Разработать проект завода по серийному производству стальных отливок мощностью 16000 тонн в год годного литья в условиях ТОО Каз. Диплом. Целью данной выпускной работы является проектирование литейного цеха на базе уже имеющегося

• Название: Целью данной выпускной работы является проектирование литейного цеха на базе уже имеющегося
• Анкор: Разработать проект завода по серийному производству стальных отливок мощностью 16000 тонн в год годного литья в условиях ТОО Каз
• Дата: 11.04.2023
• Размер: 3.42 Mb.
• Имя файла: Диплом.docx
• Тип: Документы; #1055010
• страница: 11 из 24

3.3 Общее описание рассчитываемого прессового агрегата по типу модели 5833Г

3.3.1 Устройство и работа

Машина формовочная предназначена для изготовления литейных форм из песчаных смесей в опоках 800х1000 и высотой 175—250 мм методом верхнего прес­сования усилием в 30 кН. Производительность 180 полуформ в час.


Рисунок 3.12 Схема устройства и работы формовочно-прессового автомата мод. 5833Г
Примечание: далее знак * - позиции на листе не указаны.

На нижней плите 1 пресса укреплены четыре квадратные колонны, 7*, связанные сверху плитой 9 (лист 7). На верхней плите установлен пнев­матический цилиндр 11, шток 14 поршня которого связан с рычажным механизмом 8. Нижние концы рычагов механизма 8 шарнирно соединены с подвижной плитой 6. На круглых колоннах 4, движу­щихся в направляющих верхней и нижней плит, укреплена напол­нительная рамка 3. Механизм перемещения наполнительной рамки расположен в верхней плите; он состоит из двух рабочих цилинд­ров 10 и двух цилиндров обратного хода 12 (на схеме не показаны, см. лист 7), штоки поршней которых через зубчатую передачу (на схеме не пока­зано) связаны кинематически с колоннами 4. В нижней плите 1 размещены механизмы про­тяжки 23*, обдува и опрыски­вания модели. С нижней пли­той 1 пресса стыкуется осно­вание 21*, на котором ус­тановлен бункер 15*. Под бункером расположен короб­чатый дозатор 16*, который перемещается горизонтально по опоре 17* пневматическим цилиндром 19*. На основании расположен ресивер 22* для питания сжатым воздухом главного цилиндра прессова­ния 11. Под цилиндром привода дозатора 19* установлен цилиндр 20*, служащий для выка­тывания из автомата модельной плиты при ее замене.

При работе автомата опока 2 проталкивается толкателем по полозьям наполнительной рамки 3. Одновременно модельная плита 25* обдувается и опрыскивается. Рабочие цилиндры 10 опускают колонны 4 с наполнительной рамкой 3 и опока ложится на модель­ную плиту 25*, центрируясь по штырям (схема II). Верхний уровень наполнительной рамки 3 оказывается ниже дозатора 16*. Дозатор, заполненный смесью, штоком поршня цилиндра 19* перемещается в положение над наполнительной рамкой. При этом шибер 18*, соеди­ненный с дозатором, перекрывает отверстие бункера. Смесь запол­няет опоку и наполнительную рамку, и дозатор с остатком смеси возвращается в исходное положение. Сжатый воздух направляется в верхнюю полость прессового цилиндра 11, и шток его поршня рычажным механизмом 8 опускает подвижную плиту 6. Прессовая плита 5 входит в наполнительную рамку и уплотняет смесь (схема III).

Шток прессового поршня жестко соединен с системой рычагов типа двойного рычага Эйлера. При движении штока вниз рычаги 8 расходятся в стороны, а рычаги, соединенные с плитами 6 и 9, поворачиваются, занимая вертикальное положение. Соответственно увеличивается усилие, передаваемое на прессовую плиту, т.е. увеличивается передаточное отношение, которое в конце хода дости­гает значения 1:10. Давление прессования можно уменьшать за счет повышения давления в штоковой полости цилиндра 11 в момент прессования. Для плавной остановки прессового поршня в крыш­ках его цилиндра установлены дроссельные клапаны 13 и 24*.

При обратном ходе прессового поршня плита 6 поднимается. Затем штыри протяжного механизма 23* двигают вверх полуформу: происходит вытяжка модели. Специальные цилиндры 12, расположен­ные на верхней плите (на схеме не показаны, см. лист 1), поднимают наполни­тельную рамку 3. Вместе с ней перемещается в исходное положение полуформа.

3.4 Расчет прессовой машины

3.4.1 Расчет рычажного механизма прессования

При проектировании рычажного прессового механизма необходимо по заданной величине усилия прессования P_пропределить необходимое усилие силового пневмоцилиндра P_пн. Величину ŋ = P_пр/P_пн (3.1) называют коэффициентом усиления рычажного механизма.

