Комплекс автоматический для штамповки изделий из ленточного материала на базе пресса открытого однокривошипного силой 1000 кН

Кастрома.dwg

Зависимость усилия от поворота кривошипа
Комплекс автоматический для штам-повки деталей из ленточного матери- ала на базе пресса однокривошипного простого действия открытого ненаклоняемого силой 1000 кН
Техническая характеристика
Наименование параметров
Частота непрерывных ходов ползуна
Наибольшее расстояние между столом
и ползуном в его нижнем положении
Величина регулировки расстояния
между столом и ползуном
Толщина подштамповой плиты
Наружний диаметр рулона не более
Диаметр шпинделя разматывателя
Масса рулона не более
Скорость правки ленты
Подача валковая c сервоприводом для материала шириной до 250 мм
* Размеры для справок 2. Осевой зазор в подшипниках(поз. 156) в пределах 0
мм. Регулировать подгонкой крышек (поз. 33
). 3. Гарантированный боковой зазор зубчатых передач: jnmin=0
мм. 4. Максимальный боковой зазор зубчатых передач: jnmax=0
мм. 5. Допуск на параллельность валков(поз. 12
мм. 6. Величины раскрытия валков (поз. 12
) регулировать кронштейном ползуна. 7. Регулятор давления отрегулировать на давление 0
МПа. 8. Ограничения раскрытия валков (поз. 12
) осуществлять регулировочными винтами(поз.110). 9. Плотное прилегание ограждения(поз. 57) обеспечить подгонкой втулок(поз. 59
) и проставок (поз. 61). 10. Регулировку зазора между листами (поз. 27
в зависимости от толщины ленты осуществлять подгонкой шайб (поз. 55). 11. Канавки втулок (поз. 6
) заполнить смазкой "ШРУС-4". 12. Установку пневмоцилиндров (поз. 185) осуществлять в следующем порядке: а) Через отверстие в корпусе (поз. 1) завести и закрепить винтами (поз. 85)
собранные кронштейны (поз. 41) с осью (поз. 42) и сферическим наконечником (поз. 186). б) Прикрепить к пневмоцилиндру (поз. 185) кронштейны (поз. 35) с осями (поз. 37). в) Соединить шток цилиндра со сферичеким наконечником и законтрить гайкой (поз. 187). г) Завести с двух сторон кронштейны(поз. 36) с запрессованными втулками (поз. 6) и закрепить их винтами (поз. 85) к корпусу(поз. 1). 13. Распределитель (поз. 190) и регулятор давления (поз. 206) устанавливать на корпусе(поз. 1)
остальные комплектующие воздухопровода на прессе.
Наименование параметров и размеров
Максимальная ширина подаваемого
Толщина подаваемого материала
Максимальный шаг подачи ленты
Скорость подачи максимальная
Расстояние от оси материала до
плоскости подштамповой плиты
106 шариковый радиальный однорядный с защитной шайбой
106 шариковый радиальный однорядный с защитными шайбами
0204 шариковый радиальный однорядный с уплотнением
Винт В.М8-6gx20.66.05
(Заготовка для поз. 62)
Винт В1.М6-6gx20.66.05
Кольца ГОСТ 13942-86
Кольца ГОСТ 13943-86
Шпонки ГОСТ 23360-78
Подшипники ГОСТ 7242-70
Ремень PC2-8MGT-720-21
Компактный магнитный
Сферический наконечник
Фильтр с регулятором
давления LR-38-D-MIDI
Смазка марки "ШРУС-4
ДП.150201.14.30001СБ
Кольцо В47 ГОСТ 13943-86
Штифт 4х12 ГОСТ 3128-70
Привод правильного устройства
Электродвигатель АИР 100S2
* Размеры для справок 2. ** Обработать по сопрягаемой детали 3. Допуск параллелности осей шкивов 1 мм на 100 мм длины
допуск осевого смещения канавок шкивов - не более 1 мм. 4 В редуктор(поз. 48) залить смазку ИГП-152 ТУ38.1.01.413.78 до уровня
контролируемого маслоуказателем.
Штамп для вырубки окон 6х24 и обрезки полосы
ДП.150201.14.30001.03
ДП.150201.14.3000101
Первая операция (Пробивка пазов)
Вторая операция (Пробивка пазов + отрезка отходов)
Третья операция (Пробивка пазов + отрезка готовой детали)
х229 Ст3 ГОСТ 16523-70
Готовая первая деталь
Направление подачи ленты
* Размеры для справок 2. Н12; ±JT122
Технология штамповки
* Размеры для справок 2. Н12; ±JT122 3. Перпендикулярность плоскости обработки к оси эксцентрикового вала не более 0
мм 4. Подштамповую плиту и станину обрабатывать совместно
ДП.150201.14.10001СБ
(CAMOZZI) QPR-2-A-30
ДП.150201.14.10002СБ
* Размеры для справок 2. Н12; ±JT122 3. Допуск параллельности осей вращения - 1 мм на 100 мм длины 4. Допуск осевого смещения канавок шкивов - 2 мм 5. Натяжение ремней контролировать по ГОСТ 1284.2-80
ДП.150201.14.1000201
ДП.150201.14.10002.04
ДП.150201.14.10002.06
ДП.150201.14.10002.08
ДП.150201.14.10002.05
ДП.150201.14.10002.07
Привод клиноременный для пресса КЕ2130А
Основная зарплата основных
рабочих (без премий)
Дополнительная зарплата
Премии из фонда зарплаты
Отчисление на соцстрах
Цеховая себестоимость
Общезаводские расходы
Заводская себестоимость
Внепроизводственные расходы
Полная себестоимость
Себестоимость одной детали
Оптовая цена одной детали
Экономический эффект
Стоимость основного материала
Экономические показатели
* Размеры для справок 2. При сборке обеспечить между матрицей поз. 7 и пуансонами поз. 10 зазор 0
мм на сторону 3. Подгонкой упора поз. 37 обеспечить между толкателями поз. 35 и трверстиями планки поз. 36 зазор 2
мм на сторону 4. Подгонкой пластины поз. 56 обеспечить между ножом поз. 55 и матрицей поз. 60 зазор 0
мм 5. На фронтальной стороне верхней плиты нанести полосу желтого цвета ширингой 20 мм - эмаль НЦ-132П
золотисто-желтая IV-УХЛ.4.
группы "а" по ОСТ 2МТ21-2-83. 2. Вид отливки - легкая. 3. Фаски 1
х45°. 4. * Размер для справок. 5. Н14
±IT142. 6. Предельные отклонения расстояния между любыми канавками не более ±0
мм. 7. На рабочих поверхностях канавок не допускаются пористость
и вмятины. 8. Статически сбалансировать. Допускаемый дисбаланс - Dдоп=0
гм. Выборку металла производить на поверхности В. 9. Покрытие поверхностей Б и В - эмаль НЦ-132П золотисто-желтая III.УХЛ4; Т-III.04.
Сталь Х12Ф1 ГОСТ 5950-73
56 61 HRC 2. * Обработать в сборе с дет. ДП150201.14.530 3. Н12; ±JT122.
56 61 HRC 2. * Обработать в сборе с дет. ДП150201.14.506 3. Н12; ±JT122.
ДП.150201.14.30001.04
ДП.150201.14.30001.05
ДП.150201.14.30001.06
ДП.150201.14.30001.07
ДП.150201.14.30001.08
ДП.150201.14.30001.09
ДП.150201.14.30001.10
ДП.150201.14.30001.11
Оборудование после модернизации
Предлагаемая схема работы ловителей
Схема работы ловителей базового комплекса

Речь v.3.doc

Темой дипломного проектирования является комплекс автоматический для штамповки изделий из ленточного материала на базе пресса открытого однокривошипного силой 1000 кН.
Состав комплекса (ДП150201.14.000ВО):
- разматывающее устройство;
- правильное устройство;
Управление комплексом осуществляется программируемым контроллером: алгоритм работы комплекса определяется программой записанной во флэш-памяти.
Контроль осуществляется за счет многочисленного количества датчиков. При неисправности следует остановка работы всего комплекса а на экране выдается сообщение о причине неисправности
В результате задачей рабочего является только подготовка комплекса к работе и контроль качества изготавливаемых изделий.
После проведения анализа работы и конструктивного устройства комплекса было сделано предположение что частота ходов ползуна пресса была использована не полностью: 55мин-1 от 72 возможных по технической характеристике что не позволяет полностью использовать технологические возможности пресса.
В данном проекте представлена возможность увеличения производительности комплекса за счет более полного использования частоты ходов пресса.
На заводе для работы в комплексе привод пресса был пересчитан и изменено передаточное отношение клиноременной передачи для обеспечения 55хмин. Это достигалось за счет установки нового ведущего шкива клиноременной передачи.
Для возврата 72 хмин необходимо установить прежний ведущий шкив (ДП150201.14.10002СБ)
После увеличения частоты ходов ползуна пресса необходимо было произвести проверочные расчеты с целью определения пригодности оборудования для выполнения данной технологической операции.
Пресс проверялся по двум методикам:
– проверочный расчет привода пресса по запасу кинетической энергии
– проверочный расчет по мощности электродвигателя
Для валковой подачи был проведен кинематический и динамический расчет в связи с увеличением скорости подачи ленты в рабочую зону штампа
Проведены проверочные расчеты
по среднеквадратичному моменту на валу серводвигателя
по пиковому крутящему моменту на роторе серводвигателя
и по мощности серводвигателя
Для согласования работы валковой подачи с работой пресса проведен расчет времени разгона ротора серводвигателя расчет зависимости частоты вращения ротора серводвигателя от величины шага подачи ленты в рачочую зону штампа частоты ходов ползуна пресса и фазового угла подачи ленты в зону штампа
Разработанный на заводе привод правильного устройства также обеспечивает необходимую скорость правки ленты
Проведенные расчеты показывают отсутствие каких-либо ограничений для увеличения производительности комплекса
После внедрения комплекса в производство возникла проблема связанная с работой штампа:
При допускаемой величине износа пробивных пуансонов ловители начинают задирать ленту что влечет за собой появление замятий заусенцев уменьшение точности изготавливаемых изделий. Это связано с уменьшением размеров пробиваемых отверстий в результате износа пуансона тогда как размер ловителей остается прежний.
Схема работы ловителей базового комплекса представлена на чертеже: после пробивки пуансонами пазов лента перемещается на заданный шаг при следующем ходе ползуна ловители ориентируют ленту относительно ранее пробитых после этого происходит пробивка следующих пазов.
Ловители по данной схеме могут перемещать ленту как в случае недохода так и при большей подачи ленты.
Ловитель относительно ленты имеет зазор соответствующий посадке Н12g6. При износе пуансона посадка становится переходной.
Предлагаемая схема работы ловителей представленна ниже ДП150201.14.500СБ
Форму головки ловителя оставляем той же только в одну сторону уменьшая длину ловителя на 4 мм что обеспечит ориентирование ленты только при недоходе а валковая подача настраивается на шаг с гарантированным недоходом
Данные изменения позволяют устранить задирание ленты при износе пуансонов
На деталировке представлен чертеж ведущего шкива привода пресса вследствие изменения его размеров для повышением частоты ходов ползуна пресса.
Также представлены чертежи ловителей и матрицы для ловителей в соответствии с предлагаемой схемой работы ловителей.
Результаты расчета себестоимости изготовления продукции после модернизации в сравнении с базовым комплексом экономический эффект от повышения производительности оборудования представлены на ДП150201.14.000ТБ
Себестоимость изготовления 1 детали после модернизации снизились на 08 руб. Экономическая эффективность составляет 758 тыс. руб. в год

Реферат.doc

В проекте предложена модернизация отдельных узлов пресса и околопрессового оборудования позволяющие увеличить производительность пресса годовой экономический эффект также рассмотрена модернизация ловителей штампа в результате которой увеличивается точность изготавливаемой детали и исключаются задиры замятие и заусенцы по периметру пробиваемых отверстий на детали.
Освещены вопросы безопасности машин охраны труда и окружающей среды.
В разделе экономика приведен расчет себестоимости изготовления одной детали на базовом комплексе и после увеличения модернизации. Также приведен расчет экономической эффективности от повышения производительности.
Графическая часть проекта приведена на 12 листах формата А1.
Пояснительная записка дипломного проекта выполнена на 136 листах.
В приложении имеется 19 страниц спецификации.
Пояснительная записка содержит 24 иллюстраций 22 таблицы.
Количество используемых источников 16.

Титульный.doc

Министерство образования и науки Российской Федерации
Алтайский государственный технический университет
Кафедра Машины и технология обработки металлов давлением
УДК 621.983.5 Допустить к защите в ГАК
Зав. Кафедрой Карпов С.В.
Комплекс автоматический для штамповки изделий из ленточного материала на базе пресса открытого однокривошипного силой 1000 кН
Пояснительная записка
к дипломному проектированию
Дипломник группыОМД-11 А.В. Поздеев
Руководитель проектапрофессор к.т.н. Н.М. Никонов
Технологическая частьпрофессор к.т.н. Н.М. Никонов
Конструкторская частьпрофессор к.т.н. Н.М. Никонов
Орг.-экон.Ст. преп. Е.В. Лукина
Охрана трудадоцент к.т.н. В.Р. Гергерт

Приложение Б,В,Г,Д,Е,Ж,И,К,Л.doc

Выписка из технологического задания на автоматический комплекс
на базе пресса КЕ2130А
Точность изготовления детали (Рисунок Б.1) IT12.
Комплекс состоит из: разматывающего устройства модели РУ250; правильного устройство модели ПУ250; валковой подачи модели ВП250; пресса модели КЕ2130А.
