КРИВОШИПНЫХ ПРЕССОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ ЭВМ
РАСЧЕТ КИНЕМАТИЧЕСКИХ И СИЛОВЫХ ПАРАМЕТРОВ
Методические указания к курсовому проекту
по кузнечно-штамповочному оборудованию
Омск 2004
Составители: В. Я. Осинных, канд. техн. наук, доцент;
И.С. Княжев, студент
Большинство современных кривошипных кузнечно-прессовых машин (КПМ) имеют главный исполнительный механизм, выполненный по схеме кривошипно-ползунного механизма центрального или дезаксиального исполнения (рис. 1)
|
- угол поворота кривошипа;
е – дезаксиал;
R – радиус кривошипа;
L – длина шатуна;
h – перемещение ползуна;
H – ход ползуна;
dO, dA, dB – диаметры шарниров в точках О, А, В соответственно;
КИП – крайнее исходное положение ползуна;
КРП – крайнее рабочее положение ползуна.
Конструктивные и расчетные схемы главного исполнительного механизма КПМ показаны на рис. 2-7.
На рис. 2-7 обозначено: lO – длина опорной шейки вала;
lш – длина шатунной шейки вала;
lК – расстояние между опорами;
l1 – половина ширины зубчатого венца;
r – радиус закругления галтели;
Rк – радиус делительной окружности зубчатого колеса;
– угол положения шестерни;
– угол зацепления;
Рн – номинальное усилие кривошипной машины;
Pд – технологическое усилие на ползуне;
FK – усилие, действующее на зуб колеса.
Дополнительно обозначим:
h – рабочий ход ползуна; 
– угол рабочей операции; nн – номинальная частота вращения главного вала (номинальное число ходов ползуна в минуту);
Схема 1
Формулы для расчета:
Сеч. В – В:
Сеч. Е – Е:
Рис. 2. Конструктивная и расчетная схемы коленчатого
главного вала без зубчатого привода
Схема 2
Формулы для расчета:
Сеч. В – В: 
Сеч. Е – Е:
Рис. 3. Конструктивная и расчетная схемы коленчатого
главного вала с односторонним зубчатым приводом
Схема 3
Формула для расчета сеч. В – В:
Рис. 4. Конструктивная и расчетная схемы эксцентрикового
главного вала без зубчатого привода
Схема 4
Формула для расчета сеч. В – В:
Рис. 5. Конструктивная и расчетная схемы эксцентрикового
главного вала с односторонним зубчатым приводом
Схема 5
Формула для расчета сеч. В – В:
Рис. 6. Конструктивная и расчетная схемы шестерне-
эксцентрикового главного вала с односторонним
зубчатым приводом
Схема 6
Формула для расчета сеч. В – В:
Рис. 7. Конструктивная и расчетная схемы шестерне-
эксцентрикового главного вала с двухсторонним
зубчатым приводом
к– коэффициент дезаксиала; к = е/R ; 
– коэффициент длины шатуна; =R/L; VA – максимальная скорость скольжения в подшипнике шатунной шейки главного вала; VB – максимальная скорость скольжения в подшипнике ползунной головки шатуна; mк – приведенное плечо крутящего момента; аmax – максимальное ускорение ползуна; 
- 1 И – предел выносливости материала вала при изгибе; п – коэффициент запаса прочности; кэ – коэффициент эквивалентной нагрузки; f – коэффициент жидкостного трения; fC – коэффициент сухого трения; 
– коэффициент, учитывающий концентрацию напряжений и др. при изгибе в сечении В-В вала; 
– коэффициент, учитывающий концентрацию напряжений и др. при кручении в сечении В-В вала; 
– коэффициент, учитывающий концентрацию напряжений и др. при изгибе в сечении Е-Е вала; – коэффициент, учитывающий концентрацию напряжений и др. при кручении в сечении Е-Е вала; 
– усилие, допускаемое на ползуне прочностью расчетных сечений главного вала; МК – крутящий момент на главном валу.
Все обозначенные параметры делятся на две группы:
- исходные ( Н, Pн, hр , к , 
, nн , dО , dА , dВ , r , - 1 И , n , кэ , lО , f , fc , , , , 
, l1 , lШ , lК , RК , , );
- расчетные ( , R , L , e , 
H , VО ,VA ,VВ , аmax , mк , , Мк).
