Методика расчета. 1. Определяетсяполезная нагрузка на машину (при нижнем расположении прессующего поршня):

1. Определяется полезная нагрузка на машину (при нижнем расположении прессующего поршня):

 

, кН,

 

где – вес опоки (выбирается из ГОСТ в зависимости от материала опоки: сталь, алюминий, чугун, магниевый сплав и размеров опоки).

Значения масс опок приведены в табл. 4.1.

 

 

Рис. 4.1.Схема прессового механизма:

1 – прессовый цилиндр; 2 – прессовый поршень; 3 – модель; 4 – опока;

5 – наполнительная рамка; 6 – прессовая колодка; 7 – траверса;

8 – отверстие для впуска воздуха в прессовый цилиндр

 

Таблица 4.1

Масса опок, кг [5–8]

 

Материал опок и способ их изготовления

Длина L 0и ширина B 0 опок в свету, мм

Варианты исполнения

Высота опок, мм

L 0

B 0

Цельнолитые из сплава на основе Mg(МЛ5, МЛ6)

–

2,7

3,0

3,5

4,0

–

–

–

–

–

–

–

–

–

–

–

2,7

3,1

3,5

4,0

–

–

–

–

–

–

–

–

–

–

3,5 –

4,2 –

4,9 –

5,6 6,3

– 7,7

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

4,0 –

4,6 5,3

– 6,0

– 6,7

– 8,0

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

4,0 –

4,3 5,3

– 6,0

– 6,7

– 8,0

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

4,0 5,3

– 5,3

– 6,0

– 6,7

– 8,0

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

5,7 9,0

6,4 10,0

7,2 11,3

8,5 14,5

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

–

–

9,0

10,5

11,7

14,0

–

–

–

–

–

–

–

–

–

–

–

9,2

10,5

11,7

14,0

–

–

–

–

–

–

–

–

–

– –

– –

16,8 –

18,2 –

20,3 –

– 24,5

– 27,3

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

18,2 –

19,6 –

21,7 –

– 26,0

– 28,7

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

17,5

19,6 –

23,0 –

– 28,0

– 31,5

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

17,5 –

19,6 –

23,0 –

– 28,0

– 31,5

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

Продолжение табл. 4.1

 

– –

– –

– –

27,0 –

32,0 –

– 39,0

– 43,0

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

26,0 –

31,0 –

– 37,0

– 42,0

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

27,0 –

32,0 –

– 39,0

– 43,0

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

Цельно литые из сплава на основе Al(АК9,АК7, АК5М7)

–

3,8

4,4

5,0

5,6

–

–

–

–

–

–

–

–

–

–

–

3,8

4,5

5,0

5,6

–

–

–

–

–

–

–

–

–

–

5,0 –

6,0 –

7,0 –

8,0 9,0

– 11,0

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

5,6 –

6,6 7,6

– 8,6

– 9,6

– 11,6

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

5,6 –

6,6 7,6

– 8,6

– 9,6

– 11,6

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

5,6 –

6,6 7,6

– 8,6

– 9,6

11,2

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

8,2 13,0

9,2 14,5

10,2 16,2

12,2 19,4

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

–

–

13,5

15,0

16,7

20,0

–

–

–

–

–

–

–

–

–

–

–

13,5

15,0

16.7

20,0

–

–

–

–

–

–

–

–

–

– –

– –

24,0 –

26,0 –

29,0 –

– 35,0

– 39,0

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

26,0 –

28,0 –

31,0 –

– 37,0

– 41,0

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

25,0 –

28,0 –

33,0 –

– 40,0

– 45,0

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

25,0 –

28,0 –

33,0 –

– 40,0

– 45,0

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

Продолжение табл. 4.1

 

