Кузнечно-штамповочное оборудование. Механические прессы. Расчет привода и элементов эксцентрикового пресса Эрфурт

Введение

Кривошипным прессом называют кузнечно-прессовую машину, в которой в качестве входного звена исполнительного механизма используется кривошипный или коленчатый валы, имеющие рабочим органом жесткую кинематическую связь через рычажные механизмы. Среди всех типов машин-орудий механические прессы - самая распространенная группа после металлообрабатывающих станков. Кривошипным прессом называют кузнечнопрессовую машину, в которой в качестве входного звена исполнительного механизма используется кривошипный или коленчатый валы, имеющие с рабочим органом жесткую кинематическую связь через рычажные механизмы. Назначение кривошипного пресса - получение готовых деталей машин или их полуфабрикатов с помощью приложения силы к поверхности заготовки. В настоящее время кривошипные машины используют почти во всех отраслях народного хозяйства. Объем их выпуска увеличивается, относительное число возрастает. Главное требование, предъявляемое к кривошипным машинам, - получение изделий, по форме и размерам приближающихся к готовым деталям. В данном курсовом проекте мы рассматриваем и производим расчет отдельных узлов пресса номинальной силой 25 МН модели Erfurt 250 PKZZ. 
1 Аналитический обзор

Кривошипные прессы и кузнечно-прессовые машины представляют собой важные инструменты в области металлообработки и производства, играя ключевую роль в различных промышленных процессах. Эти машины используются для формовки, штамповки и обработки металлов, что делает их незаменимыми в таких отраслях, как автомобилестроение, авиастроение, производство бытовой техники и многих других.
Кривошипные прессы, как следует из названия, используют кривошипный механизм для преобразования вращательного движения в линейное. Этот механизм состоит из кривошипа, который соединен с поршнем, и при вращении кривошипа поршень движется вверх и вниз. Кривошипные прессы могут быть как механическими, так и гидравлическими. Механические прессы работают на основе механических сил, передаваемых через систему шестерен и рычагов, в то время как гидравлические прессы используют жидкость для передачи силы, что позволяет достигать больших усилий при меньших размерах машины.
Одним из основных преимуществ кривошипных прессов является их высокая производительность. Они способны выполнять большое количество операций за короткий промежуток времени, что делает их идеальными для массового производства. Кроме того, кривошипные прессы могут быть настроены на выполнение различных операций, таких как штамповка, резка, формовка и т.д. Это достигается за счет замены штампов и инструментов, что позволяет адаптировать машину под конкретные задачи.
Кузнечно-прессовые машины, в свою очередь, предназначены для обработки металлов при высоких температурах. Они используются для кузнечной обработки, где металл нагревается до пластичного состояния и затем формуется под воздействием давления. Кузнечно-прессовые машины могут быть как механическими, так и гидравлическими, и их работа основана на принципе передачи силы через поршень, который воздействует на заготовку. Эти машины позволяют получать детали с высокой прочностью и однородной структурой, что делает их особенно ценными в производстве ответственных деталей, таких как компоненты для двигателей и конструкций, подвергающихся высоким нагрузкам.
Одним из ключевых аспектов работы как кривошипных прессов, так и кузнечно-прессовых машин является необходимость в точной настройке и контроле параметров процесса. Это включает в себя давление, скорость, время воздействия и температуру (в случае кузнечно-прессовых машин). Неправильная настройка может привести к дефектам в изделиях, таким как трещины, деформации или недостаточная прочность. Поэтому операторы этих машин должны обладать высокой квалификацией и опытом, чтобы обеспечить качественное выполнение операций.
В последние годы наблюдается тенденция к автоматизации процессов, связанных с использованием кривошипных прессов и кузнечно-прессовых машин. Внедрение современных технологий, таких как системы управления на основе программного обеспечения, позволяет значительно повысить эффективность и точность работы этих машин. Автоматизация также способствует снижению трудозатрат и повышению безопасности на производстве, так как многие операции могут выполняться без непосредственного участия человека.
Кроме того, современные кривошипные прессы и кузнечно-прессовые машины оснащаются различными системами мониторинга и диагностики, которые позволяют отслеживать состояние оборудования в реальном времени. Это помогает предотвратить поломки и снизить время простоя, что в свою очередь увеличивает общую производительность предприятия.
Экологические аспекты также становятся все более важными в производстве. Современные машины разрабатываются с учетом требований по энергосбережению и минимизации воздействия на окружающую среду. Например, гидравлические системы могут быть оптимизированы для снижения потребления энергии, а также для уменьшения выбросов вредных веществ. Это не только соответствует современным стандартам, но и позволяет предприятиям снижать затраты на эксплуатацию оборудования.
Кривошипные прессы и кузнечно-прессовые машины также играют важную роль в инновациях и разработках новых материалов. С их помощью можно создавать сложные формы и конструкции, которые невозможно получить другими методами. Это открывает новые возможности для дизайнеров и инженеров, позволяя им реализовывать самые смелые идеи и проекты.
Прессы двухкривошипные закрытые изготавливаются в соответствии с параметрами, установленные ГОСТ 7766-88 и предназначены для изготовления из листового материала средних и крупных деталей, требующих вырубки, гибки, формовки, неглубокой вытяжки и других операций холодной штамповки.
Прессы закрытого типа с двухстоечной станиной различаются по числу и расположению коленчатых валов; по конструкции кривошипно-шатунного механизма; по конструкции привода (числу зубчатых колес, их расположению в приводе).
При выборе пресса необходимо знать параметры и размеры штампового пространства в соответствии со схемой, представленной на рис. 1.