Исходные параметры являются варьируемыми и вводятся в ЭВМ в последовательности их перечисления в табл. 1, а числовые значения исходных параметров определяются по рекомендациям литературных источников или задаются конструктивно.
Расчетные параметры вычисляются на ЭВМ по известным аналитическим зависимостям.
МЕТОДИКА И ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЧИСЛОВЫХ
ЗНАЧЕНИЙ ИСХОДНЫХ ПАРАМЕТРОВ
1. Конструктивная схема главного вала и параметры Н , Pн и nнопределяются заданием.
2. Параметры dО , dА , dВ , lО , l1 , lШ , lК , RК, , определяются по табл. 2, составленной по источникам [ 1, 2, 3 ].
3. Коэффициенты к и определяются по табл. 3, составленной по источнику [3].
4. Рабочий ход hр определяется по типовым графикам нагрузок [ 2 ], представленным на рис. 8. Рекомендации по выбору того или иного графика для конкретной кривошипной машины приведены в табл. 4.
После выбора типового графика искомый параметр определяется по выражению
hр = ( h/H ) нач Н ,
где ( h/H ) нач - относительный ход ползуна в начальный момент выполнения операции; Н - ход ползуна.
5. Предел выносливости материала вала при изгибе рекомендуется принимать [ 1 ]:
– для стали 45 нормализованной 
- 1 И = 280 МПа;
– для стали 40Х улучшенной 
- 1 И = 360 МПа;
– для стали 40ХН улучшенной 
- 1 И = 400 МПа.
6. Коэффициент эквивалентной нагрузки кэ для всех кривошипных машин принимается равным 0,8 [ 2 ].
7. Коэффициент запаса прочности п рекомендуется принимать в пределах от 1,3 до 1,4 [ 2 ].
8. Коэффициент жидкостного трения f = 0,06 - 0,08; меньшее значение f принимается в случае применения жидкой смазки; большее значение – в случае применения густой смазки.
9. Коэффициент сухого трения fC = 0,15 - 0,20; меньшее значение fC принимают при nн > 60 ход/мин ; большее значение – при nн 60 ход/мин.
10. Коэффициенты , , , определяются по графикам [2], представленным на рис. 9. При этом следует иметь в виду, что при расчете сечения В-В вала принимается d=dО , а при расчете сечения Е-Е вала принимается d=dА . Отношения r/dО и r/dА определяются по табл.2.
МЕТОДИКА И ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ВЫЧИСЛЕНИЯ
НА ЭВМ РАСЧЕТНЫХ ПАРАМЕТРОВ
1. Вычисление радиуса кривошипа R производим по известной формуле [3].
. (1)
Алгоритм вычисления представлен блоком С1 (рис. 16, с. 28).
2. Вычисление параметров L и e производим, используя соотношения: L = R/ , е = к R .
Алгоритм вычисления представлен блоком D1 (рис. 16, c. 28).
Таблица 1.
Исходные параметры для расчета главного вала на ЭВМ.