Рисунок Б.1 – Эскиз детали
Таблица Б.1 – размеры штампуемых деталей
Количество рядов пазов шт
Лента 25×229 Ст3 ГОСТ 16523-70
Количество вырубаемых
пазов за одон ход пресса
Шаг подачи ленты мм
Техническая характеристика пресса КЕ2130А
Таблица В.1 – Техническая характеристика пресса КЕ2130А
Наименование параметров и размеров
Номинальное усилие кН
Ход ползуна регулируемый
Частота ходов ползуна
Величина пути ползуна до его
крайнего нижнего положения
на котором пресс развивает
Работа холостого хода
Размер отверстия в столе
Расстояние от оси ползуна до станины
Наибольшее расстояние между столом и ползуном
в его нижнем положении при наибольшем ходе
Расстояние между стойками станины в свету
Величина регулировки расстояния между столом и ползуном
Толщина подштамповой плиты
Продолжение Таблица В.1
Момент инерции маховика
Момент инерции ведомых масс привода
Электродвигатель АИРС132М6
Номинальная мощность электродвигателя
Масса пресса (без деталей фундамента)
Расчет клиноременной передачи привода пресса на ЭВМ
Двигатель - АИРС132М6
Передаваемая мощность передачи - 67 кВт
Синхронная частота вращения электродвигателя - 1000
Скольжение электродвигателя при работе на холостых ходах - 002
Число непрерывных ходов ползуна пресса – 72 хмин
Передаточное отношение зубчатой передачи привода пресса – 32
Диаметр ведомого шкива (маховик) – 7006 мм
Коэффициент скольжения клиноременной передачи – 0015
Предварительное межосевое расстояние 970 мм
Тип сечения ремня – Б
Режим работы – средний
Число смен работы - 2
Тип электродвигателя – 1 (асинхронный переменного тока)
Передаточное отношение клиноременной передачи – 4205
Диаметр ведущего шкива – 1666 мм
Окружная скорость ремня – 85532 мс
Расчетная длина ремня 33943138 мм
Принятая длина ремня 3350 мм
Уточненное межосевое расстояние 9469275 мм
Максимальное межосевое расстояние 1030675 мм
Минимальное межосевое расстояние 9027775 мм
Частота вращения ведущего шкива 980 обмин
Угол обхвата ведущего шкива 1468664°
Коэффициент угла обхвата 09107
Частота вращения ведомого шкива (маховик) 2431 обмин
Коэффициент влияния длины ремня 108
Коэффициент динамической нагрузки 12
Мощность передаваемая одним ремнем 30812 кВт
Расчетное число ремней 3
Принятое число ремней 5
Коэффициент числа ремней 077
Предварительное натяжение ветви одного ремня 19302 Н
Давление на вал 1850075 Н
Техническая характеристика валковой подачи модели ВП250
Таблица Д.1 - Техническая характеристика валковой подачи ВП250
Наибольшая ширина ленты
Максимальная площадь
поперечного сечения ленты
Наибольшая скорость подачи ленты
Наибольший шаг подачи ленты
Точность по шагу подачи
Передаточное отношение
зубчато-ременной передачи
Тип серводвигателя MGH09D
Номинальный крутящий
момент серводвигателя
Номинальная мощность
Номинальная частота вращения электродвигателя
Расстояние от оси материала
до плоскости подштамповой
Габаритные размеры в плане
Техническая характеристика правильного устройства модели ПУ250
Таблица Е.1 – техническая характеристика правильного устройства ПУ250
Максимальная скорость
Количество правильных
Электродвигатель типа
Частотно-регулируемый
Уровень подачи ленты над
Основные технические характеристики зубчато-ременной передачи фирмы «Gates» для валковой подачи расчет передачи на прочность с помощью ЭВМ
Число зубьев малого шкива
Число зубьев большого шкива
Передаваемая мощность Р = 126 кВт
Передаваемый момент НМ
Число оборотов электродвигателя n = 1000 обмин
Ширина ремня В = 21 мм
Тип ремня PolyChain GT28GT-720-21
Результаты расчета на прочность и выносливость на ЭВМ:
Расчетные диаметры шкивов: мм мм
Тип муфты – 8M25S211108 и 8M63S212517
Максимальная передаваемая мощность – Р = 678 кВт
Передаточное число – 256
Межосевое расстояние - мм
Масса ремня длиной L = 720 мм и шириной В = 21 мм с числом зубьев z = 90:
Окружная скорость ремня V = 333 мс
Нагрузка на вал Р = 487 Н
Шаг зубьев ремня t =8 мм
Диаметры валов под шкивы:
Момент инерции малого шкива
Момент инерции большого шкива
Техническая характеристика разматывающего устройства модели РУ250
Таблица И.1 - Техническая характеристика разматывающего устройства РУ 250
Максимальный диаметр
Внутренний диаметр рулона
разматывающего устройства
Момент инерции рулона
при D=1200 мм B=250 мм
Техническая характеристика серводвигателя фирмы “Omron”
Тип двигателя MGH09D
Номинальная мощность Р = 085 кВт
Номинальный крутящий момент = 539 НМ
Пиковый крутящий момент = 138 НМ
Номинальное число оборотов = 1500
Максимальное число оборотов = 3000
Момент инерции ротора
Номинальное ускорение ротора = 3880
Калькуляция автоматического комплекса
Таблица Л.1 – Калькуляция на АККЕ2130А (КЕ210А ВП250 РУ250 ПУ250 Штампы)
Наименование статей калькуляции
Покупные комплектующие изделия пфабрикаты
и услуги кооперированных предприятий
Топливо для технологических целей
Транспортно-заготовительные расходы
Итого затрат на материалы
Основная заработная плата
Дополнительная заработная плата
Отчисления на социальное страхование
Расходы по освоению новых видов продукции
Возмещение износа инструмента и приспособлений
Расходы по содержанию и эксплуатации оборудования
Общезаводские расходы
ИТОГО заводская себестоимость
Внепроизводственные расходы
ВСЕГО полная себестоимость

Записка.doc

Технологическая часть
1 Анализ технологичности
2 Определение технологического усилия штамповки
3 Расчет размеров проверочные расчеты инструмента и штамповой
3.1 Расчет буферных устройств
3.2 Расчет исполнительных размеров инструмента
3.3 Проверочные расчеты
Конструкторская часть
1 Модернизация и проверочные расчеты пресса КЕ2130А для повышения производительности автоматического комплекса
1.1 Общие сведенья устройство принцип работы пресса
1.2 Расчет привода пресса для нового комплекса
1.3 Проверочные расчеты пресса для выполнения технологической операции после модернизации комплекса
2 Модернизация правильного устройства для работы в комплексе
2.1 Общие сведенья о правильном устройстве марки ПУ250
2.2 Технологические возможности правильного устройства
2.3 Расчет привода правильного устройства для комплекса
3 Проверочные расчеты валковой подачи модели ВП250
3.1 Общие сведенья устройство принцип работы валковой
3.2 Расчет компенсационной петли
3.3 Кинематический расчет валковой подачи
3.4 Расчет крутящего момента сопротивления вращению на валках валковой подачи
3.5 Расчет суммарного крутящего момента валковой подачи
3.6 Проверочный расчет серводвигателя по крутящему моменту
3.7 Проверочный расчет по среднеквадратичному моменту
3.8 Проверочный расчет серводвигателя по мощности
3.9 Расчет времени разгона ротора серводвигателя
3.10 Проверочный расчет по пиковому крутящему моменту на роторе серводвигателя
3.11 Расчет зависимости частоты вращения ротора серводвигателя от шага подачи ленты валковой подачи от числа ходов ползуна пресса и от фазового угла подачи ленты в зону штампа
3 Расчет производительности комплекса
4 Расчет годовой стоимости инструмента
5 Расчет численности работающих
6 Определение годовой и среднемесячной заработной платы основных и вспомогательных рабочих
7 Определение зарплаты ИТР служащих МОП
8 Расчет статей цеховых расходов
8.1 Содержание и эксплуатация оборудования
8.2 Текущий ремонт оборудования
8.3 Расчет электроэнергии
8.4 Расчет амортизационных отчислений
8.5 Расчет затрат на вспомогательные материалы
8.6 Возмещение износа содержание и ремонт малоценных и быстроизнашивающихся инструментов
8.7 Расчет цеховых расходов
9 Определение себестоимости детали
9.1 Расчёт статей расходов калькуляции детали
9.2 Расчет стоимости основного материала
10 Расчет годового экономического эффекта
Охрана труда и окружающей среды
1 Организация безопасности труда на участке
1.1 Анализ вредных и опасных факторов
1.4 Вредные выделения
1.7 Электробезопасность
1.8 Пожарная безопасность
2 Безопасность работ машин и механизмов
Автоматизация листовых штамповочных работ позволяет в несколько раз увеличить производительность труда а так же обеспечивает полную безопасность работы на прессах.
При ручной подаче заготовок и ручном удалении изделий и отходов число ходов пресса используется лишь на 25% - 30% а в ряде случаев и меньше. При полной автоматизации работы коэффициент использования числа ходов пресса достигает 100% хотя абсолютное число используемых ходов за рабочую смену несколько ниже предельно возможного из-за потерь времени на перестановку штампов заправку ленты и т. п. и составляет от 80% до 95%.
Автоматизация листоштамповочного производства осуществляется одним из следующих способов:
- автоматизация штамповки на универсальных кривошипных прессах;
- штамповка на универсальных штамповочных автоматах допускающих переналадку для изготовления различных изделий;
- штамповка на специальных штамповочных автоматах предназначенных для определенного изделия;
- комплексная автоматизация с применением автоматических линий.
При массовом и крупносерийном производстве при изготовлении однотипных изделий экономически выгодно применять штамповку на специальных штамповочных автоматах и комплексную автоматизацию с применением автоматических линий.
Наиболее совершенной формой автоматизации является комплексная автоматизация и создание автоматических линий.
В настоящее время успешно работают тысячи штамповочных автоматических линий в различных отраслях промышленности при производстве как мелких так и крупных изделий электроустановочных изделий радиодеталей шарнирных пластинчатых цепей шарнирных петель парфюмерных тюбиков консервных банок крепежных изделий автомобильных рессор деталей автомобильных кузовов и др.
- разматывающее устройство модели 250;
- правильное устройство модели ПУ250;
- валковая подача модели ВП 250;
Автоматический комплекс поставлялся заказчику со специальной штамповой оснасткой для изготовления изделия (Приложение Б).
Работа комплекса начинается с того что рулон ленты устанавливается на секторы барабана разматывающего устройства затем лента передается в правильное устройство откуда она выправленная и очищенная подается валковой подачей в штамп пресса.
Выправленная лента выходя из правильных тянущих валков по плавной кривой переходит в петлю (компенсационная петля) которая взаимодействует с аналоговым датчиком предназначенным для активного контроля величины компенсирующей петли между правильным устройством и прессом. Ультразвуковой датчик состояния петли выдает аналоговый сигнал на частотный преобразователь изменяющий скорость вращения двигателя правильного устройства в зависимости от величины петли. При увеличении петли скорость уменьшается а при уменьшении - увеличивается. Если петля достигает наименьшего размера конечным выключателем подается команда на остановку комплекса.
Приводы правильного устройства валковой подачи и пресса индивидуальные.
Аппаратура управления электрооборудованием комплекса располагается в электрошкафу.
Управление комплексом осуществляется программируемым контроллером CJ1M (фирма OMRON Япония). Конструктивно программируемый контроллер состоит из следующих блоков и плат:
- блок питания CJ1M-
- блок процессора CJ1M -
- блок выходов CJ1W-OD212.
Программируемый контроллер является программируемой системой управления т.е. алгоритм работы определяется программой записанной во флэш-памяти. Программируемый контроллер с частотой сканирования опрашивает входные цепи и в соответствии с программой включаетвыключает выходные цепи.
Программируемый контроллер полностью управляет и контролирует работу пресса правильного устройства валковой подачи и штампа в соответствии с заложенной программой. Контроль осуществляется за счет многочисленного количества датчиков. В случае возникновения неисправности программируемый контроллер останавливает работу всего комплекса выдавая на экране сообщение о неисправности (Например: нет уровня смазки в баке пресса; нет давления воздуха; нет ленты в валковой подачи; перекрыта фотозащита штамповой зоны и др.)
В результате задачей рабочего является только подготовка комплекса к работе и контроль качества изготавливаемых изделий.
После проведения анализа работы и конструктивного устройства комплекса было сделано предположение что частота ходов ползуна пресса была использована не полностью: 55 мин -1 от 72 мин -1 по технической характеристике. Это не позволяет использовать полностью технологические возможности пресса.
После внедрения комплекса в производство возникла проблема связанная с работой штампа: после незначительного износа пробивных пуансонов ловители начинают задирать ленту что влечет за собой появление замятий заусенцев уменьшение точности изготавливаемых изделий. Это связано с уменьшением размеров пробиваемых отверстий в результате износа пуансона тогда как размер ловителей остается прежний.
В данном проекте представлена возможность увеличения производительности комплекса за счет более полного использования частоты ходов пресса.
Также представлена возможность изменения конструкции ловителей исключающая задирание ленты при сохранении заданной точности изготовления детали.
Наиболее простое и экономичное изготовление деталей обеспечивается при соблюдении технических и эксплуатационных требованиям к ним. Эксплуатационно-технические требования к листовым штамповочным деталям следующие:
- полное соответствие конструкции назначению и условиям эксплуатации;
- обеспечение требуемой прочности и жёсткости при минимальном расходе металла;
- обеспечение необходимой точности и взаимозаменяемости;
- соответствие специальным физическим химическим или техническим условиям;
- разрабатываемый технологический процесс и выбираемая оснастка по своему техническому уровню должна соответствовать программе выпуска деталей.
Основными показателями технологичности холодных листоштамповочных деталей являются:
- наименьший расход материала;
- наименьшее количество и низкая трудоёмкость операций;
- отсутствие последующей механической операции;
- наименьшее количество требуемого оборудования и производственных площадей;
- наименьшее количество требуемого оборудования оснастки при сокращении затрат и сроков подготовки производства;
- увеличение производительности отдельных операций и цеха в целом.
В большинстве случаев основным критерием технологичности конструкций является наиболее экономичное расходование материала при наименьшем количестве операций и снижении трудоёмкости.
Все эти показатели и другие технологические требования к конструкции необходимо выполнить при разработке технологического процесса изготовления данной детали.
Практика листовой штамповки дает основания для установления определенных критериев технологичности руководствуясь которыми технолог может осуществить технологический контроль деталей.
Указанные критерии определяют критические параметры деталей отклонение от которых приводит к повышению трудоемкости операции штамповки а также сложности и стоимости штампов.
Степень эффективности технологического контроля определяется сочетанием критериев технологичности с требованиями конструкции.
