4.4 Расчет графика допускаемых усилий на ползуне пресса по прочности зубчатой передачи

4.5 Определение мощности электродвигателя

4.6 Расчет клиноременной передачи

4.7 Расчет маховика

4.8 Расчет муфты и тормоза

4.9 Расчет станины пресса

5. Технические условия на изготовление и программа испытаний

6. Мероприятия по технике безопасности

Список использованной литературы

Введение

Прогрессивный характер технологии кузнечно - штамповочного производства задан на получении заданной формы деталей или заготовок в результате рационального распределения металла, а не за счет удаления его части в структуру (в случаи обработки резанием). Обработка металлов давлением позволяет получить изделие с повышенными механическими свойствами. Технологические процессы обработки давлением отличаются большими удельными усилиями сопротивления деформированию материалов (усилиями полезного деформирования), значительными затратами энергии, которые имеют кратковременный характер. Различные сочетания конструкции аккумуляторов и механизмов, передающих эту энергию для продолжения преодоления полезного сопротивления, определяют многообразие прессо - штамповочных машин.

Прессы - кузнечно-штамповочные машины квазистатического воздействия на поковку, в которых преодоление полезного сопротивления осуществляется при перемещении рабочего звена - ползуна, а усилие деформирования воспринимается замкнутой силовой несущей системой, включающей исполнительный механизм, станину и другие элементы.

На кривошипных прессах можно изготавливать поковки любой конфигурации массой до 100 кг. Характер деформирования металла при штамповке на прессах несколько иной, чем при штамповке на молотах.

Кузнечно-штамповочные машины должны осуществлять экономически прогрессивные технологические процессы и обеспечивать высокое качество получаемых заготовок и деталей. Сами машины должны быть производительными, экономичными, надежными, долговечными, ремонтопригодными, обладать высоким КПД, быть удобными и простыми в наладке и обслуживании, соответствовать требованиям техники безопасности и эргономики.

1. Назначение и область применения проектируемого оборудования

Пресс однокривошипный закрытый простого действия усилием 3150 кН модели КВ 2535А, предназначен для выполнения различных операций холодной штамповки изделий из листового материала.

Размеры и форма изделий, обрабатываемых на прессе ограничиваются:

1.Графиком усилий, допускаемых на ползуне, прочностью деталей пресса.

2.Наибольшей работой, затрачиваемой на деформирование изделия, за один ход ползуна.

3.Размерами штампового пространства и величиной хода ползуна.

Пресс однокривошипный закрытый простого действия может применяться во всех отраслях машиностроительной и приборостроительной промышленности, а также для производства товаров народного потребления.

Пресс может применяться как самостоятельная технологическая единица оборудования, так и в составе автоматизированных и механизированных комплексов и линий.

2. Техническая характеристика и кинематическая схема оборудования

Основные параметры и размеры пресса отображены в таблице 2.1.

Таблица 2.1

Наименование параметров	Значение параметров
1. Номинальное усилие пресса, кН	3150
2. Ход ползуна, мм	400
3. Число непрерывных ходов ползуна в минуту	20
4. Допустимое число одиночных ходов в минуту	15
5. Наибольшая допустимая работа за 1 ход (при автоматических ходах) кГм	6200
6. Наибольшее расстояние между столом и ползуном в его нижнем положении	710
7. Регулировка расстояния между столом и ползуном, мм	140
8. Размеры стола, мм: слева направо спереди назад	1000 1000
9. Размеры отверстия в столе, мм: слева направо спереди назад	630 630
10. Размеры ползуна, мм: спереди назад	800
12. Размеры окон в стойках, мм: ширина высота над уровнем стола	600 150
13. Толщина подштамповой плиты, мм	140
14. Высота стола над уровнем пола, мм	660
15. Наибольший вес штампа, подвешиваемого к ползуну, кг	1000
17. гидропневматическая подушка в столе (по особому заказу): Наибольший рабочий ход наибольшее усилие прижима, тс наибольшее усилие выталкивания, тс	200 63 7
18. Габарит пресса в плане, мм: слева направо спереди назад	3410 3140
19. Наибольшая высота над уровнем пола, мм	5930
20. Масса пресса, кг: без гидроподушки с гидроподушкой	30300 34300
21. Эффективная жесткость, тс/мм	105
22. Расход сжатого воздуха за один ход ползуна (Р=5кГс/см2), дм3	5-6,5

