Изучение конструкции и паспортизация кривошипного пресса

Цель работы: ознакомить студентов с конструкцией и работой кривошипного пресса простого действия, определить его кинематические параметры, получить практические навыки в составлении паспорта пресса.

В промышленности превалирует штамповка мелких и средних деталей, что обусловило широкое распространение открытых кривошипных прессов. Открытые кривошипные прессы бывают однои двухстоечными, наклоняемыми и ненаклоняемыми. Различие между одностоечными и двухстоечными кривошипными прессами связано с расположением главного исполнительного механизма относительно опор главного вала. У двухстоечных прессов головка шатуна исполнительного механизма располагается между опорами главного вала, у одностоечных — по одну сторону на консольно-выступающем кривошипе главного вала.

Кривошипные прессы называются открытыми, если имеется свободный доступ к штамповому пространству спереди и с боков станины. Но такие прессы отличаются сравнительно низкой жесткостью. Это существенный недостаток открытых прессов.

Принцип действия кривошипных прессов состоит в том, что вращательное движение главного вала преобразуется в возвратно-поступательное движение ползуна при помощи кривошипно-шатунного механизма. За один оборот главного вала происходит ход ползуна вниз и вверх (один двойной ход).

Основными составными частями кривошипного пресса являются: станина, привод, главный вал, маховик, муфта, тормоз, ползун с шатуном, командоаппарат, механизм наклона станины (у наклоняемых прессов).

Изучаемый открытый однокривошипный двухстоечный пресс простого действия модели К2322 усилием 160 кН (рис. 1.1) относится к универсальным прессам и предназначается для выполнения операций холоднолистовой штамповки: вырезки, вырубки, просечки, гибки, неглубокой вытяжки, отбортовки и др.

Для облегчения удаления с пресса отходов или изделий станине пресса может придаваться наклонное положение.

Рисунок 1.1 — Открытый однокривошипный двухстоечный наклоняемый пресс простого действия модели К2322 усилием 160 кН.

Станина пресса 1 (см. рис. 1.1) установлена на стояках 2. Ползун пресса 3 перемещается в направляющих 4 и соединен с коленчатым валом 6 при помощи шатуна 5. Пресс оснащен автоматом включения 8, позволяющим производить работу одиночными и непрерывными ходами.

Педальное управление 10 используется для включения и выключения пресса при штамповке из длинных заготовок, двухкнопочное управление 11 — для штамповки из штучных заготовок.

Электродвигатель 9, установленный на подмоторной плите 13, передает движение маховику 7 через клиноременную передачу 12. Регулировка натяжения ремней производится с помощью винта 14.

Остановка ползуна в верхнем крайнем положении и удержание его осуществляется ленточным тормозом непрерывного действия (на рис. 1.1 не показан). Тормозной момент регулируется за счет изменения усилия сжатия пружины.

От коленчатого вала движение передается ползуну 1 через шатун, который состоит из двух частей: корпуса 2 и винта 3 (рис. 1.2). Такая конструкция позволяет производить регулировку длины шатуна и изменять закрытую высоту пресса. Фиксация корпуса шатуна 2 и винта 3 обеспечивается с помощью втулки 10, резьбовой втулки 9 и винта 8. Винты 11 препятствуют повороту втулок 9 и 10 вокруг их оси симметрии.

Нижний шарообразный конец винта 3 опирается через шаровую опору в подпятник 5, который расположен в гнезде корпуса ползуна 1. Обратное движение шатуна 3 передается ползуну через вкладыш 6 и гайку 7.

Винтовые упоры 14 предназначены для регулировки величины хода толкателя (на рис. 1.2 не показан). Выталкивание должно происходить в конце хода ползуна вверх. Правильность регулировки проверяется ручным поворотом коленчатого вала. Винтовые упоры 14 не должны мешать ходу ползуна вверх. Упоры 14 ввинчены в кронштейны 15, которые закреплены при помощи болтов к станине пресса. Возвратный ход выталкивающей планки 12 обеспечивается либо под действием собственной массы, либо при помощи пружин 13.

Крепление хвостовика штампа в ползуне осуществляется при помощи прижима 16 посредством двух шпилек с гайками 17. Стопорный винт 18 служит для отталкивания прижима 16 от хвостовика штампа при снятии штампа со стола пресса.

Следует отметить, что в прессах усилием 250 кН и выше на ползуне предусматривается кронштейн, к которому крепится уравновешиватель.

Схема взаимодействия толкателя штампа с выталкивающей планкой ползуна показана на рис. 1.3.

Рисунок 1.3 — Схема взаимодействия толкателя штампа с выталкивающей планкой ползуна.

