Методика расчета 2 страница

– –

– –

– –

– –

– –

– –

1472,0 –

1522,0 –

1608,0 –

– –

– 2035,0

– 2196,0

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

1502,0 –

1587,0 –

1670,0 –

– –

– 2130,0

– 2305,0

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

1550,0 –

1610,0 –

1706,0 –

– –

– 2128,0

– 2300,0

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

1602,0 –

1663,0 –

1758,0 –

– –

– 2220,0

– 2410,0

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

1670,0 –

1730,0 –

1820,0 –

– –

– 2310,0

– 2505,0

– –

– –

– – –

– – –

– – –

– – –

– – –

– – –

1825,0 – –

1895,0 – –

1985,0 – –

– – –

– 2520,0 –

– 2755,0 –

– – 3130,0

– – 3320,0

– – –

– – –

– – –

– – –

– – –

– – –

1905,0 – –

1980,0 – –

2080,0 – –

– – –

– 2620,0 –

– 2830,0 –

– – 3270,0

– – 3470,0

– – –

– – –

– – –

– – –

– – –

– – –

1990,0 – –

2050,0 – –

2150,0 – –

– – –

– 2750,0 –

– 2960,0 –

– – 3380,0

– – 3595,0

– – –

– – –

– – –

– – –

– – –

– – –

– –

– –

– –

– – –

– –

– –

– –

– –

– – –

– – –

– – –

– – –

– – –

– – –

– –

– –

– –

– – –

– –

– –

– –

– –

– – –

– – –

– – –

– – –

– – –

– – –

2060,0 – –

2115,0 – –

2230,0 – –

– – –

– 2740,0 –

– 2950,0 –

– – 3385,0

– – 3590,0

– – –

– – –

– – –

– – –

– – –

– – –

2180,0 – –

2272,0 – –

2380,0 – –

– – –

– 2840,0 –

– 3060,0 –

– – 3525,0

– – 3595,0

Окончание табл. 4.1

– – –

– – –

– – –

– – –

– – –

– – –

2180,0 – –

2270,0 – –

2380,0 – –

– – –

– 2840,0 –

–3050,0 –

– –3495,0

– –3715,0

– – –

– – –

– – –

– – –

– – –

– – –

2195,0 – –

2285,0 – –

2415,0 – –

– – –

– 3060,0 –

– 3290,0 –

– –3760,0

– –3990,0

Литейные сварные из литых стальных элемен-тов (20Л, 25Л, 30Л)

13,2 –

14,8 21,2

16,6 –

18,4 24,4

21,4 27,0

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

14,0 –

16,0 23,0

18,1 –

20,0 26,5

23,6 30,1

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

17,7 –

19,8 –

21,8 28,6

– 33,2

– 37,6

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

–

–

–

–

31,0

35,4

39,8

–

–

–

–

–

–

–

–

–

–

–

52,0

55,2

65,0

71,2

83,2

–

–

–

–

–

–

–

–

–

–

–

64,3

77,0

84,3

99,2

105,8

119,2

–

–

–

–

–

–

–

–

–

59,6

71,3

78,7

94,0

100,8

112,8

–

–

–

–

–

–

–

–

–

67,5

81,4

89,2

107,4

112,2

126,9

–

–

–

–

–

–

–

–

–

71,8

86,7

95,1

112,7

120,0

136,2

–

–

–

–

–

–

–

–

–

70,0

85,7

94,1

111,0

118,6

134,0

–

–

–

–

–

–

–

–

–

111,3

130,0

140,0

161,3

172,8

190,0

–

–

–

–

–

– –

– –

– –

119,3 –

135,3 –

147,7 –

168,4 –

180,4 –

198,7 –

–230,7

– 244,0

– –

– –

– –

– –

– –

– –

122,0 –

142,0 –

155,0 –

177,2 –

190,2 –

209,7 –

–237,4

– 255,6

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

147,0 –

158,2 –

186,3 –

201,8 –

229,3 –

–248,5

– 267,3

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

154,0 –

167,8 –

192,5 –

206,7 –

228,5 –

–258,8

– 281,6

– –

– –

– –

– вес формовочной смеси, кН. Точный вес формовочной смеси и модели можно определить после разработки технологии изготовления отливки (формы), так как номенклатура изготавливаемых отливок меняется. В приближенных расчетах можно принять, что объем уплотненной формовочной смеси составляет 75 % объема опоки. Тогда

, кН,

где – ускорение свободного падения, м/с²;

– вес модели и подмодельной плиты.

