книги из ГПНТБ / Чупахин, В. М. Производство жестяной консервной тары учебник

верхнего рельефа d2=98,8 мм, диаметр по центру бомбажного кольца d3 = 85 мм, глубина впадины крышки h2= 3,2 мм, вре­

менное сопротивление разрыву образца жести ов=410 Н/мм2. 1. Максимальное усилие штампующего механизма для вы­

рубки заготовки крышки определяется по формуле (IV—1):

Pi = n k mD J a cv = 3,14-1,2- 115а8-0,3-350 = 45 800 Н.

2. Работа, затрачиваемая на вырубку заготовки, опреде­ ляется по формуле (IV—2):

А, = 0,0005 Pit = 0,0005-45 800-0,3 « 7 Дж.

3. Максимальное усилие для штамповки крышки рассчи­ тывается по формуле (IV—8):

Р2 = л d2t схв+6р^0в-|-£жПв = 3,14-98,8-0,3-410+

+ 4,8-85-0,3-410 + 28-115,8 = 91 600 Н.

4. Работа, затрачиваемая на штамповку крышки, опреде­ ляется по формуле (IV—9):

А2 = 0,0005-91 600-3,2 = 147 Дж.

5. Вся работа, расходуемая на изготовление одной крышки:

А = А, + Аг = 7 + 147 = 154 Дж.

6. Мощность электродвигателя рассчитывается по форму­ ле (IV—11):

iknA 1-1,2-300-154

3,1 кВт.

169

r

sin p = — sin a.

I

Перенося силу R\ вдоль шатуна в точку А, можно ее разло­ жить на силу Q, действующую по кривошипу 0\А , и силу N, пер­ пендикулярную кривошипу:

Таким образом, зная силу R, а также углы а и р , можно рас­ считать нагрузки на основные детали пресса.

ПРИБЛИЖЕННЫЙ РАСЧЕТ НЕРАВНОМЕРНОСТИ ХОДА ПРЕССА И ЕГО МАХОВИКА

Штамповка крышки консервной банки происходит в конце хода ползуна пресса вниз, при перемещении его на определенное рас­ стояние 5 (см. рис. 98). Этому соответствует поворот коленчато­ го вала на угол а. За время t = a/6n (где п — частота вращения коленчатого вала) кинетическая энергия штампующего механиз­ ма, расходуемая на работу штампования, может быть определе­ на по такой формуле:

a

механизмов пресса, приведенного к коленчатому валу, является момент инерции маховика

Уменьшение угловой скорости коленчатого вала за время т, происходящее вследствие уменьшения кинетической энергии ма­ ховика, оценивается коэффициентом неравномерности

170

Таким образом, уравнение (IV—15) можно преобразовать следующим образом:

1

Л ~ — (оi — со2) (coj. + со2);

По формуле (IV—17) можно с достаточной для практических целей точностью рассчитать неравномерность хода пресса:

или определить момент инерции маховика (в кг/м2):

Обычно для автоматических прессов 6= 0,02.

Из формул (IV—16) и (IV—17) следует, что при эксплуата­ ции пресса определенной конструкции изменение размеров крыш­ ки приводит лишь к изменению неравномерности 6 скорости вра­ щения коленчатого вала; средняя угловая скорость его соСр со­ храняется. Сохранение постоянной средней угловой скорости обеспечивается тем, что в период поворота коленчатого вала на угол 360—а электродвигатель передает маховику работу А и восполняет убыль его кинетической энергии. Это происходит за время

360 ■— а

в течение которого средняя полезная мощность электродвигате­ ля равна

А6яА

(IV—19)

т9 360 — а

Сравнивая уравнения (IV—11) и (IV—19), заметим, что при штамповке одной крышки среднюю полезную мощность электро­ двигателя можно выразить также следующим образом:

В приведенной методике расчета маховика пресса не учиты­ вается электрическая характеристика используемого электродви­ гателя, что имеет значение для полуавтоматических прессов,

171

работающих при предельной нагрузке, а также для автоматиче­ ских прессов, имеющих жесткую кинематическую связь между электродвигателем и штампующим механизмом. Электрическую характеристику электродвигателя можно учесть следующим об­ разом:

Номинальное скольжение зависит от синхронной пс и номи­ нальной лн частоты вращения электродвигателя:

Критическое скольжение находят по следующей формуле:

3. ПРЕССЫ ДЛЯ ШТАМПОВКИ БАНОК

ПОЛУАВТОМАТИЧЕСКИЙ ПРЕСС

Пресс (рис. 99) предназначен для изготовления цилиндрических и фигурных банок из белой жести или других материалов. Он представляет собой двухстоечный наклоняемый эксцентриковый пресс со станиной, скрепленной двумя штангами.