| Наименование и размерность | Обозна-чение | Числовое значение | Наличие (+) в схеме | |||||||
| 1. Ход ползуна, мм | Н | + | + | + | + | + | + | |||
| 2. Рабочий ход ползуна, мм | hр | + | + | + | + | + | + | |||
| 3. Коэффициент дезаксиала | к | + | + | + | + | + | + | |||
| 4. Коэффициент длины шатуна | 
| + | + | + | + | + | + | |||
| 5. Номинальное число ходов ползуна в минуту | nн | + | + | + | + | + | + | |||
| 6. Диаметр опорной шейки, мм | dО | + | + | + | + | + | + | |||
| 7. Диаметр шатунной шейки, мм | dА | + | + | + | + | + | + | |||
| 8. Диаметр ползунной головки шатуна, мм | dВ | + | + | + | + | + | + | |||
| 9. Длина опорной шейки, мм | lО | + | + | + | + | + | + | |||
| 10. Предел выносливости материала вала (оси) при изгибе, МПа |  - 1 И
| + | + | + | + | + | + | |||
| 11. Коэффициент запаса прочности материала вала | n | + | + | + | + | + | + | |||
| Окончание табл.1 | ||||||||||
| 12. Коэффициент эквивалентной нагрузки | кэ | + | + | + | + | + | + | |||
| 13. Коэффициент жидкостного трения | f | + | + | + | + | + | + | |||
| 14. Коэффициент сухого трения | fc | + | + | |||||||
| 15. Коэффициент, учитывающий концентрацию напряжений и др. при изгибе в сечении В – В | 
| + | + | + | + | + | + | |||
| 16. Коэффициент, учитывающий концентрацию напряжений и др. при кручении в сечении В – В | 
| + | + | + | + | |||||
| 17. Коэффициент, учитывающий концентрацию напряжений и др. при изгибе в сечении Е – Е | 
| + | + | |||||||
| 18. Коэффициент, учитывающий концентрацию напряжений и др. при кручении в сечении Е – Е | 
| + | + | |||||||
| 19. Расстояние между опорами, мм | lК | + | + | |||||||
| 20. Длина шатунной шейки, мм | lШ | + | + | + | ||||||
| 21. Делительный диаметр зубчатого колеса, мм | 2 RК | + | + | + | + | |||||
| 22. Угол расположения шестерни, градус | 
| + | + | + | + | |||||
| 23. Угол зацепления, градус | 
| + | + | + | + | |||||
| 24. Ширина зубчатого венца колеса, мм | 2 l1 | + | + | + | ||||||
Таблица 2.
Геометрические параметры главных валов
| Номер схемы | Значение параметров, мм | ||||||||||
| dО | dА | dВ | lО | lК | lШ | l1 | r/dО | RК |  ,°
|  ,°
| |
(  - в кН)
| 1,3dО | 0,8dО | 1,8dО | 2,8dО | 1,5dО | — | 0,08 | — | — | — | |
| 1,3dО | 0,8dО | 2,0dО | 2,8dО | 1,5dО | 0,5dО | 0,08 | 4,5dО | ||||
при 250 кН
при > 250 кН
| dО +Н +30 | 0,8dО | 1,8dО | — | — | — | 0,08 | — | — | — | |
| dО +Н +30 | 0,8dО | 2,0dО | — | — | dО | 0,08 | 4,5dО | ||||
( - в кН)
| 1,4dО + Н | dО | dО | — | 1,2dО | 1,4dО | Гладкий вал | 3,5dО | |||
( - в кН)
| 2,0dО + Н | 1,5dО | 1,5dО | — | 1,8dО | dО | Гладкий вал | 4,5dО |
Таблица 3
Числовые значения коэффициентов ки 
| Тип кривошипной машины | Значения коэффициентов | |
| к |
| |
| 1. Прессы одно- и двухкривошипные открытые простого действия наклоняемые и ненаклоняемые | 0,08 – 0,1 | |
| 2. Прессы одно- и двухкривошипные закрытые простого действия | 0,12 – 0,14 | |
| 3. Прессы одно- и двухкривошипные закрытые простого действия обрезные | 0,15 – 0,20 | |
| 4. Прессы кривошипные горячештамповочные | 1,0 – 1,2 | 0,15 – 0,20 |
| 5. Прессы кривошипно-коленные чеканочные | 0,12 – 0,16 | |
| 6. Прессы кривошипно-коленные для холодного выдавливания | 0,12 – 0,16 | |
| 7. Прессы вытяжные двойного действия | 0,18 – 0,30 | |
| 8. Горизонтально – ковочные машины | 0,1 – 0,2 | 0,25 – 0,30 |
| 9. Гибочные машины | 0,18 – 0,30 |
Таблица 4.