Характеристика электрооборудования представлены в таблице 2.2

Таблица 2.2

Наименование параметров	Значение параметров
1. Род тока питающей сети	Переменный трехфазный
2.Частота, Гц	50
3. Напряжение, В	380
4. Количество электродвигателей, шт	3
5. Электродвигатель главного привода: тип мощность, кВт частота вращения, мин -1 форма исполнение	АОС2 - 81-4 40 1400 M1O1
6. Общая мощность электродвигателей, кВТ	43,3

3. Описание кинематической схемы

Ввиду широкой известности и простоты кинематической схемы описание ее не приводится.

Перечень составных элементов кинематической схемы приведён в таблице 3.1

Таблица 3.1

Обозначение	Наименование	Кол.	Примечание
1	Муфта	1
2	Подшипники	4
3	Зубчато колесо	1	Z=60, m=16
4	Шестерня	1	Z=15, m=28
5	Зубчато колесо	1	Z=45, m=20
6	Шестерня	1	Z=21, m=16
7	Зубчато колесо	1	Z=97, m=2
8	Шестерня	1	Z=15, m=2
9	Зубчато колесо	1	Z=68, m=16
10	Шестерня	1	Z=15, m=28
11	Зубчато колесо	1	Z=97, m=28
12	Шатун	1
13	Ползун	1
14	Подшипники	1
15	Подшипники	1
16	Подшипники	1
17	Ползун	1	Z=20, m=16
18	Ползун	1	Z=1, m=16
19	Подшипники	1
20	Электродвигатель	1
21	Шкив	1
22	Маховик	1
23	Шестерня	1	Z=19, m=20
24	Тормоз	1
25	Зубчато колесо	1	Z=68, m=16
26	Шестерня	1	Z=15, m=28
27	Шестерня	1	Z=21, m=18
28	Зубчато колесо	1	Z=68, m=16
29	Шестерня	1	Z=15, m=28
30	Зубчато колесо	1	Z=97, m=28
31	Электродвигатель	1
32	Муфта	1
33	Подшипники	1
34	Ползун	1	Z=2, m=8
35	Ползун	1	Z=24, m=8
36	Подшипники	1
37	Клиноременная передача	1
38	Командоаппорат	1

4. Краткое описание оборудования и его основных узлов

Пресс однокривошипный, закрытый, простого действия усилием P_н=16000кН состоит из станины , привода , ползуна, муфты, тормоза.

Общий вид с обозначениями органов управления, сигнализирующей и контралирующей аппаратуры представлен на рисунке.

Перечень органов управления, сигнализирующей и контралирующей аппаратуры представлена в таблице 4.1