В ГОСТ 16523-70 для стали 3 при толщине листа 25 мм в соответствии с чертежом готовой детали (см. приложение Б) следующие критерии технологичности:
- наименьшие размеры пробиваемых отверстий 225 мм [1 с. 52];
- наименьшие расстояния между пробиваемыми отверстиями 35 мм [1 с 53];
- наименьшее расстояние от края детали до пробиваемого отверстия 35 мм
Данная деталь технологична так как удовлетворяет вышеизложенным критериям.
Для определения усилия штамповки в штампах совместного действия необходимо произвести анализ проектируемого штампа с целью выявления всех факторов оказывающих сопротивление штамповки:
Штамп для изготовления детали (см. приложение Б) имеет три отдельных пакета установленных в одном блоке. В первом пакете установлены пуансоны для пробивки пазов во втором пакете установлены ловители для выдержки точности по шагу подачи ленты в третьем пакете установлен нож для отрезки готовой детали. Для повышения качества пробивки пазов применено прижимное устройство для повышения качества отрезки готовой детали использован прижим и противодавление. Для повышения точности пакеты с ловителями и ножом установлены только на нижней плите штампа (т.е. без жесткой связи с ползуном) и имеют собственные направляющие узлы с пружинами для возврата в исходное положение во время перемещения ползуна в верхнюю мертвую точку.
По результатам проведенного анализа общее усилие штамповки определяется по формуле:
- усилие для пробивки 8 пазов
k = 12 – поправочный коэффициент учитывающий неоднородность материала и притупление режущих кромок;
L - периметр пробиваемого паза
а = 24 мм – длина паза (см. приложение Б);
b = 6 мм – ширина паза (см. приложение Б)
S = 25 мм – толщина пробиваемого материала (см. приложение Б);
= 400МПа - сопротивление срезу для стали Ст.3 [1 приложение 1]
- усилие прижима при пробивке 8 пазов
L = 60 мм - периметр пробиваемого паза (см. формула 1.3);
s = 25 мм – толщина пробиваемого материала (см. приложение Б);
= 15 - удельное усилие прижима[1 с. 58]
- усилие необходимое для поднятия ловителей в начальное положение
Конструктивно примем что ловители поднимаются четырьмя пружинами развивающими общее усилие 2000 Н;
- усилие для отрезки полосы
k = 12 – поправочный коэффициент учитывающий неоднородность материала и притупление режущих кромок;
L = 229 мм – ширина полосы (см. приложение Б);
S =25 мм – толщина материала (см. приложение Б);
- усилие прижима для резки
s = 25 мм – толщина материала (см. приложение Б);
- усилие противодавления при резке
[1 Страница 58] (1.7)
- усилие необходимое для поднятия ножа в начальное положение.
Конструктивно примем что ловители поднимаются четырьмя пружинами развивающими общее усилие 2000 Н
=0576+0018+0002+02748+00086+00275+0002=09089 МН
- усредненное усилие штамповки для стали 3 составляет 60% – 65% от общего усилия штамповки
- рабочий ход пуансона при выполнении разделительных операций в штампах с параллельными режущими ребрами пуансона и матрицы равен толщине материала.
3 Расчет размеров проверочные расчеты инструмента и штамповой оснастки
Буферные устройства являются необходимым элементом большинства конструкций штампов. От правильности выполнения их расчета в значительной мере зависит надежность работы штампа. Резиновые и полиуретановые буферные устройства применяют в штампах для разделительных и формоизменяющих операций где они служат с целью обеспечения необходимого прижима противодавления снятия детали с инструмента или в качестве выталкивателя.
Принцип работы буферных устройств заключается в проявлении сил упругости возникших вследствие сжатия резинового (или полиуретанового) буферного устройства. Сила упругости должна соответствовать усилию прижима (противодавления выталкивателя) в данной технологической операции. Для того чтобы в начале технологической операции буфер развил необходимое усилие его надо сжать на определенную величину уже перед выполнением операции эта величина называется величиной предварительного сжатия (Рисунок 1.1).
Рисунок 1.1 Кольцевой буфер штампа
Буферные устройства либо подбираются из стандартных деталей по каталогам (в зависимости от рабочего хода буфера усилия в начале операции и в конце операции) либо рассчитываются по методике приведенной в [1 с. 42].
Исходными данными для расчета являются:
- величина рабочего хода буферного устройства мм;
- усилие в начале рабочего хода Н;
- усилие в конце рабочего хода Н
Значение величины рабочего хода определяется в зависимости от вида технологической операции для разделительных операций величина как правило невелика и обычно берется несколько больше толщины детали для гарантированного разделения материала.
Величина должна обеспечивать необходимое для технологической операции усилие прижима.
Для прижима при пробивке пуансонами пазов прижима при резке ленты и противодавления при резке ленты будем использовать нестандартные буферные устройства вследствие сложной формы последних.
Проведем расчет буферного устройства для обеспечения прижима при пробивке пазов.
(см. рисунок 1.1) (1.9)
b = 25 мм – толщина ленты (Приложение Б);
h` - глубина прохода пуансона в матрицу для обеспечения гарантированного разделения ленты. Конструктивно принимаем 2 мм (Рисунок 1.2).
Рисунок 1.2 – Эскиз пробивки паза
МН - усилие в начале рабочего хода (см. формула 1.4);
- усилие в конце рабочего хода конструктивно примем:
Величина предварительного сжатия буфера:
Полное сжатие буфера:
- коэффициент учитывающий относительное сжатие буфера обычно принимаемый 03 так как при сжатии буфера на 30% буфер не подвергается интенсивному износу и работает стабильно в течение длительного времени.
Требуемую полезную площадь буфера определяют из условия что развиваемое резиной удельное усилие при φ = 03 составляет (при твердости 62 по Шору А) примерно 17 следовательно:
= 0036 МН - усилие в конце рабочего хода;
- коэффициент учитывающий твердость резины
= 10 при твердости резины 62 по Шору А
Так как ширина ленты 229 мм то примем ширину прижима 220 мм.
Длину прижима можно вычислить зная площадь прижима ширину прижима и учитывая что внутри буфера располагается четыре ступенчатых болта и восемь пуансонов для пробивки отверстий (Рисунок 1.3).
Рисунок 1.3 – Эскиз буфера (вид сверху)
b =220 мм - ширина буфера;
= 24 мм - длина пуансона;
= 6 мм - ширина пуансона;
=24 мм - длина вставки;
= 6 мм - ширина вставки;
= 12 мм - диаметр стержня ступенчатого болта
Решим уравнение (1.14) относительно длины буфера (l) получим:
Проведем расчет буферного устройства для обеспечения прижима при резке.
Для резки ленточного материала величину рабочего хода можно определить по формуле:
b = 25 мм – толщина ленты (Приложение Б)
h` - величина прохода режущей кромки ножа относительно кромки матрицы для обеспечения гарантированного разделения ленты. Конструктивно принимаем 2 мм (Рисунок 1.4).
Рисунок 1.4 – Эскиз отрезки ленты
МН - усилие в начале рабочего хода (см. формула 1.6)
- коэффициент учитывающий относительное сжатие буфера обычно принимаемый 03 так как при сжатии буфера на 30% буфер не подвергается интенсивному износу и работает стабильно в течение длительного времени
= 00172 МН - усилие в конце рабочего хода;
Длину прижима можно вычислить зная площадь прижима ширину прижима и учитывая что внутри буфера располагается три ступенчатых болта (Рисунок 1.5).
Рисунок 1.5 – Эскиз буфера для отрезки ленты (вид сверху)
Площадь буфера можно определить по формуле:
= 1011765 - полезная площадь буфера (см. формула 1.20);
b = 220 мм - ширина прижима;
d = 12 мм - диаметр отверстий в буфере под три ступенчатых болта
Решим уравнение (1.21) относительно длины буфера (l) получим:
Проведем расчет буферного устройства для обеспечения противодавления при отрезке ленты.
= 45 мм - величина рабочего хода буферного устройства (см. формула 1.16)
МН - усилие в начале рабочего хода (см. формула 1.7)
Требуемую полезную площадь буфера определяют из условия что развиваемое полиуретаном удельное усилие при φ = 03 составляет (при твердости 82 по Шору А) примерно 4 следовательно:
= 0055 МН - усилие в конце рабочего хода
- коэффициент учитывающий твердость полиуретана
= 089 при твердости полиуретана 85 по Шору А
Так как ширина ленты 229 мм то примем ширину буфера 220 мм.
Длину буфера можно вычислить зная площадь буфера:
b = 220 мм - ширина буфера
В процессе резания большое технологическое значение имеют зазоры между пуансоном и матрицей как в отношении качества поверхности среза так и в отношении сопротивлению срезу и влияния на стойкость штампа. Заусенцы и дефекты поверхности среза возникают в результате неравномерного распределения зазора по периметру и при затуплении режущих кромок пуансона и матрицы. При затуплении режущих кромок пуансона заусенцы образуются на вырезаемой детали при затуплении режущих кромок матрицы заусенец образуется вокруг пробиваемого отверстия.
Поэтому важно правильно рассчитать размеры исполнительных инструментов учитывая зазор между пуансоном и матрицей точность размеров чистоту среза износ инструмента. Контроль и своевременная замена пуансонов и матриц позволит избежать брака в результате притупления режущих кромок пуансонов и матриц.
Проведем расчет исполнительных размеров инструмента при пробивке пазов.
Рабочие детали штампов для пробивки – матрицу и пуансон можно изготавливать совместно и раздельно.
При совместном изготовлении одна из рабочих деталей дорабатывается по другой.
При пробивке матрица дорабатывается по пуансону (пуансон определяет размер паза и является основным).
На рисунке 1.6 изображена схема размеров и полей допусков штампуемой детали и рабочих деталей штампа при их совместном изготовлении при пробивке.
Рисунок 1.6 – Схема размеров и полей допусков штампуемой детали и рабочих деталей штампа при их совместном изготовлении (пробивка)
- номинальный размер штампуемого элемента;
- номинальный размер пуансона;
- фактический размер пуансона;
Δ – допуск размера штампуемого элемента;
- припуск на изнашивание матрицы и пуансона;
- допуск на размер пуансона;
z и z – зазор и поле допуска зазора между матрицей и пуансоном
Так как пробиваемый паз имеет прямоугольную форму то необходимо произвести расчет исполнительных размеров инструмента как по длине паза так и по ширине.
Размер пуансона по длине паза:
= 24 мм - номинальная длина паза (Приложение Б);
= 017 мм (при IT12) [1 с. 64];
- предельное отклонение размера пуансона
= 0035 мм (при IT12) [1 с. 64];
Размер матрицы по длине паза:
z – зазор между матрицей и пуансоном
z = 0.2 мм (при МП) [1 с. 67];
z – допуск на зазор
z = +005 мм (при МП) [1 с. 67]
Размер пуансона по ширине паза:
= 6 мм - номинальная ширина паза (Приложение Б);
- припуск на изнашивание матрицы и пуансона
= 01 мм (при IT12) [1 с. 64];
= 0022 мм (при IT12) [1 с. 64]
Размер матрицы по ширине паза:
z = 0.2 мм (при МП) [1 Страница 67];
z = +005 мм (при МП) [1 Страница 67]
При раздельном изготовлении пуансон и матрица обрабатывается до окончательных размеров без взаимного согласия.
На рисунке 1.7 изображена схема размеров и полей допусков штампуемой детали и рабочих деталей штампа при их раздельном изготовлении при пробивке.
Рисунок 1.7 – Схема размеров и полей допусков штампуемой детали и рабочих деталей штампа при их раздельном изготовлении (пробивка)
- номинальный размер пуансона;
- номинальный размер матрицы;
Δ – допуск размера штампуемого элемента;
- допуск на размер матрицы;
Раздельное изготовление пуансона и матрицы возможно только при выполнении условия:
и - абсолютные значения полей допусков пуансона и матрицы
= + 0033 мм [1 с. 71];
= - 0021 мм [1 с. 71];
z = +005 мм (при МП) [1 с. 67];
Условие выполняется следовательно возможно раздельное изготовление пуансона и матрицы.
[1 Страница 62] (1.33)
- номинальная длина паза
мм (при IT12) [3 с. 289];
- припуск на износ матрицы и пуансона
Размер пуансона но ширине паза:
= 01 мм (при IT12) [1 с. 64]
= 01 мм (при изготовлении по12 квалитету) [1 с. 64];
z = 0.2 мм (при МП) [1 с. 67]
Проведем расчет исполнительных размеров при односторонней отрезке полосы.
Исполнительные размеры матрицы и пуансона при односторонней отрезке определяются конструктивно. Зазор между матрицей и пуансоном может быть принят равным половине двустороннего зазора [1 с. 67]: z = 0.1 мм
Проведем расчет исполнительных размеров ловителей.
Точность по шагу между пробиваемыми пазами зависит от следующих факторов:
а) От параметров материала ленты:
- изменение толщины ленты (в рамках предельных отклонений);
- поверхностные дефекты ленты;
- изменение шероховатости поверхности ленты;
- неоднородность механических свойств материала ленты;
б) От работы правильного устройства:
- качество правки ленты;
- качество очистки ленты;
в) От работы валковой подачи:
- степень точности серводвигателя валковой подачи;
- наличие упругих растяжений и сжатий зубчато-ременной передачи привода валковой подачи;
- наличие зазоров в зубчатых соединениях необходимых для передачи вращения от одного валка другому;
- изменение коэффициента трения между валками и лентой;
- изменение давления воздуха в пневмоцилиндрах оказывающее влияние на усилие сжатия ленты между валками;
г) От работы штампа:
- изменение коэффициента трения в проводках штампа;
- износ исполнительных размеров инструмента;
- смещение ленты под действием пуансонов для пробивки отверстий и отрезки готовой детали;
д) Высокая инерционность системы:
- масса компенсационной петли постоянно меняется вследствие различного характера работы правильного устройства (непрерывный характер работы) и валковой подачи (циклический характер работы);
- изменение массы штампуемой детали то есть увеличение массы детали до тех пор пока количество пробитых пазов не достигнет определенного значения после чего следует отрезка детали от ленты;
- упругие колебания компенсационной петли
Для обеспечения заданной точности по шагу между пробиваемыми пазами в штампе предусмотрены ловители (Рисунок 1.8).