Рекомендации по выбору типового графика нагрузки
для кривошипных кузнечно – прессовых машин
| Тип кривошипной машины | Рекомендуемый график |
| 1. Прессы одно- и двухкривошипные открытые простого действия наклоняемые и ненаклоняемые | Вырубка или вытяжка на универсальном прессе |
| 2. Прессы одно- и двухкривошипные закрытые простого действия | Вырубка при увеличенном ходе или вытяжка на универсальном прессе |
| 3. Прессы одно- и двухкривошипные закрытые простого действия обрезные | Вырубка при увеличенном ходе |
| 4. Прессы кривошипные горячештамповочные | Горячая штамповка или горячее выдавливание |
| 5. Прессы кривошипно-коленные чеканочные | Холодная калибровка – чеканка |
| 6. Прессы кривошипно-коленные для холодного выдавливания | Холодное выдавливание |
| 7. Прессы вытяжные двойного действия | Вытяжка на прессе двойного действия |
| 8. Горизонтально – ковочные машины | Горячее выдавливание |
| 9. Гибочные машины | Гибка |
Рис.8. Типовые графики нагрузок для кривошипных кузнечно-прессовых машин: а – вырубка; б – вырубка при увеличенном ходе; в – вытяжка в универсаль-ном прессе; г – вытяжка в прессе двойного действия; д – гибка; е – горячая штамповка; ж – горячее выдавливание; з – холодное выдавливание; и – холодная калибровка-чеканка
Рис. 9. Значения коэффициентов 
и 
для нормализованной стали 45 (а, б) и для улучшенных сталей 40Х и 40ХН (в, г)
3. Вычисление рабочего угла
Для вычисления этого параметра используем известную формулу [3]:
, (2)
Вычисление выполняем методом Ньютона:
, (3)
где - приближенное значение рабочего угла;
- уточненное значение рабочего угла;
- функция; для нашего случая
; (4)
- первая производная функция; для нашего случая
. (5)
Первое приближенное значение вычисляем по известной формуле [3]:
. (6)
Вычисление производим до выполнения условия
.
Алгоритм вычисления представлен последовательностью блоков Е4 – F4 (рис.16. с. 28 ).
4. Вычисление максимального ускорения ползуна а max
При вычислении а max используем известную формулу [3]:
а = 
. (7)
Если обозначить через 
угол поворота кривошипа, соответствующий действию максимального ускорения а max , то
а max = 
. (7а)
Из формулы (7а) видно, что для вычисления а max достаточно определить . С другой стороны, максимальное значение ускорения имеет место в том случае, если первая производная выражения (7) равна нулю, то есть
а'= 
(8)
Последнее уравнение принимаем в качестве функции при вычислении методом Ньютона угла :
, (9) где 
; (10)
- первое приближенное значение угла.
Известно, что максимальное ускорение ползуна имеет место вблизи крайнего рабочего положения ползуна. Следовательно, можно принять, что первое приближенное значение 
= 0.
Вычисление 
производим до выполнения условия
Алгоритм вычисления представлен последовательностью блоков С4 (рис.16, с. 28).
5. Вычисление скоростей VО ,VA ,VВ производим по известным формулам [3]:
VО = dO/2;
VA = 0,5 dA ( 1 + 
);
VВ = 0,5 dB .
Алгоритм вычисления этих параметров представлен последовательностью блоков В1-D1 (рис.16, с. 29).
После завершения вычислений формируем вывод на печать параметров , R , L , e , , а max ,VО ,VA ,VВ в форме текста. Затем формируем вывод на печать числовых значений угла поворота кривошипа 
(от =0 до = ) и перемещения ползуна h ( от h = 0 до h = hр ) в виде таблицы.
6. Вычисление приведенного плеча крутящего момента производим по известной формуле [3]:
mк = 
(11)
c тем же шагом, что и при вычислении перемещения h , а результаты вычислений выводим на печать в форме продолжения таблицы значений 
и h .
Алгоритм вычисления mк представлен последовательностью блоков А3-Е3 (рис.16, с. 29).
7. Вычисление усилий 
, допускаемых прочностью расчетных сечений главного вала , производим по формулам, представленным на рис. 2-7, с тем же шагом, что при вычислении параметров h, и mк , а результаты вычислений выводим в форме продолжения ране названной таблицы. Алгоритм вычисления для схемы I главного вала представлен блоком D3 (рис.16, с. 29).
При формировании вывода таблицы значений h, , mк и предусматриваем два свободных столбца, в которые должны быть вписаны значения технологического усилия 
и Мк , вычисленные вручную.
8. Вычисление крутящего момента Мк производим графоаналитическим методом с использованием известной формулы [3]:
Мк = mк (12)
Усилия находим из графика «усилие – перемещение ползуна», который строим по выбранному типовому графику. По этому графику определяем усилия для табличных значений h , результаты заносим в свободный столбец полученной на ЭВМ таблицы. Затем перемножаем значения соответствующих строк в столбцах mк и и получаем искомые значения Мк , которые также заносим в свободный столбец таблицы.
