Материал: Курсовое проектирование по автоматизации, робототехнике и ГПС кузнечно-штамповочного производства. Антонов С.И., Бойко А.Ю

Стабильная и спокойная работа питателя обеспечивается в случае небольших инерционных нагрузок в процессе рабочего хода. Величины ускорений при рабочем и холостом ходах питателя определяются анализом динамики привода и устанавливают оптимальный момент срабатывания питателя или выбор типа его привода. В случае получения движения от ползуна машины ускорение ИО питателя определяется характером графика ускорения ползуна (рис. 9,а)

Рис 9. Характер ускорения питателя при получении движения от а)ползуна; б)вала посредством тяги;в) вала посредствам рычага; г) пневмопривода спереходными интервалами движения; д)пневмопривода без переходных интервалов движения

В случае получения движения от вала машины посредством тяги, характер ускорения ИО питателя аналогичен движению ползуча кривошипного механизма с элементами коррекции (рис. 9,б), а посредством кулисно-рычажного привода характер ускорения ИО питателя определяет синусоида (рис. 9,в). В случае получения движения от индивидуального привода величина ускорения ИО питателя определяется динамикой привода. Так, например, для пнёвмо-, гидропривода в первом приближении при постоянной скорости характер движения дан на рис. 9,г-д.

Циклограммирование питателя предусматривает определение соответствия свободного хода ползуна (вне рабочей зоны машины) шагу подачи.

Для кривошипных машин перемещение ползуна (рабочее - L_р, технологическое L_m обратное - L_об перемещение ИО питателя (шаг подачи - Н_под, обратный ход - Н_ох) выражается в углах поворота кривошипа

(Н_под ≈ L_св.х = L_пр – L_сх ≈ α _св.х)

Для гидравлических прессов перемещение ползуна и ИО питателя выражается соответственно через интервалы времени t_под ≈ t_св.х =t_пр – t_cх, где t_пр - время перемещения ползуна на полную длину хода L'_пр.

Для роторных машин время перемещения ползуна машины и ИО питателя ограничивается длительностью соответствующих интервалов цикла и углами поворота ротора. В обшем случае:

(1)

где для кривошипных машин

,

(2)

для гидравлических машин

(3)

Расчетные соотношения для определения параметров различных видов питателей приведены на рис. 10.

Поэтапное определение исходных параметров для циклограммирования питателя включает:

1. Привод питателя от ползуна пресса

• определение величины свободного хода ползуча и соответствующего ему угла поворота вала;

• определение шага подачи и соответствующего ему угла поворота вала;

• оценку условий срабатывания питателя;

• для гидропрессов сравнение тех же величин по интервалам времени.

2. Привод питателя от вала пресса

• определение величины хода тяг (рычагов), соответствующей шагу подачи:

• определение свободного угла поворота вала;

• расчет требуемого перемещения приводного элемента (эксцентрик,

кулачок);

• оценку условий срабатывания питателя по длительности интервалов цикла.

3. Привод питателя индивидуальный - время срабатывания питателя размещается в интервале времени свободного хода ползуна.

Структура кинематических циклов выражается соотношениями

(4)

(5)

(6)

где Тк , Тк — кинематические циклы ползуна машины и питателя;

t_х.вп, t_х.под, t_р.х., t_сх — интервалы ходов ползуна вперед, назад, рабочего и обратного соответственно; t_р.х.п., t_х.х.п. — интервалы рабочего и холостого ходов питателя; t_выcm, t_о.п — интервалы выстоя ползуна и останова питателя;

t_св.х — интервал свободного хода ползуна.

Рис 10. Расчет шага питателя с приводом клином(а), рейкой(б), рычагом от ползуна (в), кулачком на валу(г), муфтой обгона (д), рычагом от вала (е)

Методическая последовательность циклограммирования питателей:

• Оценка вариантов и выбор типа подачи с учетом размеров заготовки, характера ее конструкции и материала и требуемой точности подачи.

• Конструирование исполнительного органа подачи.

