Задание 1 (ПК2.1, ПК2.6)

ВАРИАНТ 1

 

Рассчитать усилие пресса, необходимое для осадки заготовки для поковки цельнокатаного кольца из стали 20ХН3А. Размеры заготовки до и после операции осадки указаны в карте технологического процесса изготовления цельнокатаного кольца. По полученным расчетам выбрать необходимый пресс, согласно ГОСТ 7284, записать его основные энергосиловые показатели (удельную массу и удельный расход электроэнергии)

Решение.

Выбор пресса производят по усилию осадки Р, МН,

Р=рос·F,

(1)

 

где р_ос - удельное усилие осадки, МПа;

F- величина площади поперечного сечения заготовки после осадки, м².

Удельное усилие осадки р_ос, МПа, рассчитывается по формуле Зибеля:

)

(2)

0,8

- предел прочности при растяжении стали при температуре осадки, определяется по справочным данным по таблице 1:

 

Таблица 1- Предел прочности при растяжении стали при ковочных температурах

при комнатной температуре, МПа	МПа, при ковочной температуре, °С
	800	900	1000	1100	1200	1300
400 600 800 1000	66 111 165 230	45 75 111 159	30 54 75 109	22 36 51 68	19 22 36 50	14 20 24 30

Согласно КТП для стали 20ХН3А температура осадки составляет 1160⁰С, предел прочности при комнатной температуре для данной стали, согласно марочнику равен , таким образом =51 Мпа

 

 – высота заготовки после осадки, мм

Значение высоты заготовки после осадки берется из карты технологического процесса

Согласно КТП Нос=116 мм

1. Диаметр заготовки после осадки рассчитывается, согласно закона сохранения объема при ОМД:

	(3)
	(4)

где D₀,H₀ – исходные размеры заготовки, мм

Согласно КТП: D₀ = 210мм, H₀=190 мм

2. Найдем диаметр заготовки после осадки по формуле:

(5)

3. Находим удельное усилие осадки

4. Находим величину площади поперечного сечения. после осадки F_ос.

F_{0= = =0.057} м²

5. Находим удельное усилие осадки

)=56,9Мпа

1. Рассчитываем усилие пресса:

Р= 56,9·0,057=3,24 МН

Согласно ГОСТ 7284 ближайший по усилию пресс имеет номинальное усилие

 Р=5 МН, его удельная масса К_М=14,35 кг/кН·м^1,66

удельный расход электроэнергии Кэ = 1,9 кВт/(кН·м·с^-1)

 

 

2. Дано А=60*103, N=6, ω=140 рад/с, М0=42 Нм, t1=4 сек, ПВ=60 %

Алгоритм расчета:

Максимальный момент на валу двигателя при пиковой нагрузке М1, Нм

=107Нм

Расчетный момент удара М_Р, Нм

где t0 – время холостого хода, с

где tц– время цикла, с

 

t₀=10-4=6

𝑀𝑝=

Расчетная мощность удара РР, кВт

=91*140*10^-3=12,7

Мощность электропривода РДР, кВт

где ПВК – каталожная продолжительность включения двигателя, ПВК = 60%;

КЗ – коэффициент загрузки двигателя, КЗ =1,1…1,3;

ПВР – продолжительность включения двигателя при ударе, %

ПВр=410*100%=40

Рдр=1.1∗12,7 =11,4

По каталогу выбирается асинхронный двигатель повышенного скольжения из условия:

Р_НОМ = 15 кВт

U_НОМ = ---

n_НОМ = 975 об/мин

S_НОМ = ---

η_НОМ = 87,5%

cosφ = 0.87

М_НОМ = ---Нм

М_П/М_НОМ = 1,2

М_МАХ/М_НОМ = 2.0

I_НОМ = --- А

I_П/I_НОМ = 6.0

J_Д = 13,8*10^-2 кг м²

3. Слабый удар молота и медленный подъем бабы. Причинами недостаточно сильного удара и медленного подъема бабы после нанесения удара могут быть: перекос сальника или чрезмерная затяжка, неправильная регулировка (разрегулирование) направляющих бабы, заедание пальцев в шарнирных соединениях дросселя и золотника. Перекос сальника легко обнаружить осмотром поверхности штока у входа в сальник. Если поверхность штока окажется блестящей только с одной стороны, значит имеется перекос сальника. При значительном перекосе в результате повышенного трения о сальниковую втулку шток сильно нагревается. Его температура поднимается настолько, что смазка не сможет удерживаться на поверхности штока.

Чтобы устранить перекос сальника, необходимо: проверить щупом величину зазора между сальниковой втулкой и штоком; в случае неравномерного зазора попытаться отрегулировать его с помощью шпилек грундбуксы;

устранить перекос сальника, вызванный неправильной регулировкой направляющих; выполнить это подтяжкой шпилек грундбуксы удается не всегда, в этом случае вынимают сальниковую втулку и зажимают бабу в направляющих регулировочными клиньями, затем следует попытаться вставить втулку на место, сдвигая ее вверх по штоку; если втулка не входит, перемещают бабу направляющими до тех пор, пока втулка свободно не встанет на свое место (это произойдет при совмещении оси штока с осью цилиндра), после этого собирают и закрепляют грундбуксу, затянув шпильки контргайками; во избежание возникновения повторного перекоса гайки на шпильках следует затягивать равномерно.

Для устранения неправильной регулировки направляющих бабы следует:
— отпустить гайки;
— вращая гайку, отжать обе направляющие до получения одинаковых зазоров между ними и бабой, этот зазор (0,15—0,2 мм) проверяют щупом; зазоры устанавливают обязательно при горячей бабе, иначе после нагрева ее в процессе работы зазоры уменьшатся и баба может заклиниться в направляющих;
— после окончания регулировки зазоров направляющие закрепляют гайками.