Рисунок 1.8 – Схема работы ловителей базового комплекса
L – линейный размер между правым торцом пробивного пуансона и правым торцом ловителя соответствующий шагу пробиваемых пазов и шагу подачи валковой подачи;
- линейный размер пуансона для пробивки отверстия;
- линейный размер ловителя;
l` - величина прохода ориентирующей головки ловителя
Принцип действия ловителей базового комплекса: после пробивки пуансонами пазов лента перемещается на заданный шаг при следующем ходе ползуна ловители входят в отверстия уже пробитых пазов ориентируя ленту (за счет формы головок ловителей (см. рисунок 1.9)) относительно пуансонов на заданное расстояние после этого происходит пробивка следующих пазов.
Рисунок 1.9 – Схема ориентирования ленты базового комплекса
Ловители по данной схеме могут перемещать ленту как в случае недохода подачи ленты так и при большем подачи ленты. Обеспечивается ориентирование ленты при погрешности по шагу подачи ± 13 мм. Точность подачи валковой подачи ± 01 мм (Приложение Д).
Недостатком такой схемы работы ловителей является задирание ленты ловителями при незначительном износе пробивных пуансонов вследствие чего уменьшается размер пробиваемых пазов и ловители внатяг в них входят.
Предлагается схема работы ловителей представленная на рисунке 1.10
Рисунок 1.10 – Схема работы ловителей нового комплекса
Валковая подача настраивается на шаг подачи с гарантированным недоходом 05 мм исключая тем самым возможность подачи большей чем шаг между пробиваемыми пазами.
Для детали (Приложение А) шаг подачи:
L = 80 – 0.5 = 79.5 мм
При точности подачи валковой подачи ± 01 мм (Приложение Д) величина шага подачи составляет:
L = 79.5 ± 0.1 мм что меньше шага между пазами = 80 ± 01 (Приложение Б)
Наклон головки ловителя оставляем тот же что обеспечит ориентирование ленты при величине погрешности подачи – 13 мм.
Длину ловители (Рисунок 1.10) конструктивно примем 20 мм.
Данные изменения позволяют устранить задирание ленты при износе пуансонов для пробивки так как номинальный размер пазов равный 24 мм на 4 мм больше длины ловителей = 20 мм.
Для гарантированного ориентирования ленты ловителями должно выполняться условие: величина гарантированного прохода стержня ловителя (l) (см. рисунок 1.10) должна быть больше суммы величины гарантированного прохода пробивного пуансона в матрицу для обеспечения отделения отхода от ленты (2 мм) величины предварительного сжатия буфера для прижима при пробивке пазов чтобы сориентировать ленту до того как на нее подействует прижим (45 мм) на величину некоторого запаса конструктивно принятого 15 мм.
l = 2 + 4.5 + 1.5 = 8 мм
Линейный размер между правым торцом пробивного пуансона и правым торцом ловителя (L см. рисунок 1.10) принимаем равным:
По техническому заданию шаг между пазами составляет 80 ± 01 мм
Размер ловителя по ширине паза примем 55 мм (номинальная ширина паза 6 мм)
Проведем проверочный расчет ловителей по усилию. Расчетная схема возникающих сил представлена на рисунке 1.11.
Рисунок 1.11 – Расчетная схема действующих на ленту сил
Для ориентирования ленты должно соблюдаться условие:
P`` - усилие создаваемое прессом
(Рисунок 1.11)(1.38)
(Рисунок 1.11)(1.39)
Р = 1000 кН - номинальная сила пресса
- тянущая сила необходимая для перемещения ленты
= 32853 Н (см. формула 2.63)
= 32853 Н = 26795 кН
Условие выполняется следовательно силы пресса хватит на перемещение ленты.
Проведем проверочный расчет на смятие ленты ловителями.
При ориентировании ленты ловителями возникают напряжения вызывающие пластическую деформацию пазов ленты. Для определения величины смятия (h) (Рисунок 1.12) необходимо определить силу действующую на ленту (Рисунок 1.13)
Рисунок 1.12 - Расчетная схема смятия ленты ловителем
Рисунок 1.13 – Расчетная схема деформирующей силы
Силу Р найдем графическим методом:
=32853 Н - тянущая сила развиваемая валковой подачей (см. формула 2.63)
мм – отрезок соответствующий тянущей силе (Рисунок 1.13)
Р = 2588 = 1314122588 = 34009 Н (1.41)
Решим уравнение для определения напряжения
относительно h получим:
h – величина смятия (Рисунок 1.12);
b – общая ширина ловителей
Р – сила действующая на ленту перпендикулярно плоскости головки ловителя
Р = 34409 Н (см. рисунок 1.13 формула 1.41)
= 24 = 240 для стали 3 [3 с. 102]
Проведем проверочный расчет наиболее нагруженного инструмента на прочность.
Проверочному расчету на прочность подлежат в основном наиболее нагруженные пробивные пуансоны небольших размеров.
Наиболее нагруженным инструментом является пуансон (Рисунок 1.14) для пробивки пазов. Установлено что при пробивке отверстий размеры которых соизмеримы с толщиной металла локальная удельная нагрузка на режущие кромки пуансона в два-три раза больше чем на режущие кромки вырубной матрицы.
Режущие кромки пуансона и матрицы подвергаются резким циклическим нагрузкам ударно-импульсного характера одновременно с действием изгибающего момента. Вследствие этого проверочные расчеты пуансонов для пробивки проводят по трем методам [2 с. 459]:
Рисунок 1.14 – Эскиз пуансона
Расчет опорной поверхности головки пуансона на смятие
- напряжение смятия опорной поверхности;
- допускаемое напряжение смятия опорной поверхности
= 300 – 400 МПа для стали Х12Ф1 [2 с. 459];
P – технологическое усилие воспринимаемое одним пуансоном
= 576000 Н - усилие для пробивки 8 пазов (см. формула 1.2)
F – площадь опорной поверхности
а = 31 мм – длина опорной поверхности (см. рисунок 1.14);
b = 10 мм – ширина опорной поверхности (см. рисунок 1.14)
= 2323 МПа = 300 – 400 МПа
Условие выполняется следовательно смятие опорной поверхности под действием усилия технологической операции не произойдет.
Так как = 2323 МПа > 100 МПа то необходима подкладная плита [2 с. 459].
Расчет пуансона на сжатие в наименьшем сечении
P = 72000 Н - технологическое усилие воспринимаемое одним пуансоном (см. формула 1.45);
f – площадь наименьшего сечения пуансона
а = 24 мм – длина пуансона в наименьшем сечении (см. рисунок 1.14);
b = 6 мм – ширина пуансона в наименьшем сечении (см. рисунок 1.14)
- допускаемое напряжение на сжатие
= 160 = 1600 для стали Х12Ф1 после закалки [2 с. 459];
Условие выполняется следовательно сжатие наименьшего сечения под действием усилия технологической операции не произойдет.
Расчет свободной длины пуансона на продольный изгиб
= – модуль упругости для стали Х12Ф1 [2 с. 459];
J – момент инерции сечения
n =25 - коэффициент безопасности [2 с. 459];
P = 72000 Н - технологическое усилие воспринимаемое одним пуансоном (см. формула 1.51)
Длина рабочей части пуансона 20 мм 10179 мм (Рисунок 1.14)
Условие выполняется следовательно под действием усилия технологической операции рабочая часть пуансона не согнется.
Расчет пуансона по трем методам показывает то пуансон удовлетворяет данной технологической операции.
1.1 Общие сведенья устройство принцип работы прессе КЕ2130А
Пресс КЕ2130А - открытый ненаклоняемый простого действия с главным валом расположенным перпендикулярно фронту силой 1000 кН предназначен для выполнения различных операций холодной штамповки: вырубки гибки пробивки обрезки вытяжки формовки и других штамповочных операций преимущественно в составе переналаживаемых автоматических линий. Технические характеристики пресса представлены в приложении В.
В общих чертах пресс состоит из электродвигателя передаточного механизма (привод) исполнительного механизма и станины на которой установлено вышеперечисленное. Станина пресса неразборная литая С-образной формы. Привод выполнен по двухступенчатой схеме (см. рисунок 2.1). Первая ступень – клиноременная передача необходимая для нежесткой (из соображений сохранения невредимым электродвигателя при неисправной работе пресса) связи электродвигателя с приемным валом. Вторая ступень – зубчатая передача между приемным и главным валом.
Для обеспечения соединения исполнительного механизма с приводом в прессе предусмотрена муфта-тормоз сблокированная в одном узле.
Рабочим органом является ползун к которому крепится обрабатывающий инструмент – штамп. Ползун является ведомым звеном исполнительного механизма ведущим звеном исполнительного механизма является кривошип (главный вал).
Источником энергии для выполнения технологической операции является асинхронный электродвигатель АИРС132М6 и маховик (в качестве накопителя кинетической энергии). Необходимость установки маховика – неравномерность потребления энергии в прессе за цикл и большие пиковые нагрузки.
Принцип работы пресса: при включении электродвигателя посредством клиноременной передачи с ротора электродвигателя крутящий момент передается маховику. Маховик вращается во все время работы пресса. При включении муфты между маховиком и приемным валом возникает жесткая связь в результате которой крутящий момент передается от маховика через приемный вал и зубчатую передачу главному валу который приводит в движение ползун. При выключении муфты связь маховика с приемным валом исчезает одновременно включается тормоз останавливающий вращение приемного вала что ведет за собой остановку главного вала (см. рисунок 2.1).
Рисунок 2.1 – Кинематическая схема пресса КЕ2130А
Первоначально пресс КЕ2130А имел частоту ходов ползуна 72 . Для комплекса привод пресса был пересчитан и изменено передаточное отношение клиноременной передачи (уменьшен диаметр ведущего шкива) для обеспечения частоты ходов ползуна 55 .
Для возврата числа ходов ползуна пресса 72 необходимо вернуть “родной” ведущий шкив клиноременной передачи расчет которой приведен в приложении Г для 72 .
После увеличения частоты ходов ползуна пресса с 55 до 72 необходимо произвести проверочные расчеты с целью определения пригодности пресса КЕ2130А для выполнения заданной технологической операции. Существует два метода: проверочный расчет пресса по запасу кинетической энергии привода и проверочный расчет по мощности электродвигателя.
При выборе пресса для выполнения заданной операции следует проверять запас энергии которой он должен располагать для выполнения этой операции. С этой целью вычисляется работа деформации необходимая для выполнения операции. Должно соблюдаться условие:
- работа необходимая для выполнения технологической операции
= 136335 Дж - работа деформации при выполнении технологической операции (см. формула 1.8);
= 076 – коэффициент полезного действия пресса
А – работа которую может отдать маховик на выполнение технологической операции
Е – кинетическая энергия запасенная в маховике
J – момент инерции ведомых масс и маховика
= 4422 - момент инерции маховика (см. приложение В);
= 417 - момент инерции ведомых масс привода приведенных к оси маховика (см. приложение В);
= 2341 обмин (см. приложение Г)
S = 0015 – коэффициент проскальзывания клиноременной передачи (см. приложение Г)
А = 1435236 Дж > = 179388 Дж
Условие выполняется следовательно при повышении частоты ходов ползуна пресса с 55 до 72 запаса кинетической энергии в маховике хватит на выполнение технологической операции.
Второй метод проверки при выборе пресса для выполнения заданной операции – проверка по мощности электродвигателя. Должно соблюдаться условие:
k = 12 – коэффициент запаса;
= 179388 Дж - работа необходимая для выполнения технологической операции (см. формула 1.10);
= 1500 Дж – работа холостого хода за цикл (Приложение В);
= 72 хмин – частота ходов ползуна (Приложение В)
На пресс КЕ2130А установлен электродвигатель асинхронного типа АИРС132М6 с ВП 100 % и допускаемой мощностью 67 кВт. (Приложение В)
Условие удовлетворяется следовательно при повышении частоты ходов ползуна пресса с 55 до 72 электродвигатель подходит по мощности.
Использование правильных машин для листоштамповочных комплексов обусловлена наличием дефектов формы проката.
При штамповке из полосы исходным материалом является рулон стальной ленты имеющей следующие дефекты формы:
- деформация краев ленты при подрезании для получения заданного размера по ширине (в соответствии с технологией производства ленты);
- наличие остаточной деформации от скручивания ленты в рулон.
Для устранения этих дефектов в состав автоматического комплекса было включено правильное устройство модели ПУ250.
Правильные машины относятся к классу ротационных машин т.е. исполнительный орган совершает вращательное движение.
Принцип действия: ленту пропускают между двумя рядами валков расположенных параллельно. Каждый участок ленты получает многократный изгиб в противоположные стороны причем напряжения растяжения в полосе превышают предел текучести материала ленты за счет этого происходит правка ленты. Вращение на правильные валки передается паразитными шестернями от привода соединенного с электродвигателем (см. Рисунок 2.2).
Имеется очень большая номенклатура правильных машин. Правильное устройство ПУ250 относится к классу валковых листогибочных машин. Станина устройства закрытая составная. В верхней части станины расположена правильная головка – механизм за счет которого происходит правка ленты в нижней части станины установлен привод правильного устройства (см. Рисунок 2.2).
Рисунок 2.2 – Кинематическая схема правильного устройства ПУ250 после модернизации для работы в комплексе
На устройстве допускается править ленту определенной толщины (Н) и ширины (В) в зависимости от предела текучести материала ленты (G). Номограмма технологических возможностей правильного устройства модели ПУ250 представлена на рисунке 2.3.
Примеры пользования номограммой:
- Ленту толщиной Н = 3 мм и шириной В = 180 мм при G = 450 МПа править нельзя т. к. точка А лежит выше кривой В = const расположенной в правой части монограммы.
- Ленту толщиной Н = 2 мм и шириной В = 120 мм при G = 450 МПа править можно т. к. точка А лежит ниже кривой В = const.
Рисунок 2.3 - Номограмма технологических возможностей правильного устройства модели ПУ250
Непосредственно для комплекса при толщине лены Н = 25 мм ширины ленты В = 229 мм предел текучести G = 240 (для стали 3 [3 с. 102]) точка А лежит ниже кривой В = const следовательно ленту править можно.
В целях экономии электроэнергии и обеспечения регулировки режимов работы (регулировка скорости правки ленты) на заводе изменили привод правильного устройства.
В первоначальном виде привод был одноступенчатый – клиноременная передача соединяющая электродвигатель постоянного тока со шкивом правильной головки. Скорость правки ленты была постоянной и равнялась 36ммин.