, кН,

где – удельный вес материала модели, кН/м³ (сталь ≈ 78; чугун ≈ 70; алюминиевый сплав ≈ 27).

– вес модельной плиты, кН.

Вес модельной плиты устанавливается по табл. 4.2 в зависимости от параметров опоки () и материала плиты (сталь, чугун).

Таблица 4.2

Масса модельных металлических плит (кг)

для встряхивающих формовочных машин [9]

Длина (A 0) и ширина (B 0) опок в свету, мм	Материал плит
A 0	B 0	Сталь марок 25Л, 30Л, 35Л	чугун марки СЧ18 и выше или ВЧ
		17,5; 18; 22; 26, 3; 30,6	23;26,8; 28,8; 29,9; 30,7
		24; 25; 26; 31,6; 37,2	29; 32; 32,5; 34; 39
		29; 30; 32; 37; 46	33; 37; 38; 39,3; 45,6
			134,5
		203; 295	243; 358

Окончание табл. 4.2

		52,5; 52,7; 78; 95; 122	73; 74; 94; 107; 117;
		110; 110,2; 117; 120; 147; 150; 156	133; 136; 138; 139; 171; 175; 200
		155; 155,2; 173; 192;1 96; 206; 315	205; 211; 212; 233; 315

2. Вес подвижных частей машины (поршень, стол) в первом приб­лижении можно определить по формуле

, кН.

3.Устанавливается общая грузоподъемность машины:

, кН.

4.Определяется сила трения, возникающая при перемещении прессового поршня:

, кН.

5.Рассчитывается требуемое давление прессования:

, кПа,

где = 0,4–0,6 – коэффициент уплотняемости смеси при прессовании.

Значения коэффициента уплотняемости связаны с высотой опоки следующим выражением:

,

где – высота опоки в см, что позволяет установить значения для стандартных высот опоки.

, мм
	0,63	0,59	0,57	0,55	0,52	0,50	0,48	0,47	0,46

6.Определяется площадь и диаметр прессового поршня:

,

где – площадь встряхивающего поршня, м²;

– усилие прессования, кН;

– площадь опоки, м².

Откуда

, м².

Зная площадь поршня, определяют его минимальный диаметр:

, м.

Необходимые данные для определения диаметра прессового поршня можно получить и иным путем [10]. Усилие на преодоление веса поднимаемых частей и трения обычно составляет не более 0,1–0,15 от силы прессования . Вес поднимаемых частей с нагрузкой в машинах с верхним прессованием и расположением прессового механизма внизу составляет обычно по эмпирическим данным , кН, где – площадь опоки, м². Отношение для тех же машин чаще всего находится в пределах 1,8–2,2. Избыточное давление воздуха в сети может колебаться в широких пределах, практически от 450 до 700 кПа. Поэтому при расчетах частей машины на прочность надо принимать большее значение – 700 кПа, а при расчете площади поршня – меньшее – 450 кПа или близкое к нему, во всяком случае не более 500 кПа [10].

7.Рассчитывается высота наполнительной рамки из условия, что масса смеси в опоке до и после прессования будет одинаковой:

;

, м.

При использовании профильной колодки для уменьшения разности в степени уплотнения формовочной смеси над моделью и вок­руг нее устанавливаются:

– высота уступа:

, м;

– высота наполнительной рамки:

, м.

Дальнейшие расчеты приводятся для условия применения плоской прессующей колодки (рис. 4.1).

Рис. 4.2. Схема уплотнения формы профильной прессовой колодкой

8.Строится индикаторная диаграмма пневматического прессово­го цилиндра (рис. 4.3).

Рис. 4.3. Индикаторная диаграмма пневматического прессового механизма

Индикаторная диаграмма является изображением процессов, кото­рые протекают в прессовом цилиндре машины. Она строится в координа­тах , где – ход прессового поршня. По площади инди­каторной диаграммы и по ее форме можно судить о величине полезно затрачен­ной работы, а также определить характер неисправностей в данной ма­шине.

Для обычного прессового механизма с верхним прессованием, не­подвижной плоской прессовой колодкой и перемещающимся вверх прессовым порш­нем с полезной нагрузкой координаты точек индикаторной диаграммы определяют следующим образом.