Пример. Выполнить расчет кинематических и силовых параметров главного исполнительного механизма пресса однокривошипного открытого простого действия наклоняемого с параметрами: номинальное усилие Pн = 1000 кН; ход ползуна Н = 100 мм; число ходов ползуна nн = 90 ход/мин. Главный вал выполнить по схеме 3.
Исходные параметры.
1. В соответствии с заданием Pн = 1000 кН; Н = 100 мм; nн = 90 ход/мин.
2. По табл. 2 имеем: dО = 
мм;
dА = dО + Н + 30 = 115 + 100 + 30 = 245 мм;
lO = 1,8 dО = 207 мм;
dВ = 0,8 dО = 0,8 · 115 = 92 мм;
r/dО = 0,08 .
3. По табл. 3 имеем: к = 0 ; = 0,08 – 0,1; принимаем = 0,09 .
4. В соответствии с табл. 4 в качестве типового принимаем график операции «вырубка», для которого по рис. 8а находим:
( h/H ) нач = 0,06.
Следовательно, hр = ( h/H ) нач = 0,06 · 100 = 6 мм.
5. Изготовим вал из стали 45 нормализованной. Тогда 
- 1 И = 280 МПа.
6, 7. Принимаем кэ = 0,8; п = 1,35.
8, 9. Коэффициент трения f = 0,07.
10. Для данной схемы вала расчету подлежит только сечение В-В диаметром dО . По рис. 9 для d = dО = 115 мм, r/d = r/dО = 0,08 имеем:
=1,8; = 3,0.
Исходные данные вводим в машину. Результат вычислений представлен на с. 32.
Вычисление крутящего момента
1. По выбранному типовому графику «вырубка» и заданным значениям Н и строим в масштабе график ( h ) – «усилие – перемещение ползуна» (рис.10).
2. Для каждого вычисленного значения h по графику находим соответствующие значения и заносим их в таблицу распечатки.
3. Перемножением соответствующих значений mк и получаем значения Мк и заносим их в таблицу.
Рис.10. График «усилие – перемещение ползуна»
для операции «вырубка»
РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ МАХОВИКА
Расчетный момент инерции маховика, определяемый при расчете электропривода [4], необходимо обеспечить реальными размерами маховика при проектировании узла включения кривошипного пресса.
Анализ современных конструкций этого узла показывает, что муфты-тормоза типа УД (рис. 13) и УВ (рис. 14) встраиваются в маховик типа А (рис. 11), а муфта типа У16 и муфта-тормоз типа У3 (рис. 15) - в маховик типа Б (рис. 12).
Рис. 11. Конструктивная схема Рис. 12. Конструктивная схема
маховика типа А маховика типа Б
Размеры маховика DН , DВК , dH , dB , BOK , BCП , BCT назначаются в процессе проектирования узла включения, а размеры BО , DВР определяются расчетом. Программы и примеры расчета этих параметров представлены на стр.26 и 27.
В программах использованы известные формулы:
– для маховика типа А
;
– для маховика типа Б
,
где JM – расчетный момент инерции маховика;
JВМ– момент инерции ведущих частей муфты.
Рис. 13. Конструкция узла включения кривошипного
пресса с муфтой тормозом типа УД.
Рис. 14. Конструкция узла включения кривошипного
пресса с муфтой тормозом типа УВ.
Рис.15. Конструкция узла включения кривошипного пресса
с муфтой-тормозом УЗ 000.