Был установлен трехступенчатый редуктор. Первая ступень – клиноременная передача (для сохранности элементов правильного устройства в случае неисправной работы). Вторая ступень – червячный редуктор. Третья ступень – цепная передача для передачи вращения с тихоходного вала редуктора звездочке правильной головки (см. Рисунок 2.2)
Был установлен асинхронный электродвигатель переменного тока АИР100S2 оснащенный частотным преобразователем позволяющим регулировать скорость вращения ротора электродвигателя в пределах от 0 до 3000.
В результате стало можно регулировать скорость правки ленты для заданной технологической операции от 0 до 36 .
Расчет привода был осуществлен в следующей последовательности:
B = 250 мм – ширина ленты;
h = 36 мм – толщина ленты;
= 30 = 300 МПа - предел текучести для стали 08 [3 с. 102]
Кинематическая схема правильного устройства представлена на рисунке 2.2
Наибольший изгибной момент при правке ленты в валках:
К = 15 – коэффициент профиля (для прямоугольного сечения);
= 116 мм – коэффициент упрочнения для стали с пределом текучести МПа;
= 30 мм – относительный радиус кривизны;
W – момент сопротивления прямоугольного профиля
b = 250 мм = 025 м – ширина полосы;
h = 36 мм = 00036 м – толщина полосы
Начальный изгибной момент при правке ленты в валках:
– момент сопротивления прямоугольного профиля ленты;
МПа – предел текучести для стали 08 [3 с. 102]
Относительный радиус кривизны ленты при перегибе в валках для стали с пределом текучести МПа:
МПа – предел текучести для стали 08 [3 с. 102];
= 10 мм – радиус наибольшего местного искривления;
= Нм – модуль упругости для стали 08
Максимальный прогиб ленты:
t = 100 мм – шаг валков;
= Нм – модуль упругости для стали 08;
h = 36 мм – толщина ленты
= 27432 - наибольший изгибной момент при правке ленты в валках (см. формула 2.7);
t = 100 мм = 01 м – шаг валков;
= 2565 - начальный изгибной момент при правке ленты (см. формула 2.9)
Суммарное усилие на валках:
Ориентировочное значение:
n = 5 – количество правильных валков;
Суммарный крутящий момент для правки ленты:
- средний крутящий момент необходимый для правки ленты
D = 90 мм – диаметр валков;
b = 250 мм – ширина ленты;
- средний относительный радиус кривизны листового материала
= 30 мм – относительный радиус кривизны
- крутящий момент затрачиваемый на перегиб ленты в валках
- относительный радиус кривизны ленты при перегибе в валках для стали с пределом текучести = 300 МПа
мм – относительный радиус кривизны ленты при перегибе в валках для стали с пределом текучести = 300 МПа (см. формула 2.10);
– модуль упругости для стали 08;
= 540 – момент сопротивления прямоугольного профиля ленты;
n = 5 – количество правильных валков = 30182 Нм
= 2565 Нм = 256500 Нмм – начальный изгибной момент при правке ленты (см. формула 2.9)
- крутящий момент затрачиваемый на преодоление трения качения валков на ленте и трение в подшипниках правильных валков
= 40 мм – диаметр цапфы подшипников;
= 0002 – коэффициент трения качения подшипников;
= 05 – коэффициент трения качения валков по ленте;
= 709668 Н – суммарное усилие на валках (см. формула 2.16)
Промежуточное значение крутящего момента:
D = 90 мм = 009 м – диаметр валков
Усилие прижима тянущих валков:
f = 015 – коэффициент трения контакта стали по стали;
К = 2 – число поверхностей трения
Крутящий момент необходимый для преодоления трения качения транспортирующих валков по ленте и трения в подшипниках этих валков:
= 9608903 Н - усилие прижима тянущих валков
= 05 - коэффициент трения качения валков по ленте;
= 40 мм – диаметр цапфы подшипников
Суммарный крутящий момент:
Крутящий момент на тихоходном валу червячного редуктора:
= 1 – передаточное отношение зубчатой передачи;
- передаточное отношение цепной передачи
= 15 – число зубьев ведомой звездочки правильной головки;
= 20 - число зубьев ведущей звездочки на тихоходном валу червячного редуктора
= 097 – коэффициент полезного действия зубчатой передачи;
= 095 – коэффициент полезного действия цепной передачи
Выбран червячный редуктор типа 4-80-16 основные характеристики:
М = 218 Нм –максимальный крутящий момент на выходном валу редуктора;
=16 – передаточное отношение редуктора;
Р = 25 кВт – максимальная передаваемая мощность редуктора;
= 08 – коэффициент полезного действия редуктора.
Расчетный крутящий момент на валу электродвигателя:
= 201239 Нм - крутящий момент на тихоходном валу червячного редуктора (см. формула 2.30);
- передаточное отношение клиноременной передачи
= 76 мм – диаметр шкива электродвигателя;
= 100 мм – диаметр шкива приемного вала редуктора;
= 001 – величина проскальзывания ремней клиноременной передачи [5 с. 40]
= 098 – коэффициент полезного действия клиноременной передачи
Расчетная мощность электродвигателя:
n – частота оборотов вала электродвигателя необходимая для обеспечения скорости подачи ленты 36 ммин (по технической характеристике на правильное устройство)
= 075 – передаточное отношение цепной передачи;
= 16 – передаточное отношение редуктора;
= 1329 – передаточное отношение клиноременной передачи (см. формула 2.33);
– частота вращения валков необходимая для обеспечения скорости подачи ленты 36 ммин
- угловая скорость вращения валков
V = 36 ммин – максимальная скорость правки ленты;
= 009 м – диаметр правильных валков
Выбран асинхронный электродвигатель типа АИР100S2 с технической характеристикой:
Комплектуется частотным преобразователем при частоте оборотов 20315 мощность электродвигателя составляет:
3.1 Общие сведенья устройство принцип работы валковой подачи
Валковая подача модели ВП 250 предназначена для автоматической подачи в штамповую зону пресса модели КЕ2130А металлической рулонной ленты. Подача работает в составе комплекса: пресс разматывающее и правильное устройство. Кинематическая схема валковой подачи приведена на рисунке 2.4.
Рисунок 2.4 - Кинематическая схема валковой подачи модели ВП250
Периодичность и величина шага подачи устанавливается настройкой привода валковой подачи.
Подача ленточного материала происходит за счет вращения двух приводных валков (а b) диаметром 90 мм между которыми находится лента (см. рисунок 2.4).
Прижим верхнего валка (b) к нижнему (a) обеспечивается двумя пневмоцилиндрами (см. рисунок 2.4).
Нижний валок (a) получает вращение от двигателя через зубчато-ременную передачу (см. рисунок 2.4).
На верхний валок (b) вращение передается посредством зубчатых передач от шестерни 1 к шестерне 4 через паразитные шестерни 2 и 3 (см. рисунок 2.4).
Раскрытие валков при заправке ленты происходит за счет поднятия верхнего валка (b). При этом происходит заполнение подпоршневой полости пневмоцилиндров сжатым воздухом и подъем рамки (карамысло) с верхним валком (см. рисунок 2.4).
Высвобождение ленты во время совершения технологической операции (если штамп оснащен ловителями) может осуществляться двумя способами:
- Раскрытие валков производится пневмоцилиндрами прижима верхнего валка (b) по заданной программе.
- Раскрытие валков происходит посредством механического воздействия на рычаг рамки (карамысло) кронштейном установленном на ползуне пресса: кронштейн упирается в рычаг – происходит поворот рамки (карамысло) верхнего приводного валка и высвобождение ленты (см. рисунок 2.4). Установка кронштейна регулируемая.
3.2 Расчет компенсационной петли
Вследствие различных режимов работы правильного устройства (постоянная работа) и валковой подачи (циклическая работа) в автоматическом комплексе была предусмотрена компенсационная петля необходимая для согласованной работы правильного устройства с валковой подачей.
Компенсационная петля представляет собой участок свободно провисающей ленты (под собственным весом) находящийся между выходными валками правильного устройства и приемными валками валковой подачи (см. рисунок 2.5)
Расстояние между валками правильного устройства и валковой подачи (пролет) и величина провисания ленты в петле определяется из условия отсутствия пластической деформации.
Существует две методики для расчета компенсационной петли: для ленты из толстого материала (толщина ленты от 1 до 35 мм) и для ленты из тонкого материала (толщина ленты до 1 мм)
Так как толщина ленты автоматического комплекса для штамповки деталей из ленточного материала составляет 25 мм то расчет компенсационной петли проводился по методике для ленты из толстого материала.
Рисунок 2.5 – Расчетная схема компенсационной петли
f – величина провисания компенсационной петли;
Длина пролета определяется по эмпирической зависимости:
s =25 мм – толщина ленты (Приложение Б)
Стрела прогиба ленты под действием ее собственного веса определяется по формуле:
- распределение нагрузки в пролете
γ = 7850 = – удельный вес компенсационной петли для стали 3;
F – площадь поперечного сечения ленты
b = 229 мм = 0229 м – ширина ленты (Приложение Б);
h = 25 мм = 00025 м – толщина ленты (Приложение Б)
= Нм – модуль продольной упругости для стали 3;
J – момент инерции сечения ленты
Длина петли при текущем значении провисания:
- текущее значение провисания компенсационной петли
При шаге подачи s = 80 мм запаса петли хватит на число ходов пресса:
L = Lmax - Lmin = 35134 – 30321 = 04813 мм(2.45)
Рабочим органом валковой подачи являются приводные валки (см. рисунок 2.4). Чтобы валковая подача работала согласованно с прессом при выполнении технологического процесса необходимо произвести расчет кинематических параметров работы валков в зависимости от цикла работы ползуна пресса с учетом повышения частоты ходов с 55 до 72 .
Так как характер работы пресса циклический то и работа валковой подачи должна быть циклическая для обеспечения согласованности работы. Цикл работы валковой подачи характеризуется величиной фазового угла подачи – угол поворота главного вала пресса на котором происходит подача ленты в рабочую зону штампа. На практике фазовый угол подачи принимают равным 90° 180° или 270°. Графическое изображение фазового угла подачи в зависимости от угла поворота главного вала представлено на рисунке 2.6.
Рисунок 2.6 – Зависимость фазового угла подачи от угла поворота главного вала
Для комплекса фазовый угол подачи принят 180° как наиболее простой для реализации и надежный при эксплуатации для заданного технологического процесса.
Для режима непрерывных ходов (в автоматическом режиме) средняя скорость подачи ленты в зону штампа кривошипного пресса:
– коэффициент учитывающий фазовый угол подачи ленты в штамп (для 180°);
= 72 - частота ходов ползуна пресса;
Шаг подачи в соответствии с технологическим заданием на деталь различен: при пробивке очередных пазов в рамках одной детали шаг равен 80 мм; при пробивке первого ряда пазов в новой детали и отрезке готовой детали шаг равен 148 мм (Приложение Б).
При фазовом угле подачи 180° циклограмма работы валковой подачи в зависимости от цикла работы пресса представлена на рисунке (2.7).
Рисунок 2.7 - Расчетная циклограмма работы валковой подачи
- время одного цикла (хода ползуна)
= 72 - частота ходов пресса после модернизации
- время цикла работы валковой подачи соответствующий фазовому углу подачи ленты в зону штампа (180°)
= 2 = 08332 = 0417 с;(2.48)
- время разгона и торможения валков
= = 2 = 04172 = 0208 с;(2.49)
- время стояния валков
- средняя угловая скорость вращения валка
= 009 м - диаметр приводных валков валковой подачи;
- средняя скорость подачи ленты в зону штампа
= 0192 мс (см. формула 2.46)
= 0355 мс (см. формула 2.46)
Частота вращения приводных валков:
- средняя угловая скорость вращения приводных валков
- максимальная угловая скорость валка
= 0208 с - время разгона валков (см. формула 2.49)
Для определения величины крутящего момента на приводных валках необходимого для качественной работы валковой подачи важно провести анализ всех факторов оказывающих сопротивление подаче ленты. Для перемещения ленты необходимо учесть силу на преодоления массы компенсационной петли и силу сопротивления движению ленты в проводках валковой подачи и штампа. Так как режим работы валковой подачи циклический то необходимо также учесть нужную для разгона ленты динамическую составляющую тянущей силы. С учетом вышесказанного расчетная схема распределения нагрузки на приводные валки представлена на рисунке 2.8.
Рисунок 2.8 - Расчетная схема распределения нагрузки на приводные валки
Сила затрачиваемая на преодоление массы компенсационной петли:
- вес компенсационной петли
γ = 7850 = 78500 – удельный вес компенсационной петли для стали 3;
b = 025 м – ширина ленты;
s = 00025 м – толщина ленты;
= 3 м – величина пролета компенсационной петли (см. формула 2.38);
h = 076 м – величина провисания компенсационной петли (см. формула 2.40)
Сила сопротивления движению в проводках валковой подачи и штампа:
= 16741 Н – вес компенсационной петли;
- вес ленты в проводках валковой подачи и в штампе
γ = 78500 – удельный вес компенсационной петли;
= 063 м - расстояние от оси валка валковой подачи до ножа в штампе;
= 3 м - длина готовой детали (Приложение Б);
f = 015 – коэффициент трения
Суммарная статическая сила:
Статический крутящий момент на оси валка:
= 23733 Н - суммарная статическая сила;
= 09 – коэффициент полезного действия валковой подачи
Динамическая составляющая тянущего усилия от разгона:
= 16741 Н - вес компенсационной петли;
= 1781 Н - масса ленты в проводках валковой подачи и в штампе;
а – ускорение ленты при разгоне
= 75856 – угловое ускорение валка валковой подачи;
= 009 м - диаметр приводных валков валковой подачи
g = 9.8 – ускорение свободного падения
Суммарное тянуще усилие:
Усилие зажима ленты в валках:
Расчетный крутящий момент на оси валка:
= 1187 Нм - статический крутящий момент на оси валка;
- динамический крутящий момент на оси валка
- момент инерции ведомых масс поступательно движущихся масс ленты и вращающихся валков
- момент инерции ленты
= 16741 кг - масса компенсационной петли;
81 кг - масса ленты в проводках валковой подачи и в штампе;
= 009 м – диаметр приводных валков валковой подачи
- момент инерции валков
= 009 м – диаметр приводных валков валковой подачи;
b = 026 м – ширина приводных валков валковой подачи;
n = 2 – число валков
= 75856 – угловое ускорение приводных валков валковой подачи
3.6 Проверочный расчет серводвигателя по крутящему моменту
Для обеспечения нормальной работы валковой подачи максимальный крутящий момент приведенный к валу серводвигателя должен быть меньше чем пиковый крутящий момент серводвигателя.