Точка 1 соответствует началу подъема поршня.

Избыточное (сверх атмосферного 100 кПа) давление сжатого воздуха на поршень должно преодолеть вес поднимаемых частей машины с полезной нагрузкой и силу трения поршня о стенки цилиндра:

, кПа.

Ордината т. 1 диаграммы

где – объем вредного пространства прессового цилиндра, м³;

– высота вредного пространства, принимается равной 0,04 м.

Точка 2 соответствует такой высоте подъема поршня, при кото­рой выбирается зазор между наполнительной рамкой и прессовой колодкой. Так как при этом допускается, что дополнительных сопро­тивлений, препятствующих движению поршня вверх, не возникает, то и давление воздуха в цилиндре остается неизменным:

.

Ордината точки 2 (положение поршня перед внедрением прессовой колодки в формовочную смесь).

м.

принимается равным 0,02 м.

Точка 2а соответствует началу внедрения прессовой колодки в объем наполнительной рамки. Давление под прессовым поршнем растет в меру роста сопротивле­ния формы уплотнению. Так как начальная плотность смеси обычно пре­вышает 1 т/м³ ( = 1,2–1,4 т/м³), то давление под поршнем в момент начала внедрения колодки в объем наполнительной рамки будет нарас­тать скачкообразно.

Величина скачка пропорциональна разности – 1. Из выражений

и

, кПа

получаем:

, кПа;

, м.

Точка 3 соответствует концу процесса прессования, когда прессовая колодка выдавила в опоку весь объем формовочной смеси, находившийся в на­полнительной рамке. При этом плотность смеси в опоке достигает пре­дельной величины, и давление воздуха на прессовый поршень составит:

, кПа.

Ордината точки 3 (положение поршня в конце прессования)

, м.

Промежуточные точки и определяют характер кривой линии на участке 2а-3, соответствующей изменению давления воздуха при его движении вверх.

Плотность смеси в промежуточных точках и по выбранным значениям и находится с помощью выражений для высоты наполнительной рамки (при плоской колодке):

, т/м³;

, т/м³.

Зная и , можно найти давление на смесь в точках и по уравнению прессования:

кПа;

кПа.

Давление воздуха в прессовом цилиндре

, кПа;

, кПа.

Ординаты точек и

м;

, м.

Чем большее число промежуточных точек рассчитывается на участке кривой 2а-3, тем точнее определяется ее форма.

В точке 3 открывается выхлопной клапан, и давление сжатого воздуха в прессовом цилиндре начинает сжиматься.

Точка 4 соответствует моменту окончания выпуска воздуха из цилиндра и началу опускания поршня.

Движущей силой при опускании поршня будет вес подвижных частей машины и полезной нагрузки, силой сопротивления движению – трение поршня о стенки цилиндра других подвижных частей о свои направляющие:

кПа;

.

Точка 5 соответствует концу опускания поршня в исходное положение:

; .

На участке 5-1 цилиндр наполняется воздухом.

9.Проводится анализ индикаторной диаграммы. Удельная работа прессования, кДж/м², выражается на диаграмме следующей площадью:

, кДж/м².

Удельная работа сил трения определяется площадью

, кДж/м²;

Площадь может быть определена путем разделения ее на простые геометрические фигуры или с использованием специаль­ных компьютерных программ.

По отношению работы, затраченной на «чистое» прессование, к общей ра­боте сжатого воздуха можно судить о совершенстве конструкции порш­невого механизма. Считается, что качественный прессовый механизм характеризуется выполнением следующего неравенства:

.

10.Определяется расход свободного воздуха на одно прессование. Этот расход с некоторым допущением можно найти, если из объема воздуха в точке 3, пересчитанного на атмосферное давление, вычесть количество воздуха, оставшееся во вредном пространстве после выхлопа, также в перерасчете на атмосферное давление (точка 5):

; ;

; ;

;

Отсюда:

, м³.

11. Площадь сечения и диаметр впускного отверстия цилиндра определяются из уравнения

,

откуда:

, м²,

где – скорость воздуха в сети, = 15–25 м/с;

– скорость подъема поршня, = 0,015–0,020 м/с.

Диаметр впускного отверстия определяется из уравнения

, мм.

Сечение впускного отверстия можно также рассчитать по другой формуле:

, м²,

где – время впуска воздуха в цилиндр.

Дата добавления: 2015-04-25