Алгоритм вычисления расчетных параметров
|
|
Рис.16
|
Рис. 16. Окончание
10 PRINT « ПРОГРАММА ВЫЧИСЛЕНИЯ РАЗМЕРОВ МАХОВИКА ТИПА А »
20 PRINT
30 INPUT «Введите момент инерции маховика JM [ Дж · с2 ]: », JM
40 INPUT «Введите момент инерции ведущих частей муфты JВМ [ кг · м2 ]: », JMB
50 INPUT «Введите наружный диаметр обода маховика DH [ m]: », D1
60 INPUT «Введите наружный диаметр ступицы маховика dH [ m ]: », D3
70 INPUT «Введите внутренний диаметр ступицы маховика dB [ m]: », D4
80 INPUT «Введите толщину спицы маховика BCП [ м ]: », B2
90 INPUT «Введите ширину ступицы маховика ВСТ [ м ]: », B3
100 INPUT «Введите удельный вес материала маховика Y [ кг/м3 ]: », Y
100 PRINT « ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ »
110 PRINT ТАВ (15); « JM = »; JM; «JВМ = »; JMB; «DH = »; D1; «dH = »; D3
120 PRINT ТАВ (15); « dB = »; D4; «BCП = »; B2; « ВСТ = »; B3; « Y = »; Y
130 PRINT
140 PRINT « РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА »
150 PRINT ТАВ (10); « Номер вар. »; ТАВ (23); «BО, м»; ТАВ (38); «DВР, м»
160 PRINT
170 I=0
180 FOR B1 = . 75*B3 TO 2*B3 STEP . 2*B3
190 K1=D1^4*B1+D3^4*(B3–B2)
200 K2=32*( JM+JMB)/(3.14*Y)+D5^4*(B4 – B2)+D4^4*B3
210 D2 =((K1–K2)/(B1–B4)) ^. 25
220 J=J+1
230 PRINT USING « ## #.## #.### »; J, B1, D2
240 NEXT B1
250 STOP
260 END
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
Jм=112 Jмв= 0 Dh=1.2 dh=.5
Db= .2 Bсп= ,05 Вст= .2 Y=7800
РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА
Номер вар. Bo,м Dbp, м
1 0.15 1.037
2 0.19 1.078
3 0.23 1.102
4 0.27 1.119
5 0.31 1.130
6 0.35 1.139
7 0.39 1.145
10 PRINT « ПРОГРАММА ВЫЧИСЛЕНИЯ РАЗМЕРОВ МАХОВИКА ТИПА В »
20 PRINT
30 INPUT «Введите момент инерции маховика JM [ Дж · с2 ]: », JM
40 INPUT «Введите момент инерции ведущих частей муфты JВМ [ кг · м2 ]: », JMB
50 INPUT «Введите наружный диаметр обода маховика DH [ m]: », D1
60 INPUT «Введите конструктивн. внутренний диаметр маховика DВКН [ m]: », D5
70 INPUT «Введите наружный диаметр ступицы маховика dH [ m ]: », D3
80 INPUT «Введите внутренний диаметр ступицы маховика dB [ m]: », D4
90 INPUT «Введите конструктивн. часть ширины обода маховика BОК [ м ]: », B4
100 INPUT «Введите толщину спицы маховика BCП [ м ]: », B2
110 INPUT «Введите ширину ступицы маховика ВСТ [ м ]: », B3
120 INPUT «Введите удельный вес материала маховика Y [ кг/м3 ]: », Y
130 PRINT « ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ »
140 PRINT ТАВ (15); « JM = »; JM; «JВМ = »; JMB; «DH = »; D1; «DВКН = »; D5; «dH = »; D3
150 PRINT ТАВ (15); « dB = »; D4; «BОК = »; B4; «BCП = »; B2; « ВСТ = »; B3; « Y = »; Y
160 PRINT
170 PRINT « РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА »
180 PRINT ТАВ (10); « Номер вар. »; ТАВ (23); «BО, м»; ТАВ (38); «DВР, м»
190 PRINT
200 I=0
210 FOR B1 = . 75*B3 TO 2*B3 STEP . 2*B3
220 K1=D1^4*B1+D3^4*(B3–B2)