Расчетный крутящий момент на валу серводвигателя:
- приведенный статический крутящий момент
= 256 - передаточное отношение зубчато-ременной передачи (Приложение Д);
= 098 - коэффициент полезного действия зубчато-ременной передачи
- приведенный динамический крутящий момент
- момент инерции ведомых масс ленты валков шестерен и ремня зубчато-ременной передачи приведенных к оси вала электродвигателя
= 005302 - момент инерции ленты;
= 00268 - момент инерции валков;
= 00065 - момент инерции большого шкива зубчато-ременной передачи привода валковой подачи (Приложение Ж);
= 000021 - момент инерции малого шкива зубчато-ременной передачи привода валковой подачи (Приложение Ж);
- момент инерции зубчатого ремня
= 00726 кг - масса ремня зубчато-ременной передачи (Приложение Ж);
R = 0.0095 м – радиус малого шкива зубчато-ременной передачи (Приложение Ж)
- ускорение ротора серводвигателя
= 75856 - ускорение приводных валков валковой подачи;
= 256 - передаточное отношение зубчато-ременной передачи
Условие выполняется.
Для обеспечения нормальной работы валковой подачи среднеквадратичный крутящий момент на валу серводвигателя должен быть меньше чем номинальный крутящий момент серводвигателя:
= 539 Нм – номинальный крутящий момент на валу серводвигателя (Приложение К);
- среднеквадратичное значение крутящего момента
- значение крутящего момента приведенного к ротору серводвигателя на участке разгона соответствующего времени разгона валков = 0208 с
- крутящий момент приведенный к ротору серводвигателя на участке торможения соответствующий времени торможения валков = 0208 с
= 473 - статический крутящий момент на оси валка;
= 25833 - приведенный динамический крутящий момент
= 0417 с - время стояния валков
= 38064 Нм = 539 Нмусловие выполняется.
Расчетная мощность серводвигателя:
= 38064 - среднеквадратичное значение крутящего момента;
= 256 - передаточное отношение зубчато-ременной передачи;
=7889 - средняя угловая скорость вращения валка при шаге подачи 148 мм
Выбранный серводвигатель при частоте вращения валка соответствующей шагу подачи 148 мм развивает мощность не валу ротора:
= 085 кВт = 850 Вт - номинальная мощность серводвигателя;
= 1500 - номинальное число оборотов ротора серводвигателя;
n – частота вращения ротора серводвигателя соответствующая шагу подачи 148мм
= 75373 - частота вращения валка валковой подачи при шаге подачи 148мм;
Так как = 109341 Вт > = 768734 Вт то выбранный электродвигатель обеспечивает по мощности данную циклограмму работы валковой подачи
Время разгона ротора серводвигателя определяется по зависимости:
Т – электромеханическая постоянная электродвигателя
- приведенный момент ведомых масс
= 0013303 - момент инерции ведомых масс ленты валков шестерен и ремня зубчато-ременной передачи приведенных к оси вала электродвигателя;
- момент инерции ротора серводвигателя (Приложение К)
- угловая скорость ротора серводвигателя к концу разгона
- максимальная угловая скорость ротора серводвигателя соответствующая максимальной скорости подачи ленты по технической характеристике
= 72 ммин = 12 мс – максимальная скорость подачи ленты (Приложение Ж);
= 138 Нм - максимальный крутящий момент серводвигателя (Приложение Ж)
Угловое ускорение ротора серводвигателя:
= 68268 - максимальная угловая скорость ротора серводвигателя соответствующая максимальной скорости подачи ленты по технической характеристике на валковую подачу;
= 02181 с - время разгона ротора серводвигателя
Максимальное число оборотов ротора серводвигателя:
Должно выполняться условие:
- расчетный крутящий момент на валу электродвигателя
= 473 - статический крутящий момент приведенный к валу электродвигателя;
- динамический крутящий момент приведенный на валу серводвигателя
= 3130124 - угловое ускорение ротора серводвигателя
Реальная циклограмма работы валковой подачи отличается от идеальной наличием участка установившейся угловой скорости валков также участок разгона и торможения зависит от характеристики серводвигателя. Циклограмма графика работы валковой подачи представлена на рисунке 2.9.
Рисунок 2.9 – Циклограмма работы валковой подачи
- время цикла одного хода ползуна
- частота ходов пресса;
- время цикла подачи ленты
α – фазовый угол подачи ленты в зону штампа
С другой стороны (2.96)
- время разгона валков валковой подачи;
- время установившегося режима работы валковой подачи;
- время торможения валков валковой подачи
- средняя скорость подачи ленты в рабочую часть штампа
- максимальная скорость подачи ленты в рабочую зону штампа
Подставляя значение средней скорости из формулы 2.98 в уравнение для определения шага подачи (формула 2.97) получим:
Подставляя значение в уравнение для определение шага подачи (формула 2.99) получим:
С другой стороны (2.103)
- максимальная скорость вращения валков валковой подачи;
- передаточное отношение зубчато-ременной передачи;
- диаметр валков валковой подачи
Путем преобразования последних двух формул (2.102 и 2.103) и решая относительно числа оборотов вала серводвигателя получим расчетную зависимость:
V – скорость подачи ленты;
- время разгона вала серводвигателя;
Время разгона вала серводвигателя примем равным:
Т – электромеханическая составляющая электродвигателя
- момент инерции ведомых масс привода приведенных к валу серводвигателя ;
- максимальный крутящий момент серводвигателя ;
- максимальная угловая скорость вала серводвигателя
- частота вращения валков валковой подачи
- скорость подачи ленты ммин;
- диаметр валков валковой подачи м;
S – шаг подачи ленты м;
- число ходов ползуна пресса ;
- фазовый угол подачи ленты согласно формуле 2.100
После произведенного преобразования получим исходную формулу для определения времени разгона валков валковой подачи:
Непосредственно для комплекса:
= 0014693 - момент инерции ведомых масс привода приведенных к валу серводвигателя;
= 138 Нм - максимальный крутящий момент серводвигателя;
= 009 м - диаметр валка валковой подачи;
Для шага подачи 80 мм:
S = 80 мм = 008 м – шаг подачи;
V = 1152 ммин – скорость подачи ленты
Для шага подачи 148 мм:
S = 148 мм = 0148 м – шаг подачи;
V = 21312 ммин – скорость подачи ленты
- разматывающее устройство РУ250;
- правильное устройство ПУ250;
- валковая подача ВП250;
По заданной производительности для комплекса на заводе был произведен расчет частоты ходов ползуна пресса равный 55 что меньше чем по технической характеристике пресса (72 ). Для снижения частоты ходов ползуна пресса был пересчитан привод пресса и изменено передаточное отношение клиноременной передачи за счет уменьшения диаметра ведущего шкива.
В данном проекте рассмотрена возможность увеличения производительности комплекса за счет установки на пресс “родного” ведущего шкива клиноременной передачи. Вследствие чего повысится производительность с 55 до 72 . Это повлечет за собой увеличение годовой ремонтной сложности оборудования и повышение годовых энергозатрат. Также это повлечет увеличение стоимости комплекса вследствие изготовления и установки нового шкива и ременной передачи. Стоимость комплекса также повысится за счет изменения конструкции ловителей в штампе.
Экономический эффект от повышения производительности можно оценить по изложенной ниже методике.
Исходными данными для расчета является калькуляция на изготовление автоматического комплекса для штамповки из ленточного материала на базе пресса КЕ210А приведенная в приложении Л. По калькуляции и техническим характеристикам на оборудование (Приложение ВДЕИ) составляется ведомость оборудования (см. таблица 3.1 3.2).
Таблица 3.1 – Ведомость базового оборудования
Наименование оборудования
Техничес-кая харак-теристика из каталога оборудования кВт
Установ-ленная мощность кВт
Группа ремонтной сложности
Электро-техн-ической
Разматывающее устройство РУ250
Привод правильного устройства ПУ250
Привод валковой подачи ВП250
Таблица 3.2 – Ведомость оборудования после модернизации
Техниче-ская харак-теристика из каталога оборудования кВт
Электро-техни-ческой
Для базового комплекса:
Количество штампуемых полос в минуту:
n = 2 – количество одновременно пробиваемых рядов пазов;
= 55– частота ходов ползуна пресса базового комплекса;
z – общее количество рядов пазов в детали
Часовая производительность комплекса с учетом коэффициента использования времени в смену:
= 072 – коэффициент использования времени за смену
Производительность комплекса в год:
Д = 1980 ч – годовой фонд времени работы оборудования (при работе комплекса в одну смену)
Результаты расчетов сведем в таблицу 3.3
Таблица 3.3 – Производительность базового комплекса
Расчет производительности комплекса после модернизации производится также по формулам (3.1 3.2 3.3) только частота ходов ползуна в минуту равна 72.
Результаты расчета сведем в таблицу 3.4
Таблица 3.4 – Производительность комплекса после модернизации
Сменным инструментом в штампе являются пуансоны и матрица для пробивки пазов ловители нож для отрезки полосы.
Годовая стоимость сменных инструментов:
Нм =01 – годовая потребность сменных инструментов на I т готовых деталей
Цм = 3000 руб – стоимость комплекта сменных инструментов
Впок – годовая масса готовых деталей;
Расчет годовой массы готовых деталей будем вести по детали длиной 1428 мм
Годовая масса готовых деталей базового комплекса:
= 277200 шт.год - годовая производительность базового комплекса (см. таблица 3.3);
- масса детали длиной 1428 мм
L = 1428 мм = 1428 м – длина детали;
b = 229 мм = 0229 м - ширина детали;
h = 2.5 мм = 00025 м – толщина детали;
ρ = 7850 – плотность стали 03
Годовая масса готовых деталей комплекса после модернизации:
= 352440 шт.год - годовая производительность комплекса после модернизации (см. Таблица 3.4);
5 Расчет численности рабочих
Численность рабочих базового комплекса равна численности работающих комплекса после модернизации:
Qоб = 1 – количество оборудования;
Робс = 2 – число рабочих обслуживающих данное оборудование;
Псм =1 – количество смен;
Кn = (009 - 012) – коэффициент характеризующий плановые потери рабочего времени;
На основании полученных данных составляется ведомость (Таблица 3.5).
Таблица 3.5 – Ведомость численности работающих
Наименование профессий
Тарифные коэффициенты
Оператор автоматического комплекса
Помощник оператора автоматического комплекса
Вспомогательные рабочие
Минимальный оклад труда 800 руб.
Зарплата в зависимости от разряда:
I - 800 руб. II - 888 руб. III – 9888 руб. IV - 1088 руб. V – 121104 руб. VI - - 1336 руб.
Общий годовой фонд заработной платы рабочих цеха (участка) включает основную и дополнительную заработную плату основных и вспомогательных рабочих.
Основная заработная плата основных или вспомогательных рабочих (без доплат по премиальным положениям) за год определяется по формулам;
- для основных рабочих
- для вспомогательных рабочих
Ро Рв - соответственно списочная (принятая) численность основных и вспомогательных рабочих;
Счас ср – средняя часовая тарифная ставка рабочего руб.
Р1 Р2 – количество рабочих первого второго и т.д. разряда;
Счас1 Счас2 – Часовая тарифная ставка первого второго и т.д. разряда руб.;
Счас1 = 485 руб. Счас2 = 538 руб. Счас3 = 599 руб. Счас4 = 66 руб. Счас5 = 734 руб. Счас6 = 81 руб.
Фдр =1980 ч. – действительный годовой фонд времени одного рабочего
Кр=1.15 – районный коэффициент;
Кт = 1.1 – коэффициент учитывающий увеличение сдельных расценок при работе по технически обоснованным нормам;
Кпроч = 1.12 – Коэффициент учитывающий прочие доплаты к заработной плате;
Квн =1.2 – Коэффициент выполнения норм
Общий годовой фонд заработной платы ИТР и служащих определяется исходя из месячных окладов районного коэффициента надбавок высококвалифицированным работникам в размере до 50% их должностного оклада и доплат за совмещение должностей. Предприятие устанавливает персональные надбавки ИТР и служащим за счет экономии фонда заработной платы.
Общий годовой фонд заработной платы младшего обслуживающего персонала рассчитывается исходя из установленных окладов районного коэффициента доплат за совмещение профессий и премий по действующим на предприятии премиальным положениям.
Годовые отчисления в фонд социального страхования определяется в размере 26% от общего годового фонда заработной платы.
Результаты расчетов сведем в таблицу 3.6
Таблица 3.6 – Общий годовой фонд заработной платы работников цеха (участка) по категориям
Катего-рия работ-ников
Основная зарплата руб.
Дополни-тельная зарплата руб.(15% от осн. Зп.)
Общий годовой фонд зарплаты руб.
Премии по пре-миаль-ным по-ложениям из фонда матери-ального поощре-ния
Средняя месячная заработ-ная плата с учётом премий руб.
Отчисле-ния в фонд со-циально-го стра-хования руб.(26% от общ. год. фонда)
Основ-ная зар-плата без премий руб.
Доплата по пре-миаль-ным по-ложениям руб
Вспомо-гатель-ные рабочие
Цеховыми расходами называются затраты производимые в данном цехе на управление и обслуживание производства которые не могут быть непосредственно отнесены на то или иное изделие изготовляемое в цехе.
В зависимости от характера образования затрат цеховые расходы подразделяются на 2 группы: расходы по содержанию и эксплуатации оборудования и общецеховые расходы.
При расчете цеховых расходов необходимо пользоваться данными таблицы 3.6
Годовое содержание оборудования составляет 05% от стоимости оборудования.
Зсод.об=15445900005=772295 руб.(3.14)
Зсод.об=15545900005=777295 руб.(3.15)
Текущий ремонт оборудования определяется как произведение единиц ремонтной сложности (механической и электротехнической) на годовые затраты на ремонт единицы ремонтной сложности.
Годовые затраты механической единицы ремонтной сложности равны 500 руб.
Годовые затраты электротехнической единицы ремонтной сложности равны 1200 руб.
