8 Расчёт муфты включения

Максимальный момент, требуемый для штамповки, кН м:

_{, (8.1)}

_{где к = 1,2 – коэффициент запаса;}

_{- КПД передач между кривошипным и приемным валами;}

_{- передаточное отношение между кривошипным и приемным валами.}

– _{приведенное плечо силы деформации при номинальном недоходе;}

_{, (8.2)}

_{где 3,8 мм - приведенное плечо трения (см. п. 3.2.);}

_{- угол при номинальном недоходе.}

Подставив численные значения в формулу 8.1 получим

В проектируемом прессе применяется дисковая муфта со вставками на основе типа ретинакс (марка 143-66).

Крутящий момент, который должна передавать муфта М_М = 13,4 кН·м.

Момент, который муфта может передать исходя из технологических возможностей конструкции пресса, подставим в левую часть уравнения несущей способности муфты:

(8.3)

где  - коэффициент трения фрикционного материала,  = 0,42;

q_м – допускаемое напряжение на поверхности фрикционных материалов муфты (q = 0,6 МПа) (табл. 4, [31] );

m – число поверхностей трения в муфте;

R_ср – средний радиус трения;

F – площадь трения одной поверхности муфты.

Средний радиус трения:

(8.4)

где М_М – момент, передаваемый муфтой;

мм.

Площадь одной поверхности трения определяем из выражения (8.3):

. (8.5)

м².

Выбираем овальную вставку с такими размерами:

h_в = 40 мм; В_в = 60 мм; F_в = 58,3 см²;

L_в = 110 мм; r_в = 30 мм.

Из нормального ряда чисел принимаем: R_H = 335 мм; R_BH = 225 мм.

Тогда средний радиус трения равен:

, (8.6)

мм.

Определяем количество вставок:

, (8.7)

где F_в – площадь одной вставки.

шт.

Принимаем 8 вставок.

Определение толщины дисков

Толщина ведущего диска:

(8.8)

где В_в – ширина вставок, мм:

мм.

Толщина ведомого диска:

. (8.9)

мм.

Расчет габаритных размеров пневмоцилиндра муфты

Площадь поршня находим по формуле:

, (8.10)

где q_м – допускаемое давление на вставку муфты, q_м = 0,6 МПа;

F_тр – суммарная поверхность трения муфты;

P_p – рабочее давление воздуха, P_p = 0,35 МПа;

P_c1 – давление, необходимое для преодоления усилия затяжки пружин, P_c1=0,045 МПа.

(8.11)

м².

Определяем диаметр поршня

. (8.12)

(8.12)

Принимаем 500 мм.

Максимальный ход поршня

, (8.13)

–ресурс на износ между регулировками.

, (8.14)

где h – ресурс на износ;

i – количество регулировок;

(8.15)

h_двм – толщина ведомого диска;

 - зазор между подвижными и неподвижными дисками, устанавливаемый при монтаже муфты;  = 2 мм;

₁ – зазор между дисками, допускаемый при максимальном износе фрикционных элементов, ₁ = 2 мм.

мм.

Тогда

мм.

Тогда ход поршня

мм.

Проверка шлицевых соединений на смятие

, (8.16)

К_м – коэффициент динамической нагрузки из условий работы соединений, К_м = 2,3;

М_м – крутящий момент муфты, М_м = 13400 Нм;

m – количество пар поверхности сцепления, m = 1;

В_шл – ширина шлица;

R_ш – средний радиус соединения;

Z_шл – количество шлицов;

[_см] = 30 МПа – для стали 45 с поверхностной закалкой.

Ведущий диск расположен на валу с помощью прямоугольного соединения.

Эвольвентное шлицевое соединение между поршнем и втулкой поршня

Расчет отводных пружин муфты

(8.17)

где P_с1 – условное давление, необходимое для преодолевания усилия отводных пружин муфты, P_с1 = 0,045.

Усилие затяжки пружин во включенной муфте при изношенных вставках:

, (8.18)

где _пр - коэффициент допускаемого изменения усилия затяжки пружины, _пр = 0,8.

Отношение среднего диаметра пружины к диаметру проволоки С=5.

Определяем коэффициент формы пружины.

, (8.19)

.

Диаметр проволоки пружины.

(8.20)

где [] = 590 МПа – допускаемое напряжение на кручение материала проволоки для стали 60С2А.

мм.

Наружный диаметр проволоки

, (8.20)

мм.

Количество витков пружины

, (8.22)

.

Максимальное значение деформации

, (8.23)

мм.

Длина пружины при соприкосновении витков

, (8.24)

мм.

Длина в свободном состоянии

, (8.25)

где t – шаг навивки.

Шаг навивки

, (8.26)

мм.

мм.

Расчетная длина пружины

(8.27)

Длина пружины при рабочем усилии

, (8.28)

мм.

, (8.29)

мм.

Рисунок 8.1 – График жесткости пружины муфты

Рабочее усилие , определенное аналитически, должно быть равным или меньшим усилия, взятого из графика жесткости рассчитанной пружины (рис. 8.1).

Из графика определили, что усилие пружины графическое равно =1040 Н, а значит соотношениевыдержано.