Проектный расчёт главных валов
Поможем в ✍️ написании учебной работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

  Исходными данными для выполнения проектного расчёта главного вала являются: тип кривошипной машины, её кинематическая схема и заданные параметры технической характеристики (номинальная сила P H, наибольший ход ползуна H и частота непрерывных двойных ходов ползуна в минуту n, совпадающая с частотой вращения n В главного вала).

  Проектный расчёт вала включает в себя следующие этапы:

  1. Выбор конструктивного исполнения главного вала и его расчётной схемы.

  2. Предварительное определение основных размеров главного вала.

  3. Выбор материала вала.

  Выбор конструктивного исполнения главного вала выполняют на основе анализа существующих конструкций валов, применяемых в аналогичных машинах. Для выбора конструктивного исполнения вала можно воспользоваться рис. 2.1 – 2.9, источниками [16, 20, 21], а также табл. 2.1. Расчётные схемы валов представлены в [16, с. 355], [9, с. 151].

В табл. 2.1 указаны номера расчётных схем, представленные в источнике [9].

 

                                                                                                               Таблица 2.1

Тип кривошипной машины Номинальная сила, кН Ход ползуна, мм Конструктивное исполнение главного вала Номер расчётной схемы в [6]
Прессы однокривошипные, открытые простого действия, наклоняемые  и ненаклоняемые до 2500 до 200 Чистокривошип-ный (консольное расположение кривошипа) 1, 2
Прессы однокривошипные, открытые простого действия, наклоняемые  и ненаклоняемые до 2500 до 200 Эксцентриковый (вал с эксцентриковыми втулками) 10
Открытые листоштамповочные прессы, автоматы, машины для объемной штамповки и гибочные, ГКМ, КГШП до 4000 до 250 Коленчатый одноколенный 3, 4, 5, 8,9
Ножницы листовые, прессы листогибочные, двухкривошипные открытые и т.п. до 4000 до 250 Коленчатый двухколенный 6, 7
Тяжелонагруженные машины для объемной штамповки св. 3000 до 600 Эксцентриковый 10, 11, 12
Прессы листоштамповочные закрытые простого nи двойного действия св. 2500 до 900 Шестерне-эксцентриковый 13, 14

      

  Размеры главного вала рассчитывают по эмпирическим соотношениям, представленным в табл. 2.2 и 2.3  ([1, с. 53-54] [16, с. 133]). Сначала по номинальной силе пресса Р Н определяют диаметр d0 опорных шеек вала (для чистокривошипного вала определяют диаметр опорной шейки d01 по тем же соотношениям, что и для d0), а затем по полученному диаметру d0 (или d01) определяют остальные размеры вала. Полученные размеры округляют до больших стандартных значений по ГОСТ 6636-69 «Нормальные линейные размеры» ( [14]).

  Затем выбирают материал вала и исходную заготовку для его изготовления. Для изготовления валов применяют конструкционные стали следующих марок: 45, 50, 40Х, 40ХН, 35ХМ, 40ХНМА, 40ХН2МА, 34ХН3М, 38ХН3МН, 38Х2Н2МА [1, 16, 22, 23]. Для валов универсальных машин обычно используют углеродистую сталь 45 нормализованную (н) или улучшенную (у), а для эксцентриковых валов специальных машин применяют легированные стали марок 40Х, 40ХН, 40ХНМ улучшенные (у). Механические характеристики этих материалов приведены в табл. 2.4.

 

                                                                                                               Таблица 2.2

Диаметр опорных шеек главных валов

Тип главного вала Номинальная сила машины PH , МН Диаметр опорной шейки вала d0, мм
Коленчатый вал однокривошипного пресса простого действия до 2 МН
Вал эксцентрикового типа однокривошипного пресса простого действия до 2 МН
Коленчатый вал однокривошипного пресса простого действия свыше 2 МН
Эксцентриковый вал КГШП  – 
Двухколенный коленчатый вал прессов простого и двойного действия до 1,8 МН
Двухколенный коленчатый вал прессов простого и двойного действия свыше 1,8 МН
Двухколенный коленчатый вал чеканочных и кривошипно-коленных прессов
Коленчатый вал ГКМ
Коленчатый вал двухударного холодно-высадочного автомата

 

 

                                                                                                               Таблица 2.3

Размеры главных валов в зависимости от размера опорной шейки вала d0 (d01)    

Наименование параметра

Обозначе-ние пара-метра

Тип главного вала

Чисто-криво-шип                                                                                                                                                            ный Одно- колен-ный Двух- колен-ный Эксцен-триковый КГШП
Диаметр шатунной шейки dA 1,5 d01 1,5 d0 1,35 d0 1,75 d0
Диаметр элемента, соединяющего шатун с ползуном dB d01                                                     d0 d0 1,2d0
Диаметр концевого участка вала d1 0,8 d01 0,9 d0 0,9 d0 0,9 d0
Диаметр пальца кривошипа d2 0,7 d01
Длина опорной шейки l0, l01 1,9 d01 2 d0 1,9 d0 1,7 d0
Длина колена (эксцентрика) l K 2,8 d0 2,5 d0
Длина шатунной шейки (эксцентриковой втулки) lШ 1,1 d01 1,5 d0 1,3 d0 d0
Длина участка вала, равная половине длины ступицы зубчатого колеса или шкива клиноремённой передачи l1 l C Т /2 l C Т /2   l C Т /2   l C Т /2  
Радиус галтели r 0,1 d01 0,08 d0 0,08 d0 0,15 d0

Примечание: определение длины ступицы l C Т   см. табл. 1.9, табл. 3.6, а также  [7, с.68], [8, с.161], [16, 3.364].  

      

                                                                                                             Таблица 2.4

Механические характеристики некоторых марок сталей для главных валов

№ п/п

Марка стали (термообработка)

Твёрдость,

НВ

σВ σТ σ–1 τ–1

ψσ

ψτ

МПа

1 45 (н) 170-220 600 340 280 180 0,1 0,05
2 45 (у) 190-240 750 450 350 210 0,1 0,05
3 40Х (у) 230-260 800 600 360 220 0,15 0,10
4 40ХН (у) 250-300 850 600 400 250 0,20 0,15
5 40ХНМ (у) Св. 300 1000 850 450 260 0,20 0,15

Обозначения, принятые в таблице: σВ – предел прочности (временное сопротивление); σТ – предел текучести; σ–1 – предел выносливости по нормальным напряжениям; τ–1 – предел выносливости по касательным напряжениям; ψσ и ψτ– коэффициенты, корректирующие влияние постоянной составляющей цикла напряжений на циклическую прочность.

  Механические характеристики материалов можно также найти в справочной литературе [1,16, 17, 22-26].

   При изготовлении валов из поковок по ГОСТ 7062-90 [27] и ГОСТ 7829-70 [28] механические характеристики материалов следует выбирать по ГОСТ 8479-70 [29] в соответствие с выбранной категорией прочности. При отсутствии в справочных таблицах значений пределов выносливости σ–1 и τ–1  их можно определить по приближённым формулам:

                                         σ–1=(0,4…0,5)σВ                                  (2.1)

                                         τ–1=(0,2…0,3)σВ ,                                      (2.2)                         

  При отсутствии значений ψσ и ψτ можно принять:

ψσ=0,05; ψτ=0 для углеродистых мягких сталей;                   (2.3)

ψσ=0,10; ψτ=0,05 для среднеуглеродистых сталей;                   (2.4)

ψσ=0,15; ψτ=0,10 для легированных сталей.                             (2.5)

 

Дата: 2019-02-02, просмотров: 491.