Для базового оборудования:
Затраты на силовую электроэнергию:
Цэл = 167 руб – цена 1 кВт. ч. электроэнергии;
Му – установленная мощность электродвигателей оборудования;
Км – коэффициент использования мощности электродвигателя;
Кв - коэффициент загрузки электродвигателя по времени;
Фдр =1980 ч. – действительный фонд времени работы единицы оборудования;
– к.п.д. оборудования;
= 075 - к.п.д. правильного устройства;
= 08 - к.п.д. валковой подачи;
= 07 - к.п.д. пресса;
Мпу = 288 кВт – мощность электродвигателя правильного устройства при максимальной скорости правки ленты с учетом установки частотного преобразователя;
Мпресс = 67 кВт – номинальная мощность электродвигателя пресса
Мвп = 834 Вт – мощность серводвигателя валковой подачи для базового комплекса
Мвп – мощность серводвигателя валковой подачи
Амортизация оборудования штампов.
При амортизации учитывается затраты на монтаж и транспортировку которые составляют 15% от их первоначальной стоимости).
Цоб – цена единицы оборудования руб.;
Qоб – количество оборудования;
Нам – норма амортизационных отчислений
Амортизация рассчитывается по видам основных фондов.
Для основного оборудования:
Затраты на вспомогательные материалы могут быть приняты в размере 500 руб. в год на единицу оборудования (КЕ2130А ПУ250 ВП250 РУ250 электрошкаф)
Возмещение износа содержание и ремонт малоценных и быстроизнашивающихся инструментов составляет 600 руб. в год на одного основного рабочего.
Цеховые расходы составляют 300% от основной заработной платы основных рабочих.
Цеховые расходы = 212391993 = 63717597 руб.(3.23)
Данные расчетов сводятся в таблицу 3.7
Таблица 3.7 – Ведомость цеховых расходов
Расходы по содержанию и
эксплуатации оборудования:
Содержание оборудования
Текущий ремонт оборудования
Вспомогательные материалы
Возмещение износа содержание
и ремонт малоценного и
быстроизнашивающегося
содержанию и эксплуатации
вспомогательных рабочих
Дополнительная зарплата и
премии из фонда зарплаты этих
Начисление на зарплату
Зарплата ИТР Начисление на зарплату ИТР
Зарплата СКП Начисление на зарплату СКП
Продолжение таблицы 3.7 – Ведомость цеховых расходов
Начисление на зарплату МОП
ИТОГО общецеховых расходов (Зобщ)
Затраты связанные с производством и реализацией продукции образуют себестоимость продукции. Статьями расходов себестоимости единицы продукции (калькуляции) являются:
материалы покупные полуфабрикаты топливо и энергия для технологических целей основная и дополнительная зарплаты и премии из фонда зарплаты основных рабочих отчисления на социальное страхование расходы по содержание и эксплуатации оборудования цеховые расходы. Затраты по этим статьям составляют цеховую себестоимость изделия.
Заводская себестоимость образуется из цеховой себестоимости и общезаводских затрат.
Для получения полной себестоимости необходимо к общезаводской себестоимости прибавить внепроизводственные расходы.
В зависимости от способа включения в себестоимость продукции затраты делятся на прямые и косвенные.
К прямым затратам относятся те расходы которые непосредственно рассчитываются на изделие (основной материал основная зарплата основных рабочих и т.п.).
К косвенным затратам относятся затраты которые не могут быть включены непосредственно в себестоимость данного изделия. К ним относятся: расходы по содержанию и эксплуатации оборудования общецеховые общезаводские и внепроизводственные расходы. Эти расходы за исключением внепроизводственных списываются на себестоимость единицы продукции косвенным путем – пропорционально основной зарплате основных рабочих внепроизводственные – пропорционально заводской себестоимости.
Общезаводские расходы = 200% от заработной платы основных рабочих;
2391992 = 42478398 руб.
Внепроизводственные расходы 4% от заработной платы основных рабочих;
239199004 = 849568 руб.
Основным материалом является рулон ленты из ст. 3 ширина ленты 229 мм внутренний диаметр ленты 250 мм наружный диаметр ленты 1200 мм длина ленты 430 м масса ленты 1800 кг.
Стоимость одного рулона 27000 руб.(1 кг ленты 15 руб.)
Деталей длиной 1428 м можно изготовить из ленты:
Необходимое количество рулонов:
П = 277200 шт.год – производительность базового комплекса (см. таблица 3.3);
n = 300– количество деталей изготавливаемых из одного рулона
N = 277200300 = 924 рулонагод
Стоимость основного материала для базового комплекса:
Ср = 27000 руб. – стоимость одного рулона
Сг = 92427000 = 24848000 руб.
Для комплекса после модернизации:
П = 352440 шт.год – производительность нового комплекса (Таблица 3.4)
N = 352440300 = 11748 рулонагод 1175 рулонагод
Стоимость основного материала для комплекса после модернизации:
Сг = 117527000 = 31725000 руб.
Для расчета себестоимости полученные данные сводят в таблицу 3.8
Таблица 3.8 – Калькуляция изделий
Стоимость основного материала
Основная зарплата основных
рабочих (без премий)
Дополнительная зарплата
Премии из фонда зарплаты
Отчисления на соцстрах
Цеховая себестоимость
Общезаводские расходы
Заводская себестоимость
Продолжение таблицы 3.8 – Калькуляция изделий
Внепроизводственные расходы
Полная себестоимость
Прибыль (15% от полной
Себестоимость одной детали
Оптовая цена одной детали
Экономический эффект
Экономический эффект от модернизации (при повышении производительности) – это экономия общественного труда при производстве каких-либо видов продукции. Экономия труда или экономия времени коренным образом определяет направленность капитальных вложений.
Годовой экономический эффект от увеличения производительности можно определить по формуле:
= 1544590 руб. - цена базового оборудования;
= 1554590 руб. - цена оборудования после модернизации;
= 277200 шт.год - производительность базового оборудования;
= 352440 шт.год - производительность комплекса после модернизации;
- доли отчислений от балансовой стоимости на полное восстановление базового и нового оборудования рассчитывается как величина обратная сроку службы;
- себестоимость годового объема продукции предприятия потребителя при использовании им базового и нового оборудования в расчете на объем продукции производимой с помощью нового оборудования;
= 3338388952 руб. - полная годовая себестоимость продукции произведенной на комплексе после модернизации
- полная себестоимость продукции произведенной на базовом комплексе приведенная к производительности модернизированного комплекса:
П = 352440 шт.год – годовая производительность комплекса после модернизации;
С = 9552 руб. – себестоимость одной готовой детали изготовленной на базовом комплексе
= 3524409552 = 336650688 руб.
= 015 - нормативный коэффициент сравнительной экономической эффективности капитальных вложений
-капиталовложения соответственно до и после внедрения модернизации
Капитальные вложения составляют 15% от стоимости оборудования:
= 0151544590 = 2316885 руб.
Для модернизированного оборудования:
= 0151554590 = 2331885 руб.
Благоприятные санитарно–технические условия – один из важнейших элементов научной организации труда так как на производительность труда его безопасность и здоровье трудящихся влияют производственный шум вибрация неправильная освещенность наличие газов и пыли и слишком высокая или низкая температура производственного помещения.
В комплекс производственных взаимосвязей порождающих опасные и вредные факторы для жизни и здоровья человека входят: объекты труда (исходный материал заготовка и д.р.); субъекты труда (человек); средства труда (пресса штампы средства механизации и автоматизации роботы рольганги); окружающая среда.
Производственным риском будем считать опасные и вредные производственные факторы воздействующие на человека. При рассмотрении опасных и вредных производственных факторов (ОВПФ) будем руководствоваться ГОСТ 12.0.003-91.
ОВПФ делятся на четыре группы: физические химические биологические и психофизические. В кузнечнопрессовых цехах встречаются все четыре группы ОВПФ. На проектируемом участке особенно обширна группа физических факторов. Неблагоприятные факторы могут возникать:
- от движущего межцехового или внутрицехового транспорта;
- повышенная запыленность и загазованность рабочей зоны;
- повышенный уровень шума и вибрации на рабочем месте;
- от воздействия на человека исходного материала заготовок и готовых деталей (наличие острых кромок выступов и заусенцев);
- от технического состояния оборудования (движение незащищенных органов неисправности отклонение от транспортных режимов работы);
- от помещения участка (неблагоприятный пол проливы масел узкие проходы неубранные отходы);
- от самих рабочих (низкая квалификация монотонность физические перегрузки)
После проведения тщательного анализа ОВПФ на спроектированном участке был проведен комплекс мер обеспечивающих максимальную безопасность труда результаты сведены в таблицу 4.1
Таблица 4.1 – Анализ опасных и вредных факторов при эксплуатации автомата
Наименование рабочих мест
Источники возникновения ОВПФ
Имеющиеся средства защиты
Требования безопасности
Разматывающее устройство
Наличие вращающихся частей (рулон ленты рабочие части разматывающего устройства)
Работа правильного устройства
Самопроизвольное осевое перемещение рулона с возможным слетанием с башмаков разматывающего устройства
Неисправность ограничителей фиксирующего устройства
Ограждение контроль исправности ограничителей и фиксирующего устройства
Продолжение таблицы 4.1 – Анализ опасных и вредных факторов при эксплуатации автомата
Правильное устройство
Опасное для жизни напряжение в сети оборудования (переменный ток 380 В)
Повреждение проводки и изоляции
Ограждения заземление
Наличие движущихся частей (лента)
Работа валковой подачи
Компенсационная петля
Работа валковой подачи и правильного устройства
Работа муфты тормоза и процесс штамповки
Контроль и наладка механизмов
Заземление предохранители
Утечки масла воздуха раствора воды под давлением
Неисправность вентилей разрыв трубопровода выход из стоя уплотняющих устройств скачки давлений
Реле давления предохранительные клапаны контроль оператора комплекса
Низкая квалификация рабочих Монотонность физические перегрузки
Общие требования безопасности оборудования
Статическое электричество
Состояние микроклимата на кузнечнопрессовом участке должна соответствовать допустимым нормам по ГОСТ 12.1.005-88.
Метеорологические условия в производственных условиях определяются следующими параметрами:
- температура воздуха t ºС;
- относительная влажность воздуха φ %;
- скорость движения воздуха на рабочем месте мс.
Движение воздуха в помещениях является важным фактором влияющим на тепловое самочувствие человека. В жарком помещении движение воздуха способствует увеличению отдачи теплоты организмом и улучшает его состояние но оказывает неблагоприятное воздействие при низкой температуре воздуха в холодный период года.
По тяжести работ оператор автоматического комплекса относится к категории 2а. Параметры микроклимата не должны выходить за рамки допустимых значений (Таблица 4.2)
Таблица 4.2 - Результаты замеров микроклимата
На проектируемом участке показания замеров микроклимата не превышает допустимых пределов и обеспечивается за счет следующего:
в холодный период года – применение водяного отопления;
в теплый период года – искусственной вентиляцией.
Сохранность зрения человека состояние его нервной системы и безопасность на производстве в значительной мере зависит от условий освещения. Поэтому правильно спроектируемое и выполненное освещение на участке обеспечивает возможность нормальной производственной деятельности то есть производительности труда и качество выпускаемой продукции.
Для искусственного освещения рекомендуются следующие светотехнические нормы освещения в кузнечнопрессовых цехах. Для штамповочных обрезных и гибочных прессов при холодных работах рекомендуется одно общее освещение с локализованным размещением светильников или комбинированное освещение. Минимальная освещенность 150 лк. Места браковки готовых деталей имеют одно общее освещение с локализованным размещением светильников. При этом освещенность 200 лк.
В зависимости от условий зрительной работы помещение участка относится к 1 группе СНиП 23-05-95 "Естественное и искусственное освещение".
На участке осуществляется совмещенное освещение. Естественное освещение осуществляется через оконные проемы. Своевременная очистка стекол в окнах цеха и в фонарях увеличивает коэффициент светопропускаемости в 5 – 7 раз Нормами предусмотрена обязательная периодическая в зависимости от степени загрязнения очистка оконных остекленей (от 4 раз в месяц до 3 раз в год).
Так как на участке только боковое естественное освещение и разряд зрительных работ 6 то КЕО = 1%.
Искусственное освещение осуществляется электрическими лампами (комбинированное искусственное освещение). Система комбинированного освещения включает в себя как светильники расположенные непосредственно у рабочего места (местное освещение) так и светильники общего освещения.
В действующих нормах проектирования производственного освещения СНиП 23-05-95 задается как количественная (величина минимальной освещенности) так и качественная характеристика (показатель ослеплённости и дискомфорта глубина пульсации освещенности) искусственного освещения.
На участке были использованы:
- светильники типа "Универсаль" ( У У3 предназначен для общего освещения производственных помещений с высотой 4-6м). Светильник бывает мощностью до 200 Вт и до 500 Вт.
- светильники типа "Глобокоизлучатель" (Гэ Гс Гк - предназначен для общего освещения производственных помещений высотой более 6 м).
Для освещения рабочих мест с повышенными требованиями к светопередаче следует применять лампы ЛД а при особо высоких требованиях к светопередаче – лампы ЛДЦ. Результаты замеров освещения приведены в таблице 4.3
Таблица 4.3 - Результаты замеров освещенности.
Фактическая освещенность находится в допускаемых пределах от нормативной освещенности (допустимое отклонение 10%).
При анализе вредных выделений на участке выявлены вредные вещества: масло минеральное окись железа результаты замеров сведены в таблицу 4.4
Таблица 4.4 - Результаты замеров вредных выделений
Наименование вещества
На проектируемом участке концентрация загрязняющих элементов соответствует санитарным нормам ПДК по ГОСТ 12.1.005 – 88. Очистку и вывод загрязнения в атмосферу осуществляется приточной – вытяжной вентиляцией.
Кузнечнопрессовые цехи характеризуются повышенным шумом. Шум на производстве наносит большой ущерб вредно действуя на организм человека и снижая производительность труда. Утомление рабочих и операторов из–за сильного шума увеличивает число ошибок при работе способствует возникновению травм. Главными источниками шума на участке являются технологическое оборудование средства механизации и автоматизации. Причинами шумообразования при их работе являются технологические операции или удары штампа о заготовку и прорывы сжатого воздуха используемого для обдувки матриц штампов. Состояние шума на рабочих местах в соответствии с ГОСТ 12.1.003 – 83* приведено в таблице 4.5.