Позиция	Органы управления, сигнализирующая и контролирующая аппаратура
1.	Маховик крана гидрометра подушки
2.	Гидрометр подушки
3.	Переключатель пультов управления
4.	Переключатель режимов работы
5.	Рукоятка включения пресса в электросеть
6	Кнопка тормоза маховика
7.	Рычаг привода ручного насоса
8.	Гидрометр системы жидкой смазки
9.	Масломерное стекло
10.	Пневмоманометр "Давление сети"
11.	Пневмоманометр "Давление удерживателя"
12.	Пневмоманометр "Давление муфты"
13.	Редукционный клапан муфты
14.	Редукционный клапан уравновешивателя
15.	Пневмоманометр "Давление уравновешивателя"
16.	Пневмоманометр "Давление подушки"
17.	Редукционный клапан удерживателя
18.	Редукционный клапан гидроподушки
19.	Кнопка "Ход ползуна"
20.	Кнопка "Стоп ползуна"
21.	Кнопка "Общий стоп"
22.	Кнопка "Наладка"
23.	Сигнальная лампа "Сеть"
24.	Сигнальная лампа "Главный привод""
25.	Сигнальная лампа "Нет смазки"
26.	Сигнальная лампа "Нет воздуха"
27.	Переключатель "Толчок ползуна" и "Регулировка ползуна"
28.	Сигнальная лампа "Одиночный ход"
29.	Сигнальная лампа "Переключение осуществлено"
30.	Сигнальная лампа "Автоматическая работа"
31.	Кнопка "Регулировка ползуна вверх"
32.	Кнопка "Пуск главного электродвигателя"
33.	Кнопка "Регулировка ползуна вниз"
34.	Кнопка "Стоп главного электродвигателя"
35.	Кнопка "Смазка"
36.	Переключатель "Освещение стола"

Станина.

Станина пресса - сварной конструкции, закрытая, разъемная, состоящая из стола, двух стоек и траверсы, соединенных в единое целое по средством четырех стяжных шпилек, затянутых на горячо.

Рисунок 3.1 Станина пресса.

Привод.

Привод пресса - закрытого типа с расположением оси и валов перпендикулярно фронту пресса размещен в траверсе. Привод осуществляется от электродвигателя. Передача от электродвигателя к эксцентрику четырех ступенчатая. Первая ступень - от электродвигателя через маховик и муфту на вал муфты - клиноременная передача. Вторая ступень - от вала муфты (быстроходного) на быстроходный промежуточный вал - шевронная передача. Третья ступень - от быстроходного промежуточного вала на тихоходный промежуточный вал - двусторонняя косозубая передача. Четвертая ступень - от двух тихоходных промежуточных валов к эксцентрику с наложенными на него зубчатыми колесами.

Смазка привода комбинированная от центральных систем: опоры тихоходных промежуточных валов имеют густую, а опоры эксцентрика - жидкую смазку.

Для обеспечения быстрого останова маховика при включении электродвигателя главного привода предусмотрен тормоз маховика с пневматическим включением.

Муфта.

Муфта включения и тормоза пресса фрикционные однодисковые, с пневматическим включением, смонтированы консольно по краям вала. Фрикционным элементом в дисках муфты и тормоза являются вставки овальной формы, расположенные в гнездах диска муфты и диска тормоза и перемещаются в этих гнездах вдоль оси при включении пресса. Включение муфты и тормоза раздельно от отдельных воздухораспределителей с электрической блокировкой их работы. Команда на подачу воздуха в муфту дается БВК, установленном на тормозе и срабатывающим только при его растормаживании, чем достигается отставание включение муфты от полного растормаживания тормоза. Опережение включения муфты по отношению к началу затормаживания тормоза достигается регулировкой соответствующих кулачков командоаппарата, управляющего работой воздураспределителей муфты и тормоза.

Тормоз маховика.

Предназначен для быстрого останова маховика, торможение осуществляется подачей сжатого воздуха в цилиндр.

Привод командоаппарата.

Осуществляется шестерней, установленной в выточке промежуточного вала и зацепляющейся с зубчатым колесом, посаженным на один конец вала командоаппарата.

Ползун пресса.

Является основным рабочим механизмом, движение которого непосредственно осуществляется технологическая операция.

Гидропневматическая подушка.

Расположена внутри стола пресса и служит для прижима заготовки при вытяжке и как нижний выталкиватель. В нижней части корпуса смонтирован пневматический удерживатель, который обеспечивает выстаивание плунжера подушки в начале отхода ползуна пресса вверх и позволяет производить выталкивание отштампованной детали лишь после отхода ползуна пресса вверх, предотвращая повреждение о прикрепленный к ползуну штамп.