– –

– –

– –

39,0 –

46,0 –

– 56,0

– 63,0

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

37,0 –

44,0 –

– 53,0

– 60,0

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

39,0 –

46,0 –

– 56,0

63,0

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

Цельно- литейные стальные

8,5 –

10,6 13,5

13,8 15,5

15,8 17,5

20,3 21,5

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

9,5 –

11,8 15,0

15,3 17,4

17,6 19,8

22,0 24,6

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

10,5 – –

13,2 17,0 –

16,5 20,0 –

19,5 23,0 30,0

– – 36,0

– – –

– – –

– – –

– – –

– – –

– – –

– – –

– – –

– – –

–

–

–

50,0

53,0

64,0

71,0

78,0

–

–

–

–

–

–

–

–

–

–

–

66,0

74,0

82,0

90,0

98,0

106,0

–

–

–

–

–

–

–

–

–

71,0

80,0

89,0

98,0

107,0

116,0

–

–

–

–

–

–

–

–

–

76,0

85,0

94,0

103,0

112,0

121,0

–

–

–

–

–

–

–

–

–

76,0

85,0

94,0

103,0

112,0

121,0

–

–

–

–

–

–

–

–

–

115,0

127,0

135,0

148,0

161,0

173,0

–

–

–

–

–

–

–

–

–

120,0

135,0

149,0

162,0

176,0

190,0

–

–

–

–

–

– –

– –

– –

126,0 –

140,0 –

150,0 –

164,0 –

178,0 –

195,0 –

– 230,0

– 244,0

– –

– –

– –

–

–

–

–

–

146,0

156,0

172,0

187,0

205,0

–

–

–

–

–

– –

– –

– –

– –

154,0 –

164,0 –

179,0 –

196,0 –

228,0 –

– 250,0

– 266,0

– –

– –

– –

– – –

– – –

– – –

– – –

380,0 – –

412,0 – –

435,0 – –

458,0 – –

480,0 – –

– 510,0 525,0

– 535,0 552,0

– – –

– – –

– – –

–

–

–

–

–

392,0

413,0

435,0

465,0

487,0

–

–

–

–

–

Продолжение табл. 4.1

 

– –

– –

– –

– –

409,0 –

431,0 –

455,0 –

478,0 –

500,0 –

– 572,0

– 600,0

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

451,0 –

480,0 –

509,0 –

537,0 –

566,0 –

– 640,0

– 680,0

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

469,0 –

501,0 –

534,0 –

568,0 –

600,0 –

– 680,0

– 720,0

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

474,0 –

511,0 –

541,0 –

575,0 –

612,0 –

– 686,0

– 710,0

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

501,0 –

535,0 –

568,0 –

600,0 –

634,0 –

–740,0

– 798,0

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

502,0 –

538,0 –

568,0 –

600,0 –

635,0 –

– 760,0

– 820,0

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

950,0 –

1020,0 –

1084,0 –

– –

– 1205,0

– 1300,0

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

998,0 –

1057,0 –

1120,0 –

– –

– 1265,0

– 1365,0

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

1038,0 –

1134,0 –

1173,0 –

– –

– 1325,0

– 1430,0

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

1040,0 –

1092,0 –

1169,0 –

– –

– 1285,0

– 1390,0

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

1085,0 –

1144,0 –

1208,0 –

– –

– 1780,0

– 1445,0

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

1135,0 –

1196,0 –

1257,0 –

– –

– 1870,0

– 1490,0

– –

– –

– – –

– – –

– – –

– – –

– – –

– – –

1270,0 – –

1340,0 – –

1420,0 – –

– – –

– 1895,0 –

– 1915,0 –

– – 2150,0

– – 2300,0

– – –

– – –

– – –

– – –

– – –

– – –

1345,0 – –

1415,0 – –

1495,0 – –

– – –

– 1920,0 –

– 2000,0 –

– – 2270,0

– –2415,0

Продолжение табл. 4.1

 