Рис. 1. Конструктивные параметры двухкривошипных закрытых прессов


Конструкция разъемной станины для двухстоечных двухкривошипных прессов показана на рис. 2.
В нее входят следующие основные части: основание 1, две стойки 2, головка 3 станины, подштамповая плита 11, шпонки соединительные 10.
Станины изготовляют литыми или сварными, вторые наиболее распространенные.
Станины закрытых прессов состоят из четырех составных частей – стола с подштамповой плитой, двух боковых стоек, верхней траверсы или головки пресса, стяжных болтов с гайками, служащих для связи и затяжки перечисленных частей.

Рис. 2. Пресс двухкривошипный закрытого типа

Равномерное нагружение зубчатых колес по ширине зуба позволяет обеспечить двухсторонний привод, чем повышается износостойкость зубчатых колес, достигаются симметричные нагрузки на главный вал и его опоры в головке пресса, снижаются скручивающие главный вал пресса напряжения, которые распределяются на более коротких участках.
В конструкциях приводных механизмов преобладают приводы с короткими поперечно расположенными относительно фронтальной стороны пресса валами. Этим обеспечивается увеличенная жесткость механизма привода и некоторое снижение его веса. Предпочтение при этом отдается шестерне-эксцентриковому типу привода.
Основание, стойки, головка соединяются между собой стяжными болтами 4 и гайками 5. Болты при сборке в средней своей части подогревают горелками или электронагревателем. Болты при нагреве удлиняются, в таком состоянии их затягивают гайками 5; постепенно остывающие болты стягивают части станины. Натяг обеспечивает «нераскрытие» стыков между частями станины во время штамповки.
На стойках 2 крепятся направляющие 9 для ползуна 8. Ползун с помощью пневматических уравновешивателей подвешивается к головке станины. Шатуны 7 связаны с коленчатым валом 6.
К нижней плоскости основания крепятся подушки 12 для вытяжки и выталкивания изделий.
В головке пресса монтируется привод, состоящий из пневмофрикционной муфты с тормозом (на первом валу) и промежуточных валов с зубчатой передачей.
Двухкривошипные прессы в настоящее время производят многие прессостроительные фирмы мира.