5. Технические условия на изготовление и программа испытаний

Общие технические условия на приемку прессов установлены соответствующим государственным стандартом ГОСТ 7600--76, в котором указываются требования к качеству материалов, обработки, сборки отделки.

На любой типоразмер выпускаемых изделий составляют технические условия (ТУ) и программу испытания образца.

Общие требования:

Требования к надежности кузнечно - прессового оборудования (КПО):

Показатели надежности и их нормы должны быть указаны в стандартах, ТУ на конкретные виды КПО. Номенклатура показателей надежности - по ГОСТ 4.456;

Нормы сложности КПО - стандартам, ТУ или замещающим их техническим документом на конкретные виды оборудования;

Показатели экономного использования материалов и энергии должны быть указаны в стандартах, ТУ на конкретные виды КПО. Номенклатура показателей экономного использования материалов и энергии - по ГОСТ 4.456;

Принадлежности, инструмент, запчасти к однотипному КПО должны быть взаимозаменяемыми. Но это требование не распространяется на элементы, которые должны применяться при сборке.

Требования к материалам:

Отливки и поковки, применяемые для изготовления ответственных деталей КПО, должны иметь паспорта или сертификаты, удостоверяющие их соответствие предъявленным требованиям;

Силовые сварные металлоконструкции, отливки и поковки, применяемые для изготовления ответственных деталей, должны подвергаться термообработке или другим методам обработки для снятия напряжений.

Требования к обработке:

Обработанные поверхности деталей не должны иметь заусенцев, а также раковин и механических повреждений, снижающих прочность, эксплуатационные качества и ухудшающих внешний вид КПО. Конкретные требования к обработанным поверхностям должны устанавливаться в ТУ или рабочих чертежах. Острые кромки деталей, обработанных механическим способом, должны быть притуплены кроме мест, указанных в рабочих чертежах;

Метрическая резьба деталей должна выполняться с полем допуска 8g или 7Н по ГОСТ 16093, если в рабочих чертежах не указаны другие требования. Резьбовые поверхности не должны иметь вмятин и заусенцев;

Ободъя маховиков и рукоятки управления, изготовленные из металла, должны быть номированными;

элементы регулировочных винтов, гаек, подвергающие смятию в процессе эксплуатации и оговоренные в эксплутационных документах, должны быть термически обработаны до твердости не менее 36 HRC.

Требования к сборке:

При сборке машин или сборочных единиц не допускается установка на стыках прокладок, не предусмотренных рабочих чертежами;

Регулируемые направляющие скольжения и ходовые соединения "винт -- гайка", устройства для регулирования зазоров в направляющих с помощью клиньев, должны иметь запас для регулирования по мере износа;

Установочные (контрольные) штифты не должны выступать над поверхностью детали более чем на 0.3 диаметра;

Класс точности балансировки и требования к ней по ГОСТ 22061.

Требования к электрооборудованию:

Общие требования к электрооборудованию по ГОСТ 27487;

Устройство ЧПУ должны соответствовать требованиям ГОСТ 21021;

Для монтажа (проводок) электрооборудования должны применяться кабеля и провода с медными жилами.

Требования к пневмооборудованию:

Общие требования к пневмооборудованию по ГОСТ 18460;

Для удаления конденсата магистральные трубопроводы должны быть смонтированы с уклоном не менее 1:500 в сторону расположения сливного устройства.

Требования к смазочным системам:

Во время работы КПО смазку наиболее трущихся пар следует производить от централизованной смазочной системы;

Устройства для подачи смазочно - охлаждающих технологических средств должны обеспечить непрерывную или циклическую подачу к предусмотренным местам в требуемом количестве;

Трубопроводы и маслопроводы должны быть надежно закреплены и не иметь вмятин и переломов в местах изгибов.