Ползун снабжен выталкивающей планкой 4 для воздействия на толкатель 1, проходящий через верхнюю часть штампа и отверстие в корпусе ползуна (см. рис. 1.3). При ходе ползуна вверх тарелка 8 с толкателем 1 также поднимаются вверх. Под действием застрявшей в матрице штампа 6 детали 7 толкатель 1 поднимает вверх выталкивающую планку ползуна 4 до тех пор, пока она не упрется в упорные планки 5. После этого верхняя часть штампа продолжает подниматься вместе с корпусом ползуна 2, а выталкивающая планка 4, толкатель 1 и деталь 7 остаются на месте. В результате этого деталь 7 выталкивается из матрицы штампа 6.

Положение упорных планок 5 устанавливается и фиксируется на рейках 3 с помощью болтов в зависимости от необходимой глубины (высоты) штампуемой детали.

Данная система может быть использована не только как выталкиватель, но и как прижим, если выталкивающую планку упереть в буферные устройства (например, пружины).

На изучаемом прессе применена муфта сцепления с одной поворотной шпонкой (рис. 1.4).

Рисунок 1.4 — Шпоночная муфта сцепления пресса модели К2322.

Маховик 1 с запрессованными в нем передней 3 и задней 4 бронзовыми втулками вращается на концевой шайбе 5 и втулке 6. Втулка включения 7, в которой имеются три полукруглых гнезда, запрессована в маховик 1 и зафиксирована шпонкой 13. Сцепление вала 2 с втулкой включения 7 осуществляется поворотной шпонкой 8, помещенной в цилиндрическом отверстии, образованном в теле вала 2, концевой шайбе 5 и втулке 6.

На участке соприкосновения с втулкой включения 7 поворотная шпонка 8 имеет срез, поверхность которого является как бы продолжением цилиндрической поверхности вала. Благодаря этому маховик может свободно вращаться, не задевая шпонку, утопленную в пазу коленчатого вала 2.

Втулка 6 имеет вырез, в который входит хвостовик поворотной шпонки 11.

Для включения пресса поворотная шпонка должна повернуться вокруг своей оси на 90° при помощи пружины 9. Пружина расположена по окружности втулки 6 и соединена с нею при помощи ушка 10, в которое входит фиксирующий винт 12. Второй конец пружины 9 соединен с хвостовиком 11 поворотной шпонки 8. Пружина всегда стремится поставить шпонку в положение, соответствующее включению муфты, т. е. она находится при выключенной муфте в растянутом положении. Повороту шпонки 8 под действием пружины 9 препятствует упор, связанный с механизмом управления. При нажатии на педаль или кнопку упор отводится в сторону.

Как и все жесткие муфты, шпоночная муфта включается и выключается только при определенных угловых положениях вала и маховика, а поэтому допускает останов пресса только в крайнем положении, не позволяя тем самым применить привод пресса для наладки штампов.

Преимущества шпоночных муфт заключается в их компактности и простоте конструкции. К недостаткам шпоночных муфт следует отнести следующее: ударный характер нагрузок; значительный шум при работе; невозможность отключения в любых точках хода ползуна; быстрый выход из строя шпонки включения.

Для остановки ползуна и удержания его в крайнем верхнем положении при отключенной муфте на коленчатом валу установлен ленточный тормоз непрерывного действия (рис. 1.5).

кривошипный пресс шпоночная муфта Поскольку на прессе установлен тормоз непрерывного действия, то при расчете мощности привода необходимо учитывать, что часть полезной энергии тратится на преодоление сопротивления тормоза. Тормоза непрерывного действия подвержены сильному разогреву при работе и быстрому износу фрикционных элементов. В настоящее время такая конструкция встречается крайне редко на прессах малых усилий.

1 — тормозной диск; 2 — накладка из феродо; 3 — тормозная стальная лента; 4 — ушко крепления набегающего конца ленты; 5 — регулировочный винт натяжения ленты; 6 — стопор крепления тормозной ленты; 7 — шайба; 8 — натяжная пружина; 9, 10 — гайки и контргайки регулировочного винта Рисунок 1.5 — Ленточный тормоз непрерывного действия.

Исходные данные:

R=27.5.

L=340.

N=200.

H=65.

КВП=170.

КНП=118.

При проектировании кривошипных прессов определяют его кинематические параметры, т. е. законы изменения перемещения ползуна S, скорости V, ускорения j от угла поворота коленчатого вала. Для аксиального кривошипно-шатунного механизма выражения для перемещения, скорости и ускорения ползуна имеют следующий вид:

S = R [1 — cosб + (/4) (1 — cos2б)] (м);

V = щ R (sinб + (л/2) sin2б) (м/с);

j = щ² R (cosб + л cos2б) (/с²),.

— коэффициент шатуна, значение которого определяется в пределах 0,08.0,014;

щ — угловая скорость вращения кривошипа, которая оценивается, исходя из числа ходов ползуна в минуту (с^-1), щ = (рn) /30=20.93.

Таблица 1.

Рисунок 1. График зависимости Н= f (б) путем замера перемещения ползуна при повороте коленчатого вала вручную на определенные углы и расчетная зависимость S = f (б)

Вывод: Из график зависимости Н= f (б) и S = f (б) видно, что фактическое значение перемещения, численно приближается к расчетному значению перемещения.