230 K2=32*( JM+JMB)/(3.14*Y)+D5^4*(B4 – B2)+D4^4*B3
240 D2 =((K1–K2)/(B1–B4)) ^. 25
250 J=J+1
260 PRINT USING « ## #.## #.### »; J, B1, D2
270 NEXT B1
280 STOP
290 END
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
Jм= 112 Jмв= 0 Dh= 1.1 Dbkн= .8 dh= .5
Db= .2 Bok= .1 Bсп = .05 Bcт= .2 Y= 7800
РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА
Номер вар. Bo,м Dbp,м
1 0. 15 1. 055
2 0. 19 1. 078
3 0. 23 1. 083
4 0. 27 1. 087
5 0. 31 1. 090
6 0. 35 1. 091
7 0. 39 1. 093
10 LPRINT «РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ПРЕССА С ИСПОЛНИТЕЛЬНЫМ МЕХАНИЗМОМ ПО СХЕМЕ 1»
20 PRINT «Введите значение хода ползуна в мм »
30 INPUT H
40 PRINT «Введите значение рабочего хода ползуна в мм »
50 INPUT HP
60 PRINT «Введите коэффициент дезаксиала »
70 INPUT KE
80 PRINT «Введите коэффициент длины шатуна »
90 INPUT KL
100 PRINT «Введите число ходов ползуна в минуту »
110 INPUT N
120 PRINT «Введите значение диаметра опорных шеек главного вала в мм »
130 INPUT DO
140 PRINT «Введите значение диаметра шатунной шейки главного вала в мм »
150 INPUT DA
160 PRINT «Введите значение диаметра ползунной головки шатуна в мм »
170 INPUT DB
180 PRINT «Введите значение длины опорной шейки главного вала в мм »
190 INPUT LO
200 PRINT «Введите значение предела выносливости материала главного вала при изгибе в МПа »
210 INPUT S1
220 PRINT «Введите коэффициент запаса прочности »
230 INPUT N1
240 PRINT «Введите коэффициент эквивалентной нагрузки »
250 INPUT K1
260 PRINT «Введите коэффициент жидкостного трения »
270 INPUT F
280 PRINT «Введите коэффициент сухого трения »
290 INPUT FS
300 PRINT «Введите коэффициент, учитывающий концентрацию напряжений и др. при изгибе в сечении В-В вала »
310 INPUT F1
320 PRINT «Введите коэффициент, учитывающий концентрацию напряжений и др. при кручении в сечении В-В вала »
330 INPUT F2
340 PRINT «Введите коэффициент, учитывающий концентрацию напряжений и др. при изгибе в сечении Е-Е вала »
350 INPUT F3
360 PRINT «Введите коэффициент, учитывающий концентрацию напряжений и др. при кручении в сечении Е-Е вала »
370 INPUT F4
380 PRINT «Введите расстояние между опорами главного вала в мм »
390 INPUT LK
400 PRINT «Введите значение длины шатунной шейки главного вала в мм »
410 INPUT LA
420 LPRINT USING « H= ###.# hp= ##.# Ke= #.## Kl= #.## »; H; HP; KE; KL;
430 LPRINT USING « n= ### do= ###.# da= ###.# db= ###.# »; N; DO; DA; DB
440 LPRINT USING « S1= ### Nз= #.## Kэ= #.# Фsb= #.# »; S1; N1; K1; F1;
450 LPRINT USING « Фtb= #.# Фse= #.# Фte= #.# Fc= #.## »; F2; F3; F4; FS
460 LPRINT USING «F= #.## Lo= ####.# Lk= ####.# Lш= ####.# »;F;LO;LK; LA;
470 R=H*KL/(SQR(1+KL)^2 – (KL*KE)^2) – SQR((1 – KL )^2 – (KL*KE)^2))
480 L=R/KL
490 E=R*KE
500 Y=SQR(2*HP/R/(1+KL)) – KL*KE/(1+KL)
510 C=HP–R*(1–COS(Y)+KL/4*(1–COS(2*Y))+KL*KE*SIN(Y)+(KL*KE)^2/2/ (1+KL))