• Определение технологических параметров подачи. Сравнение параметров подачи с основными параметрами машины и выбор кинематики привода подачи (от ползуна, вала или индивидуальный).

• Анализ динамики подачи в интервалах рабочего и холостого ходов; уточнение кинематики привода.

• Проектирование циклограммы.

Варианты конструктивного исполнения и технические характеристки шиберных подач приведены в Приложении 1.

3. Проектирование цикловых механизмов загрузки рабочей зоны штамповочных машин

3.1. Выбор типа загрузочного устройства

На основе оценки области применения различных типов загрузочных устройств и анализа задания на проектирование осуществляется выбор типа загрузочного устройства.

Рассмотрены три вида загрузочных устройств;

• валковые подачи (для полос, лент, проволоки, прутков);

• шиберные подачи - для штучных заготовок с шагом до 250 мм;

• револьверные подачи - для штучных заготовок с шагом до 300 мм

Необходимо дать характеристику, указать достоинства и недостатки,

обосновать выбор конкретного загрузочного устройства (питателя рабочей зоны машины).

3.2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗМЕРОВ ИСПОЛНИТЕЛЬНОГО ОРГАНА ПИТАТЕЛЯ

3.2.1. ШИБЕР

а) для крупных заготовок с поштучной загрузкой в шибер;

б) для мелких штучных и плоских заготовок с загрузкой в шибер из накопителя (магазина).

Основные размеры шибера (см. рис.11) могут быть определены по следующим зависимостям:

ω=20÷30 мм;

h=10÷20 мм;

;

;

;

;

;

;

+(1÷2) мм;

+(1÷2) мм;

где Н_под - шаг подачи, мм; h_цм- высота центра масс заготовки, мм; R - ра­диус заготовки, мм; hзаг - высота заготовки, мм

3 .2.2 ВАЛКИ

Рис 12. Валки

Размеры валков: из условий захвата материала с наименьшим проскальзыванием

(7)

где S - толщина материала, из условий спокойной работы

механизма

(8)

Полученное зиачение D_в округляем до ближайшего целого по ГОСТ 6636-69:

3.2.3. ПОВОРОТНЫЙ КРУГ

Рис 13. Поворотный круг

Диаметр окружности расположения центров гнезд (начальный диаметр)

(9)

Где z- число позиций(гнезд);

d- размер заготовки (внутренний диаметр гнезда),

Размер круга по наружному диаметру

(10)

(11)

При использовании в средней части круга дискового колодочного тормоза необходимо, чтобы

Допустимая скорость по начальной окружности

Здесь t_под - время поворота на один шаг, с.

(12)

Из условий обеспечения допустимой скорости

(13)

Шаг подачи по наружному диаметру

(14)

3.3. КОНСТРУКЦИЯ ПОДАЮЩЕГО МЕХАНИЗМА

Рис 14. Шибер

Рис 15. Валки

Рис 16. Круг поворотный

3.4. КИНЕМАТИКА ПРИВОДА ПОДАЧИ (ПИТАТЕЛЯ), ВОЗМОЖНЫЕ ЦИКЛОГРАММЫ, РАЗМЕРЫ ЗВЕНЬЕВ

Рис 17. Шибер с приводом от ползуна пресса

Рис 18. Валки с приводом от главного вала

Рис 19. Поворотный круг с приводом от главного вала

Рис 20. Поворотный круг с приводом от ползуна

Рис 21. Расчетная схема определяет размеры звеньев кинематики

(15)

(16)

(17)

где

3.5. РАСЧЕТ КИНЕМАТИКИ ПИТАТЕЛЕЙ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ШАГА ПОДАЧИ

3.5.1. ШИБЕР

Кинематическая цепь привода; ползун пресса - кронштейн ползуна- тяга- колодочный рычаг- шибер (рис. 17).

3.5.2. ВАЛКИ

Кинематическая цепь привода: главный вал пресса — эксцентрик-тяга - муфта обгона - валок (см. рис. 18 и 22). Размеры звеньев кинематики

(18)

(19)

(20)

Р ис 22. Расчетная схема