В машине 5833Г коэффициент усиления равен 1:10. Чисто для проверки проведем вычисления этого коэффициента без учета сил трения в шарнирах.

Чтобы вывести формулу коэффициента усиления механизма (без учета трения в шарнирах) воспользуемся принципом возможных перемещений. Согласно этому принципу работа действующих сил, приложенных к ведущему звену, на возможном перемещении ведущего звена δх₃равна работе сил сопротивления, приложенных к ведомому звену, на возможном перемещении ведомого звена δх₅:

P_пн δх₃ = P_пр δх₅; (3.2) [6]

Здесь P_пн – усилие пневмоцилиндра;

P_пр - усилие, развиваемое прессовой плитой.

δх₃, δх₅– возможные перемещения звеньев 3 и 5.

Из этой формулы определяем:

ŋ₀ = . (3.3) [6]

Проектируя звенья 1-2-3 и 1-2-4-5 на направление продольной вертикальной оси машины, (будем индексами «в» и «г» наверху обозначать проекции длины рычага l_i,j на вертикальное l^в_i,jи соответственно горизонтальное l^г_i,jнаправления, где i, j – номера шарниров, связываемых рычагом l_i,j), получим:

l^в₁₃ = l₁₂cosβ - l₂₃cosα; (3.4)

l^в₁₅ = l₁₂cosβ + l₂₄cos(α+φ) + l₄₅cosγ; (3.5)

здесь углы α,β,γ изменяются в зависимости от положения звеньев механизма, угол φ – постоянный, его выбирают конструктивно.

Возможные перемещения ведущего звена δх₃ и ведомого δх₅ получим, дифференцируя выражения (3.4) и (3.5):

δх₃ = d(l^в₁₃) = - l₁₂sinβdβ + l₂₃sinαdα. (3.6)

δх₅ = d(l^в₁₅) = - l₁₂sinβdβ - l₂₄sin(α+φ)dα – l₄₅sinγdγ; (3.7)

здесь dα,dβ,dγ – приращения углов α,β,γ, соответствующие возможным перемещениям δх₃ ,δх₅.

Для того чтобы найти связь между углами dβиdγи углом dα, спроектируем звенья 1-2-3 и 1-2-4-5 на направление по поперечной горизонтальной оси машины. Получим

l^г₁₃ = l₁₂sinβ + l₂₃sinα; (3.8)

l^в₁₅ = l₁₂sinβ + l₂₄sin(α+φ) - l₄₅sinγ; (3.9)

Дифференцируя выражения (3.8) и (3.9), получим

d( l^г₁₃) = l₁₂cosβdβ + l₂₃cosαdα; (3.10)

d( l^г₁₅) = l₁₂cosβdβ + l₂₄cos(α+φ)dα - l₄₅cosγdγ. (3.11)

Так как при работе механизма расстояния l^г₁₃ и l^г₁₅ не изменяются, то

d( l^г₁₃) = 0; d( l^г₁₅) = 0. (3.12)

Из формул (3.10) и (3.11) находим

(3.13)


На рис. 3.10 Расчетная схема коленно-рычажного механизма с эксцентриком, связанным со звеном 2-3
(3.14)

Знак минус в формулах (3.13) и (3.14) указывает на то, что когда при опускании поршня пневмоцилиндра угол α увеличивается, углы β и γ уменьшаются.

Подставляя выражения (3.11) и (3.14) в формулы (3.6) и (3.7), получим

(3.15)

(3.16)

Подставляем (3.15) и (3.16) в (3.3) и получаем окончательную формулу коэффициента усиления рассматриваемого коленно-рычажного механизма в виде

(3.17)

В полученной формуле углы α,β,γ изменяются в зависимости от положения звеньев; угол φ – величина постоянная, численное значение ее выбирают конструктивно.

Таким образом по заданной величине усилия прессования можем определить необходимое усилие силового пневмоцилиндра P_пн.Для этого подставляем в формулу (3.17) значения углов в конце хода прессования (рычаги находятся в крайнем положении):
=
Знак минус можно не учитывать. Имеем коэффициент усиления равный ≈1:20. Значение очень велико в сравнении с паспортными данными для этой машины. Отношение ŋ₀ к ŋ составляет 2:1. Как видим, нельзя недооценивать значения сил трения в шарнирах! Поэтому далее будем вести расчет для коэффициента усиления в 1:10.

Из формулы (3.3) находим требуемое значение усилия силового пневмоцилиндра:

P_пн = P_пр ŋ = 30·0.1 = 3 кН

Как известно из паспортных данных диаметр поршня в машине модели 5833Г составляет 750 мм. При этом значение усилия силового пневмоцилиндра составляет 4 кН. Так как все расчеты ведутся приблизительно, мы из этих данных составим соотношение и найдем диаметр поршня в нашей расчетной машине:

_=> (3.18)

Из ряда нормальных значений диаметр поршня будет равен 600 мм.