Основными узлами пресса являются: станина, состоящая из корпуса 1 и двух стоек 2\ эксцентриковый вал 3, связанный по­ средством шатуна с ползуном; стол станины 4 с проходным отверстием для опорной плиты воздушной подушки 5; электродви-

172

гатель 6, который приводит во вращение маховик 7 через клино­ ременную передачу и пару цилиндрических зубчатых колес. Кро­ ме основных узлов, пресс имеет тормозное устройство 8, муфту включения 9, электромагнит включения 10, рычаги 11 ручного включения и кнопку 12 ножного включения. Выключение пресса производится кнопкой 13. Дополнительно в комплект пресса входят воздушный компрессор 14 и ресивер 15, от которых сжа­ тый воздух подается в воздушную подушку пресса.

Наклон пресса относительно вертикали может изменяться в пределах 0—30° путем поворота корпуса 1 станины вокруг шар­ нирной опоры 16 стоек 2. Наклон пресса фиксируется болтами и гайками 17.

Корпус 1 пресса скреплен двумя штангами 18. С одной сто­ роны, это делает его более прочным и жестким, а с другой — уменьшает расход энергии при штамповании, так как у прессов с нескрепленной станиной часть энергии электродвигателя рас­ ходуется на упругую деформацию станины. Принимают, что на каждую тонну усилия, приложенного к ползуну пресса с не­ скрепленной станиной, последняя деформируется так, что рас­ стояние между плоскостями стола станины и ползуна увеличива­ ется на 0,025—0,05 мм.

173

Ш т а м п у ю щ и й м е х а н и з м . Устройство шатуна и ползу­ на, а также регулировка хода последнего показаны на рис. 100. Нижнее мертвое положение ползуна 1, к которому крепится верхняя часть штампа, устанавливается посредством вращения шпинделя 2 с шарообразной головкой, соединяющего ползун 1 с

шатуном 3. Для этого освобождается зажимной болт 4, который скрепляет шпиндель с шатуном.

Величину хода ползуна изменяют в зависимости от высоты изготовляемой банки и применяемого штампа. Ход ползуна мо­ жно регулировать в широких пределах (12—100 мм) с помощью поворота эксцентриковой втулки 5 на коленчатом валу 6. Для осуществления этого предварительно ослабляют винт 8, а также кольцо 9 и с помощью воротка поворачивают эксцентриковую втулку 5 на определенный угол. Величина хода ползуна указана на эксцентриковой втулке.

174

Ползун перемещается вдоль двух направляющих 10, закреп­ ленных на станине болтами 11. Положение ползуна относительно стола станины регулируют установочными болтами 12. При из­ менении хода ползуна необходимо установить неподвижную штангу 13, которая, воздействуя на верхнюю часть штампа, вы­ талкивает отштампованную банку при подъеме ползуна. Для перестановки штанги нужно ослабить зажимные болты 14. Хво­

устройство (рис. 101). На эксцентриковый вал 1 на­ сажены тормозной шкив 2 и кулачок 3. Рычаг 4 свободно сидит на оси 5, при этом на нижнем кон­ це рычага закреплен ро­ лик 6, опирающийся на кулачок 3. На верхнем конце рычага закреплен стержень 7, который при повороте рычага упирает­ ся в болт 8. При этом преодолевается сопротив­ ление пружины 9, разрез­ ное кольцо 10 разжимает­

ся И освобождает тормоз- Рис. 101. Тормозное устройство,

ной шкив 2. На внутрен­ ней поверхности разрезного кольца наклеена лента И из мате­

риала (например, феродо), создающего повышенное трение на шкиве.

При выключенном прессе ролик 6 находится на дуге кулачка, описанной малым радиусом, и пружина 9 сжимает разрезное кольцо 10, тормозящее шкив 2. При включенном прессе начинает вращаться эксцентриковый вал 1, тормозной шкив 2 и кулачок 3. При этом ролик 6 переходит на дугу кулачка, описанную боль­ шим радиусом, разрезное кольцо разжимается рычагом 4 и тор­ моз выключается. Работа тормоза регулируется предваритель­ ным сжатием пружины 9 и установкой болта 8.

М у ф т а в к л ю ч е н и я . Муфта включения (рис. 102) смон­ тирована на консоли эксцентрикового вала 1 рядом с махови­ ком 2. Она предназначена для соединения и разъединения непре­ рывно вращающегося маховика с эксцентриковым валом. Это

175

По С

Рис. 102. Муфта включения.

производится с помощью двух круглых поворотных шпонок 3, вращающихся вместе с двумя втулками 4 и 5 и валом 1 и располо­ женных по образующим вала со смещением на 90° одна относительно дру­ гой.