– – –

– – –

– – –

– – –

– – –

– – –

1380,0 – –

1460,0 – –

1530,0 – –

– – –

– 1950,0 –

– 2080,0 –

– – 2380,0

– – 2538,0

– – –

– – –

– – –

– – –

– – –

– – –

1350,0 – –

1420,0 – –

1500,0 – –

– – –

– 1830,0 –

– 1970,0 –

– – 2260,0

– –2410,0

– – –

– – –

– – –

– – –

– – –

– – –

1400,0 –

1475,0 –

1550,0 –

– – –

– 1940,0

– 2070,0

– – 2370,0

– –2525,0

– – –

– – –

– – –

– – –

– – –

– – –

1420,0 – –

1460,0 – –

15550,0 – –

– – –

– 1950,0 –

– 2100,0 –

– – 2370,0

– –2528,0

– – –

– – –

– – –

– – –

– – –

– – –

1440,0 – –

1525,0 – –

1620,0 – –

– – –

– 2030,0 –

– 2180,0 –

– – 2475,0

– –2635,0

– – –

– – –

– – –

– – –

– – –

– – –

1560,0 – –

1650,0 – –

1745,0 – –

– – –

– 2020,0 –

– 2170,0 –

– – 2450,0

– – 2605,0

– – –

– – –

– – –

– – –

– – –

– – –

1550,0 – –

1634,0 – –

1728,0 – –

– – –

– 2170,0 –

– 2320,0 –

– – 2655,0

– –2830,0

Цельно-литые чугунные

10,8 –

13,5 16,5

16,8 19,0

19,5 21,5

25,0 24,0

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

11,5 –

14,5 18,0

18,5 20,5

21,5 23,0

25,5 27,5

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

12,5 – –

16,0 21,0 –

20,5 24,0 –

24,0 27,5 28,0

– – 38,0

– – –

– – –

– – –

– – –

– – –

– – –

– – –

– – –

– – –

–

–

–

74,0

80,0

90,0

99,0

108,0

–

–

––

–

–

–

–

–

–

–

–

88,0

100,0

110,0

121,0

131,0

144,0

–

–

–

–

–

Продолжение табл. 4.1

 

–

–

–

–

93,0

105,0

117,0

129,0

140,0

151,0

–

–

–

–

–

–

–

–

–

98,0

111,0

123,0

136,0

148,0

161,0

–

–

–

–

–

–

–

–

–

98,0

111,0

123,0

136,0

148,0

161,0

–

–

–

–

–

–

–

–

–

158,0

175,0

192,0

210,0

228,0

245,0

–

–

–

–

–

–

–

–

–

168,0

189,0

209,0

233,0

253,0

274,0

–

–

–

–

–

– –

– –

– –

182,0 –

202,0 –

222,0 –

242,0 –

262,0 –

282,0 –

– 328,0

– 348,0

– –

– –

– –

–

–

–

–

–

202,0

223,0

243,0

256,0

275,0

–

–

–

–

–

– –

– –

– –

– –

227,0 –

247,0 –

268,0 –

289,0 –

311,0 –

–358,0

– 380,0

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

501,0 –

538,0 –

560,0 –

590,0 –

619,0 –

–640,0

– 680,0

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

507,0 –

536,0 –

562,0 –

595,0 –

623,0 –

– 685,0

– 729,0

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

529,0 –

561,0 –

592,0 –

623,0 –

655,0 –

– 732,0

– 778,0

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

570,0 –

609,0 –

645,0 –

683,0 –

721,0 –

– 826,0

– 873,0

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

596,0 –

640,0 –

681,0 –

720,0 –

760,0 –

– 872,0

– 917,0

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

613,0 –

656,0 –

695,0 –

730,0 –

778,0 –

–768,0

– 812,0

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

663,0 –

716,0 –

765,0 –

810,0 –

860,0 –

– 926,0

– 965,0

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

698,0 –

750,0 –

798,0 –

819,0 –

897,0 –

– 822,0

– 871,0

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

1425,0 –

1482,0 –

–

– –

– 1940,0

– 1105,0

– –

– –

Продолжение табл. 4.1

 