520 Y1=Y+C/R/(SIN(Y)+KL/2*SIN(2*Y)+KL*KE*COS(Y))
530 C=ABS(Y1 – Y)
540 Y=Y1
550 IF C>.0001 GOTO 510
560 W= 3.1416*N/30
570 IF KE>0 GOTO 600
580 J= -R*.001*(1+KL)*W^2
590 GOTO 670
600 Y1=0
610 Y2=SIN(Y1)+2*KL*SIN(2*Y1)+KL*KE*COS(Y1)
620 Y2=Y1 – Y2/(COS(Y1)+KL*COS(2*Y1) – KL*KE*SIN(Y1))
630 C=ABS(Y2 – Y1)
640 Y1=Y2
650 IF C>.0001 GOTO 610
660 J= -R*.001*(COS(Y1)+KL*COS(2*Y1) – KL*KE*SIN(Y1))*W^2
670 VO=W*DO*.001/2
680 VA=W*DA*.001*(1+KL)/2
690 VB=W*DB*.001*KL/2
700 Y1=180*Y/3.1416
710 LPRINT USING «R= ###.## Yp= ##.### L= ####.# »; R; Y1; L
720 LPRINT USING «E= ###.# J= ###.#### W= ##.#### »; E; J; W;
730 LPRINT USING «Vo= ##.#### Va= ##.#### Vb= ##.#### »; VO; VA; VB
740 C=Y1/12
750 IF C – INT(C)>.5 GOTO 780
760 C= INT(C)+.5
770 GOTO 790
780 C=INT(C)+1
790 C1=C*3.1416/180
800 PE=.0001*S1*DA^3/K1/N1/SQR(F3*(.0625*LO+.25*(LK – LA))^2+/0625*F4* *(DA*FS)^2)
810 Y2=0
820 LPRINT
830 LPRINT
840 LPRINT « Y, гр. h, мм mk, мм Pdb, кН Рde, кН Рd, кН Мk, кН*м »
850 LPRINT
860 FOR L=0 TO STEP C1
870 H=R*(1–COS(L)=KL*(1–COS(2*L))/4+KL*KE*SIN(L)+(KE*KL)^2/2/(1+KL))
880 MK=R*(SIN(L)+.5*KL*SIN(2*L)+KE*KL*COS(L))+.5*F*((1+KL*COS(L))* *DA+DB**COS(L)+DO)
890 PB=.0001*S1*DO^3/K1/N1/SQR(.04*F1*LO^2+.25*F2*MK^2)
900 LPRINT USING «##.# ###.# ###.# ##### ##### »; Y2; H; MK; PB; PE
910 Y2=Y2+C
920 NEXT L
930 H=R*(1–COS(Y)=KL*(1–COS(2*Y))/4+KL*KE*SIN(Y)+(KE*KL)^2/2/(1+KL))
940 MK=R*(SIN(Y)+.5*KL*SIN(2*Y)+KE*KL*COS(Y))+.5*F*((1+KL*COS(Y))* *DA+DB**COS(Y)+DO)
950 PB=.0001*S1*DO^3/K1/N1/SQR(.04*F1*LO^2+.25*F2*MK^2)
960 LPRINT USING «##.# ###.# ###.# ##### ##### »; Y1; HP; MK; PB; PE
970 STOP
980 END
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
H=100 hp=6.0 Ke=0.0 Kl=0.09 n=90 do=115 da=245 db=92
S1= 280 N3=1.35 Kэ=0.8 Фsb=1.8 Фtb=3.0 Фse=2.3 Фte=4.0
Fc=0.15 F=0.07 Lo=207 Lk=350 Lш=150
РАСЧЕТНЫЕ ДАННЫЕ
Y, гр h, мм mk, мм Рdb, kH Pde, kH Pd, kH Mk, kH*м
0.0 0.0 13.7 694 3922
2.5 0.1 16.0 689 3922
5.0 0.2 18.4 682 3922
7.5 0.5 20.8 675 3922
. 10.0 0.8 23.1 668 3922
12.5 1.3 25.4 660 3922
15.0 1.9 27.7 652 3922
17.5 2.5 29.9 643 3922
20.0 3.3 32.1 635 3922
22.5 4.1 34.3 623 3922
25.0 5.1 36.4 617 3922
27.2 6.0 38.2 610 3922
Список литературы
1. Кривошипные кузнечно-прессовые машины. /В. И. Власов, А. Я. Борзыкин, К. Н. Букин-Батырев и др. Под ред. В. И. Власова. – М.: Машиностроение, 1982. – 242 с.
2. Кузнечно - штамповочное оборудование. / А. Н. Банкетов, Ю. А. Бочаров, Н. С. Добринский и др. Под ред. А. Н. Банкетова и Е. Н. Ланского. 2-е изд. перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1982. – 576 с.
3. Ланской Е. И., Банкетов А. Н. Элементы расчета деталей и узлов кривошипных прессов. – М.: Машиностроение, 1966. – 376 с.
4. Расчет и проектирование узлов и механизмов кривошипных кузнечно-прессовых машин: Метод. указания / Сост. В. Я. Осинных; - Омск, ОмГТУ, 2002. – 32 с. 