В ступице маховика посажена втулка 6, кото­ рая жестко соединена с

маховиком шпонкой 7. Внутри втулки 6 расположена шейка вала 1. Втулка имеет четыре, а вал два полукруглых отверстия, в которые вставляют поворотные шпонки 3. Благодаря наличию двух поворотных шпонок пресс может работать при вращении маховика в обоих направлениях. Кроме того, это обеспечивает

176

большую надежность соединения маховика с валом при вклю­ чении.

На разрезе АА показаны поворотные шпонки в двух положе­ нияхПоложение / соответствует холостому вращению махови­ ка; в этом положении шпонки 3 не входят в зацепление с втул­ кой 6 маховика. Положение // — начало работы пресса, так как шпонки повернулись на определенный угол и соединили вал с ма­ ховиком. Сечение обеих шпонок круглое, а по длине втулки 6 они имеют выемки, что позволяет соединять или разобщать вал и маховик.

На виде с торца эксцентрикового вала изображена муфта без крышки 8. Отсюда видно, что поворотные шпонки на концах имеют квадраты. На этих квадратах сидят собачки 9 и 10. Пру­ жины 11 и 12 со штифтами, имеющими сферические головки, стремятся повернуть шпонки в рабочее положение, т. е. в такое положение, когда вал соединяется с маховиком. Противополож­ ный конец одной из шпонок 3, имеющей большую длину, связан с кольцом 13, охватывающим шейку вала. Пружины 11 и 12 мо­ гут повернуть шпонку только тогда, когда кольцо свободно вра­ щается с валом / и не задерживается рычагом 14 с упором, от­ веденным от кольца.

В положении, показанном на разрезе ВВ, кольцо 13 останов­ лено рычагом 14 и вал разобщен с маховиком. При этом одна из шпонок 3 принудительно повернута кольцом 13 по часовой стрелке. Сама шпонка 3 своей собачкой повернула вторую шпон­ ку, пружины 11 и 12 сжаты и шпонки занимают положение I.

Рассмотрим работу муфты включения. При включении прес­ са с помощью рычагов 11 (см. рис. 99) или кнопки 12 замыкает­ ся электрическая цепь и электромагнит 10 опускает тягу 15 (см. рис. 102), соединенную через рычаг 17 с рычагом 14, кото­ рый отводится от кольца 13. Последнее освобождается и дает возможность пружинам 11 и 12 повернуть шпонки 3 в рабочее положение. При этом маховик соединяется с валом и ползун пресса начинает опускаться вниз. Когда эксцентриковый вал де­ лает один оборот, кольцо 13 своим зубом снова упрется в угол

пресс будет работать периодически, автоматически останавли­ ваясь после каждого двойного хода ползуна, соответствующего штампованию одной банки.

Пресс может работать и без перерывов. Для этого с помощью ручки 18 следует отъединить рычаг 17 от собачки 16, что дости­ гается путем поворота ручки 18 вниз. После этого соединение маховика с валом не будет нарушаться й ползун пресса станет совершать непрерывное возвратно-поступательное движение до

для зажима краев заготовки жести при вытяжке банок. Она представляет собой подвижную систему — опорную круглую пли­ ту 1 (рис. 103), соединенную штоком 2 с поршнями 5 и 6, которые снабжены кожаными манжетами 7, герметизирующими зазор между поршнями и цилиндром 8. Цилиндр закрыт крышками 3 и 9, и в нем имеется перегородка 4, разделяющая цилиндр на две полости, в каждой из которых находится поршень.

Воздушная подушка крепится к столу станины с помощью длинных шпи­ лек 10. В днище цилинд­ ра 9 имеется отверстие 11 для подачи сжатого воз­ духа из компрессора че­ рез ресивер. Сжатый воз­ дух должен быть чистым и не содержать капель масла и конденсата. Мак­ симальное избыточное давление воздуха в реси­ вере не должно превы­ шать 0,6 МПа (6 кгс/см2). Максимальный ход порш­ ней составляет 70 мм. Для предохранения уп­ лотняющих манжет от быстрого износа стенки цилиндра следует перио­ дически смазывать гра­ фитной смазкой.

Ш т а м п ы д л я б а ­ нок. Штамп является ос­ новным инструментом пресса для изготовления штампованных банок и заменяется при производ­ стве банок другого раз­ мера. Он выполняет сле­ дующие технологические

операции: вырубает заготовку из полосы жести, зажимает ее, производит вытяжку банки и отбортовку ее фланца, штампует рельеф донышка банки и обрезает излишки жести по периметру фланца, что обеспечивает стандартный размер последнего.

На рис. 104 показан штамп для изготовления цилиндрических банок в момент, когда окончено формование банки. Штамп со­ стоит из двух основных частей: верхней подвижной и нижней не­ подвижной.

Верхняя часть штампа прикрепляется к ползуну пресса,

178