Таблица 4.5 - Нормы шума по ГОСТ 12.1.003 – 83*
Уровни звукового давления ДБ в октавных полосах со средне геометрическими частотами Гц
Уровни звука и эквивалентные
Места контроля работы комплекса и контроля качества готовых деталей
Фактическое (в результате замеров) состояние шума приведено в таблице 4.6.
Таблица 4.6 - шумовая характеристика пресса при выполнении технологической операции
Нормальный шум на участке обеспечивается за счет следующих мер:
Следует применять звукопоглощающие кожухи и глушители. Для защиты от шума рабочих и персонала в местах близких к технологическому оборудованию применять наушники вкладыши и шлемы в местах близких к технологическому оборудованию.
Воздействие вибраций не только ухудшает самочувствие работающего и снижает производительность труда но часто приводит к тяжелому профессиональному заболеванию – виброболезни.
Источниками вибрации являются технологические операции: вырубки отрезки пробивки ковки штамповки когда происходит резкое нагружение и почти мгновенная разгрузка системы «пресс – штамп». Технологическая вибрация действует на весь организм оператора когда он находится около пресса на своем рабочем месте. Она же одновременно может воздействовать на оператора и как локальная вибрация когда он прикасается к частям оборудования руками например к пульту управления или загрузочному устройству.
Каждое рабочие место имеет свои данные по вибрации – общей и локальной в соответствующем частотном диапазоне.
На спроектированном участке вибрация не превышает санитарных норм.
Нормативные требования и рекомендации по вибрации содержат ГОСТ 12.1.012. – 90 (СТС ЭВ 1930 – 79) ГОСТ 12.4.002 – 74 ГОСТ 12.4.024 – 76. Непосредственно для комплекса данные приведены в таблице 4.7.
Таблица 4.7 - Нормы вибрации по ГОСТ 12.1.012 – 90
Среднегеометрические полосы октавных полос
Допустимые размеры нормируемого параметра
В соответствии с результатами замеров по вибрации она не превышает допустимого уровня по ГОСТ 12.1.012 – 90.
Технические способы и средства обеспечения в соответствии с ГОСТ 12.1.019 – 79 разделены на две группы: обеспечивающие защиту от случайного прикосновения к токоведущим частям и защищающие от поражения током при прикосновении к металлическим источникам токоведущих частей которые могут оказаться под напряжением в результате повреждения изоляции электроустановок.
Электробезопасность включает в себя систему организационных и технических мероприятий и средств обеспечивающих защиту людей от вредного и опасного воздействия электрического тока электрической дуги электромагнитного поля и статического электричества.
Все помещения делятся по степени поражения электрическим током. Проектируемый участок относится к помещениям с повышенной опасностью по ПУЭ – 02. Наличие токопроводящих полов – металлических железобетонных также возможности одновременного прикосновения человека к имеющим соединения с землёй металлоконструкций зданий механизмам и т.п. с одной стороны и к металлическим частям электрооборудования – с другой.
На участке применяется заземление. Назначение защитного заземления – устранение опасности поражения электрическим током при появлении напряжения на конструктивных частях электрооборудования т.е. при замыкании на корпус.
Заземлять нужно металлические части электроустановок корпуса электрических машин трансформаторов светильников приводы электрических аппаратов каркасы распределительных щитов щитов управления шкафов и т.д.
Пожары на машиностроительных предприятиях представляют большую опасность для рабочих и могут причинить огромный материальный ущерб. Надзор за пожарной безопасностью осуществляется органом Госпожаронадзора России путем проведения осмотра действующих объектов процессов. Пожарная безопасность может быть обеспечена мерами пожарной профилактики и активной пожарной защиты. Понятие пожарной профилактики в себя включает:
- проведение инструктажей по противопожарной безопасности;
- применение при строительстве зданий несгораемых и трудно сгораемых материалов;
- оборудование мест опасных в пожарном отношении средствами пожаротушения;
- надлежащий контроль соблюдения мер по противопожарной безопасности.
Под активной пожарной защитой понимаются меры обеспечивающие успешную борьбу с возникающими пожарами или взрывоопасной ситуацией. По НПБ – 105 – 95 проектируемый участок относится к категории Д. Производства в которых обрабатываются негорючие вещества и материалы.
На участке предусмотрены четыре пути эвакуации в случае возникновения пожара. Это обеспечивает минимальное время эвакуации участка. Кратчайшее расстояние от места их нахождения до выхода не более пятидесяти метров. Ширина участков путей эвакуации должна быть не менее 1 метра а дверей на путях эвакуации – не менее 08 метра. Ширина наружных дверей лестничных клеток должна быть не менее ширина марша лестницы высота прохода на путях эвакуации – не менее 2 метров.
В случае возникновения пожара или загорания рабочие должны звонить по телефону 01 и приступить к тушению пожара местными средствами пожаротушения до прибытия пожарной команды. В проектируемом участке предусмотрены пожарные щиты пожарные колонки огнетушители ОУ – 2 и ОУ – 5 и другие средства пожаротушения.
Основными требованиями охраны труда предъявляемыми при проектировании машин и механизмов являются: безопасность для человека надежность и удобство эксплуатации. Требования безопасности определяются системой стандартов безопасности труда.
Безопасность производственного оборудования обеспечивается правильным выбором принципов каждого действия кинематических схем конструктивных решений рабочих тел параметров рабочих процессов использованием различных средств защиты. Средства защиты должны быть как правило многофункциональными.
Степень утомляемости работающих на основных видах оборудования в цехах машиностроительных заводов обусловлена не только нервной и физической нагрузкой но и психологическим воздействием окружающей обстановки поэтому также большое значение имеет выбор цвета внешних поверхностей оборудования и помещения.
Оградительные средства защиты препятствуют появлению человека в опасной зоне. Применяются для изоляции систем привода машин и агрегатов зон обработки заготовок для ограждения токоведущих частей зон интенсивных излучений (тепловых электромагнитных) зон выделения вредных веществ загрязняющих воздушную среду и т.д.
Предохранительные защитные средства предназначены для автоматического отключения агрегатов и машин при выходе какого–либо параметра оборудования за пределы допустимых значений что исключает аварийные режимы работы.
Блокирующие устройства исключают возможность проникновения человека в опасную зону либо устраняют опасный фактор на время пребывания человека в этой зоне.
Сигнализирующие устройства дают информацию о работе технологического оборудования а также об опасных и вредных факторах которые при этом возникают.
Безопасность труда при подъеме и перемещении грузов в значительной степени зависит от конструктивных особенностей подъемно–транспортных машин и соответствия их правилам и нормам Госгортехнадзора. Все части детали и вспомогательные приспособления подъемных механизмов в отношении изготовления материалов прочности устройства установки эксплуатации удовлетворяют соответствующим техническим условиям стандартам нормам и правилам. При эксплуатации подъемно-транспортных машин ограждены все доступные движущиеся или вращающиеся части механизмов. Также исключен непредусмотренный контакт работающих с перемещаемыми грузами и самими механизмами при их передвижении обеспечена надежная прочность механизмов вспомогательных грузозахватных и строповочных приспособлений.
Для обеспечения безопасной эксплуатации подъёмно-транспортные машины последние снабжены средствами защиты включая систему дистанционного управления.
Планировка технологического участка обеспечивать удобный и безопасный доступ обслуживающего персонала к основному и вспомогательному технологическому оборудованию и органам аварийного отключения и управления автоматизированных линий.
Использование штампов вставок пуансонов а также ручного инструмента имеющих трещины не допускается. При сборке штампов для закаливания и транспортировки предусмотрены отверстия под ремболты.
Ограждения подвешены на петлях или шарнирах. Все открытые движущиеся и вращающиеся части оборудования располагаются на высоте до 250 мм от уровня пола. Ограждения весом более 5 кг имеют рукоятки скобы и другие устройства для удержания.
Конструкция рабочего места при выполнении работ сидя или стоя обеспечивает рациональное выполнение трудовых операций размещения приборов и органов управления.
В результате увеличения частоты ходов пресса с 55 до 72 годовая производительность комплекса повысилась в 127 раза и составляет 352440 шт.год для детали длиной 1428 мм. Производительность базового комплекса для той же детали 277200 шт.год. Себестоимость одной детали снизилась с 94.72 руб. до 95.52 руб. При этом годовая прибыль возросла с 39716765 руб. до 500758343 руб. Годовой экономический эффект + 75873051 руб. При положительном экономическом эффекте модернизация считается рентабельной.
При проведенном изменении конструкции ловителей исключается задирание ленты с сохранением заданной точности изготовления детали.
Список используемых источников
Справочник конструктора штампов: Листовая штамповкаПор общ. ред. Л. И. Рудмана. - М.: Машиностроение 1988. - 496с.: ил. - (Б-ка конструктора).
Романовский В. П. Справочник по холодной штамповке. - 6-е изд. перераб. и доп. - Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние 1979. - 520 с. ил.
Анурьев В. И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3-х т. Т. 1. – 5-е изд. перераб. И доп. – М.: Машиностроение 1980.-728с. ил.
Справочник металлиста. В 5-ти т. Т. 1. Изд. 3-е перераб. Под ред. С. А. Чернавского и В. Ф. Рещикова. М. «Машиностроение» 1976.
Проектный расчет кривошипного пресса: Учебное пособие Никонов Н.М. Собачкин В.В. Надеев Л.Т. Алт. гос. техн. ун-т им. И.И. Ползунова. Барнаул: Изд-во АлтГТУ 2005. - 108 с.
Справочник металлиста. В 5-ти т. Т. 2. Изд. 3-е перераб. Под ред. А. Г. Рахштадта и В. А. Брострема М. «Машиностроение» 1976.
Живов Л. И. Овчинников А.Г. Кузнечно-штамповочное оборудование. Молоты. Ротационные машины. Импульсные штамповочные устройства. – Киев: Высш. Школа 1972.-574 с.
Ковка и штамповка: Справочник: В 4 т. Т. 4 Листовая штамповкаПод ред. А. Д. Матвеева; Ред. Совет: Е. И. Семенов (пред) и др. – М.: Машиностроение 1985-1987. – 544 с.: ил.
Охрименко Я. М. Технология кузнечно-штамповочного производства. Учебник для вузов. Изд. 2-е перераб. И доп. М. “Машиностроение” 1976.
Кузнечно-штамповочное оборудование: Учебник для машиностроительных вузовА. Н. Банкетов Ю. А. Бочаров Н. С. Добринский и др.; Под ред. А. Н. Банкетова Е. Н. Ланского. – 2-е изд. перераб. И доп. – М.: Машиностроение 1982. – 576 с. ил.
Механизация и автоматизация листовой штамповки в автомобилестроении Г. М. Роден и др. – М.: Машиностроение 1983. – 327 с.
Норицин В. А. Власов В. И. Автоматизация и механизация технологических процессов ковки и штамповки. – М.: Машиностроение 1967. – 388 с.
Горлова Н. И. Расчетное задание по курсу «Экономика и организация машиностроительного производства» для студентов специальности 120400 АлтГТУ им. И.И. Ползунова. – Барнаул: Изд-во АлтГТУ 1999. – 16 с.
Новицкий Н. И. Организация производства на предприятиях: Учеб. – метод. Пособие. – М.: Финансы и статистика 2003. – 392: ил.
Охрана труда в машиностроении: Учебник для машиностроительных вузов Е. Я. Юдин С. В. Белов С. К. Баланцев и др.; Под ред. Е. Я. Юдина С. В. Белова – 2-е изд. перераб. И доп. – М.: Машиностроение 1983 с. ил.
Безопасность жизнедеятельности: Учебник для вузов С. В. Белов А. В. Ильницкая А. Ф. Козьяков и др.; Под общ. ред. С. В. Белова. 5-е изд. испр. И доп. – М.: Высш. Шк. 2005. – 606 с.: ил.

Приложение А - задание.doc

Задание на дипломное проектирование
Министерство образования и науки Российской Федерации
АЛТАЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра Машины и технология обработки металлов давлением
Заведующий кафедрой С.В. Карпов
НА ДИПЛОМНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ
По специальности «Машины и технология обработки металлов давлением»
студенту группыПоздееву Александру Викторовичу
Тема: Комплекс автоматический для штамповки изделий из ленточного материала на базе пресса открытого однокривошипного усилием 1000 кН
Утверждено приказом ректора от№
Срок исполнения проекта
Задание принял к исполнениюПоздеев А.В.
Состав автоматического комплекса: разматывающее устройство модели РУ250 (Приложение И); правильное устройство модели ПУ250 (Приложение Е); валковая подача модели ВП250 (Приложение Д); пресс КЕ2130А силой 1000 кН частота ходов ползуна пресса 55хмин (Приложение В).
Автоматический комплекс предназначен для изготовления высечки (Приложение Б) из ленточного материала.
Содержание разделов проекта
Наименование и содержание разделов проекта
Трудоемкость % от всего объема проекта
Консультант (Ф.И.О. подпись)
Расчетно-пояснительная записка
I Технологическая часть
Анализ технологичности; определение технологического усилия штамповки; модернизация ловителей; расчет размеров проверочные расчеты инструмента и штамповой оснастки.
II Конструкторская часть
Модернизация привода пресса; расчет кинематических и динамических параметров валковой подачи; расчет привода правильного устройства; проверочные расчеты пресса правильного устройства валковой подачи в связи с модернизацией.
III Экономическая часть
Расчет себестоимости изготовления детали на базовом комплексе и на комплексе после модернизации; расчет экономического эффекта от повышения производительности.
Анализ вредных и опасных факторов; оценка безопасности работ машин и механизмов.
Технологические переходы
Привод правильного устройства
Сборочный чертеж валковой подачи
Сборочный чертеж штампа
Доработка станины пресса
Сборочный чертеж клиноременной передачи пресса
Экономические показатели
НАУЧНО–БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ ПОИСК
1 По научно–технической литературе просмотреть РЖ «Технология машиностроения»
за последние 3 года и научно–технические журналы “кузнечно–штамповочное производство” “Вестник машиностроения” за последние 3 года.
2 По нормативной литературе просмотреть указатели государственных и отраслевых стандартов РФ за последний год.
3 Патентный поиск провести за 5 лет по странам ФРГ США Франция Япония
подпись и. о. фамилия