Кривошипно-шатунный механизм. Расчет кривошипно-шатунного механизма.

В кривошипных прессах в качестве главного исполнительного механизма применяется кривошипно-шатунный механизм (КШМ). Он относится к четырехзвенным плоским механизмам с одной степенью подвижности. Механизм состоит из ведущего кривошипа и двухповодковой группы – шатун — ползун. КШМ применяется в двух модификациях: в виде аксиального (центрального) и дезаксиального, который, как наиболее общий случай, представлен на рисунке.

Кривошипные прессы. Общие сведения.

Кривошипно-шатунный механизм


Исходной величиной при выборе размеров звеньев КШМ является величина полного хода ползуна, заданная стандартом или по техническим соображениям для тех типов машин, у которых максимальная величина хода ползуна не оговаривается (ножницы, автоматы и др.).

КШМ используется также и в ГКМГоризонтально-ковочная машина. ГКМ.

На рисунке введены следующие обозначения: dО, dА, dВ – диаметры пальцев в шарнирах; е – величина эксцентриситета; R – радиус кривошипа; L – длина шатуна; ω – угловая скорость вращения главного вала; α – угол недохода кривошипа до КНП; β – угол отклонения шатуна от вертикальной оси; S – величина полного хода ползуна.

По заданной величине хода ползуна S (м) определяется радиус кривошипа:

R = S/2 (м)

Для аксиального кривошипно-шатунного механизма функции перемещения ползуна S, скорости V и ускорения j от угла поворота кривошипного вала α определяются следующими выражениями:

S = R [1 - cosα + (λ/4)(1 - cos2α)], (м)

V = ω R [sinα + (λ/2)(sin2α)], (м/с)

j = ω2 R [cosα + λ cos2α], (м/с2)

Для дезаксиального кривошипно-шатунного механизма функции перемещения ползуна S, скорости V и ускорения j от угла поворота кривошипного вала α соответственно:

S = R [1 - cosα + (λ/4)(1 - cos2α) + k ? sinα + 0,5 (k2 λ2)/(1+ λ)], (м)

V = ω R [sinα + (λ/2)(sin2α) + k λ cosα], (м/с)

j = ω2 R [cosα + λ cos2α - k λ sinα], (м/с2)

где λ – коэффициент шатуна, значение которого для универсальных прессов определяется в пределах 0,08…0,014;
ω– угловая скорость вращения кривошипа, которая оценивается, исходя из числа ходов ползуна в минуту (с-1):

ω = (π n) / 30

У кривошипного пресса номинальное усилие не выражает действительного усилия, развиваемого при помощи привода, а представляет собой предельное по прочности деталей пресса усилие, которое может быть приложено к ползуну. Номинальное усилие соответствует строго определенному углу поворота кривошипного вала. Для кривошипных прессов простого действия с односторонним приводом за номинальное принимается усилие, соответствующее углу поворота α = 15…20о, считая от нижней мертвой точки.