Требования к внешнему виду:

Внешний вид КПО должен соответствовать требованиям технической эстетики и эргономики;

Регулировочный винты и гайки, отвинчиваемые при эксплуатации, трубопроводы из пластмасс не должны окрашиваться;

Подготовка металлических поверхностей КПО к окраске по ГОСТ 9.402;

Линии границ поверхностей, окрашиваемых в разные цвета, должны быть ровными.

8. Требования к маркировке:

На каждом КПО на видном месте должна быть укреплена табличка, содержащая следующие данные:

Наименование предприятия - изготовителя;

Модель;

Номер машины по системе предприятия - изготовителя;

Основные параметры (включая массу КПО);

Год выпуска.

9. Требования к упаковке:

Применяемый для КПО вид упаковки должен быть указан в технических условиях на конкретные виды КПО и обеспечивать сохранность КПО на период транспортирования и хранения;

Способы крепления КПО, его отдельных частей и принадлежности в таре должны быть указаны в ТУ или рабочих чертежах на конретные виды КПО.

Для проверки КПО на соответствие требованиям стандарта, технических условий на конкретные виды КПО предприятием - изготовителем должны проводиться приемно - сдаточные и периодические испытания.

1. При приемно - сдаточных испытаниях каждая машина должна быть подвергнута испытаниям согласно стандартам и ТУ на конкретные виды КПО по показателям:

- Надежность контактных соединений защитных цепей КПО;

- Значения сопротивления изоляции и ее прочность на пробой;

- Степень защиты электрооборудования;

- Наличие заземляющих винтов;

- Отделка;

- Комплектность;

- Маркировка;

- Упаковка;

- Установленная безотказная наработка в сутки.

Должны быть проведены испытания:

работа узлов на холостом ходу (исправность работы узлов и обкатка машины);

под нагрузкой (позволяет определить силовые и энергетические возможности пресса);

на соответствие пресса нормам точности;

на четкость срабатывания системы включения и выключения;

работы системы смазки;

на степень нагрева трущихся элементов;

проверка актов испытаний сборочных единиц.

2. Периодические испытания должны проводиться в соответствии с требованиями стандартов и ТУ на конкретные виды КПО.

3. При испытаниях КПО на холостом ходу должны быть проведены при наличии в конкретном КПО соответствующих систем или сборочных единиц:

функционирование всех испытуемых механизмов;

действие систем подачи рабочей жидкости и качество внутренних поверхностей емкостей, предназначеных для содержания в них рабочих жидкостей;

действие органов управления на четкость, безотказность и надежность фиксации;

установившаяся температура нагрева подшипников;

действие электро -, пневмооборудования и смазочных систем;

соответствие требованиям безопасности;

шумовые характеристики машин.

4. При испытании КПО под нагрузкой должно быть проверено функционирование на различных режимах согласно ТУ и определены установленная безотказная наработка и установленный срок службы до первого капитального ремонта.

5. Значения показателей надежности, методы и планы их контроля должны устанавливаться в соответствии с требованиями ГОСТ 27.410 в стандартах, ТУ по методике.

кривошипный ползунный крутящий вал

6. Мероприятия по технике безопасности

Конструкция пресса и отдельных его механизмов обеспечивает безопасность работы оператора и обслуживающего персонала при соблюдении ими требований во время работы на кривошипных прессах, действующих на предприятиях, эксплуатирующих пресс. В соответствии с техническими условиями безопасности на кривошипные прессы предусмотрены: Установка ограждения рабочей зоны (штампов) - защитным экраном, сблокированным с электросхемой пресса, исключающей работу пресса при нахождении рук в зоне штампа;

Установка ограждения вращающихся частей привода;

Установка ограждения подвижных частей кривошипно - шатунного механизма (дверка на передней части станины), сблокированного с электросхемой пресса;

Двухкнопочное (двумя руками) включение муфты, которое осуществляется с пульта управления. При этом необходимо, чтобы одновременно были нажаты две кнопки на и чтобы эти кнопки были удержаны в нажатом положении до полного опускания ползуна вниз, т. е. до тех пор, пока попадание рук в штамповую зону опасно;

Обеспечение синхронного включение при двуручном управлении с допустимым рассогласованием не более 0,5 секунд;

Система электрической блокировок рабочих и вспомогательных механизмов пресса, запрещающих работу при возникновении каких либо неполадок в работе и во взаимодействии этих механизмов, в том числе при нарушении подачи энергоносителей (электроэнергии, сжатого воздуха) к прессу;

Сдвоенная конструкция воздухораспределителей муфты и тормоза, исключат (наряду с электрической блокировкой) возможность сдваивания ходов ползуна в случае неисправности пневмораспределителя;

Оснащение от перегрузки срезной шайбой с системой сигнализации и отключение пресса при срабатывании;

Встроенное освещение штампов в зоне штамповки;

Указатель усилия, расположения кривошипа и фактическую штамповую высоту.

Включение пресса ножной педалью разрешено если:

а) конструкция штампа или наличие защитных решеток не позволяют ввод рук оператора в опасную зону пресса.

б) необходимо удерживать заготовку обеими руками через клещи вне опасной рабочей зоны пресса

Периодически проверять работу блокирующих устройств.

Категорически запрещается:

чистка, регулировка, мелкий ремонт пресса или его отдельных механизмов - при включенном двигателе и вращающемся маховиком;

Смазка индивидуальных точек ручной смазкой при подключенном напряжении;

Работа с включением от педали при выполнении любых операций, не исключающих попадание рук операторов в опасную зону;

Выполнять на прессе технологические операции, усилие и работа которых превышает силовые и технологические возможности пресса или операции с неизвестным усилием - работой;

Работа на неисправном прессе;

Работать на прессе со снятым ограждением;

Поправлять положение заготовки после нажатия педали или кнопок двурукого включения.

При регулировке муфты и тормоза следить за обеспечением равномерной работы крепежных и регулировочных элементов, уделяя особое внимание равномерному регулированию гаек на винтах, соединяющих поршень тормоза с нажимным диском.

Список использованной литературы

1. А.Н. Банкетов, Кузнечно-штамповочное оборудование, М.: Машиностроение, 1982.

2. Е.Н. Ланской, А.Н. Банкетов, Элементы расчета деталей и узлов кривошипных машин. - М.: Машиностроение, 1966.

3. 1263Методические указания по курсовому проектированию по разделу "Расчет ременных и цепных передач" курса "Детали машин", разработали Тростин В..И., ассистент Буренков .В.Ф., кафедра "Детали машин", Гомель: ГПИ, 1982.

4. Методические указания к курсовому проекту по теме "Теория, расчеты и конструкции прессово-штамповочного оборудования" для студентов специальности 1-36 01 05, разработал Буренков В.Ф., кафедра ОМД, Гомель: ГГТУ, 2007.

5. Методические указания по курсовому проектированию по разделу "Расчет ременных и цепных передач" курса "Детали машин", разработали Тростин В..И., ассистент Буренков .В.Ф., кафедра "Детали машин", Гомель: ГПИ, 1982.

6. Методические указания к курсовому проекту по дисциплине "Теория, расчеты и конструкции прессово-штамповочного оборудования" по теме "Фрикционные мухты включения и тормоза. Конструирование и расчет" для студентов специальности 1-36 01 05, разработал Буренков В.Ф., кафедра ОМД, Гомель: ГГТУ, 2007.

7. Методические указания к курсовому проекту по дисциплине "Теория, расчеты и конструкции прессово-штамповочного оборудования" по теме "Пневматические уравновешиватели кривошипных машин. Конструирование и расчет" для студентов специальности 1-36 01 05, разработал Буренков В.Ф., кафедра ОМД, Гомель: ГГТУ, 2009.

8.Кузнецов В.К. "Асинхронные двигатели" М.1982 год.

Размещено на Allbest.ru