– –

– –

– –

– –

– –

– –

1472,0 –

1522,0 –

1608,0 –

– –

– 2035,0

– 2196,0

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

1502,0 –

1587,0 –

1670,0 –

– –

– 2130,0

– 2305,0

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

1550,0 –

1610,0 –

1706,0 –

– –

– 2128,0

– 2300,0

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

1602,0 –

1663,0 –

1758,0 –

– –

– 2220,0

– 2410,0

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

1670,0 –

1730,0 –

1820,0 –

– –

– 2310,0

– 2505,0

– –

– –

– – –

– – –

– – –

– – –

– – –

– – –

1825,0 – –

1895,0 – –

1985,0 – –

– – –

– 2520,0 –

– 2755,0 –

– – 3130,0

– – 3320,0

– – –

– – –

– – –

– – –

– – –

– – –

1905,0 – –

1980,0 – –

2080,0 – –

– – –

– 2620,0 –

– 2830,0 –

– – 3270,0

– – 3470,0

– – –

– – –

– – –

– – –

– – –

– – –

1990,0 – –

2050,0 – –

2150,0 – –

– – –

– 2750,0 –

– 2960,0 –

– – 3380,0

– – 3595,0

– – –

– – –

– – –

– – –

– – –

– – –

– –

– –

– –

– – –

– –

– –

– –

– –

– – –

– – –

– – –

– – –

– – –

– – –

– –

– –

– –

– – –

– –

– –

– –

– –

– – –

– – –

– – –

– – –

– – –

– – –

2060,0 – –

2115,0 – –

2230,0 – –

– – –

– 2740,0 –

– 2950,0 –

– – 3385,0

– – 3590,0

– – –

– – –

– – –

– – –

– – –

– – –

2180,0 – –

2272,0 – –

2380,0 – –

– – –

– 2840,0 –

– 3060,0 –

– – 3525,0

– – 3595,0

Окончание табл. 4.1

 

– – –

– – –

– – –

– – –

– – –

– – –

2180,0 – –

2270,0 – –

2380,0 – –

– – –

– 2840,0 –

–3050,0 –

– –3495,0

– –3715,0

– – –

– – –

– – –

– – –

– – –

– – –

2195,0 – –

2285,0 – –

2415,0 – –

– – –

– 3060,0 –

– 3290,0 –

– –3760,0

– –3990,0

Литейные сварные из литых стальных элемен-тов (20Л, 25Л, 30Л)

13,2 –

14,8 21,2

16,6 –

18,4 24,4

21,4 27,0

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

14,0 –

16,0 23,0

18,1 –

20,0 26,5

23,6 30,1

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

17,7 –

19,8 –

21,8 28,6

– 33,2

– 37,6

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

–

–

–

–

31,0

35,4

39,8

–

–

–

–

–

–

–

–

–

–

–

52,0

55,2

65,0

71,2

83,2

–

–

–

–

–

–

–

–

–

–

–

64,3

77,0

84,3

99,2

105,8

119,2

–

–

–

–

–

–

–

–

–

59,6

71,3

78,7

94,0

100,8

112,8

–

–

–

–

–

–

–

–

–

67,5

81,4

89,2

107,4

112,2

126,9

–

–

–

–

–

–

–

–

–

71,8

86,7

95,1

112,7

120,0

136,2

–

–

–

–

–

–

–

–

–

70,0

85,7

94,1

111,0

118,6

134,0

–

–

–

–

–

–

–

–

–

111,3

130,0

140,0

161,3

172,8

190,0

–

–

–

–

–

– –

– –

– –

119,3 –

135,3 –

147,7 –

168,4 –

180,4 –

198,7 –

–230,7

– 244,0

– –

– –

– –

– –

– –

– –

122,0 –

142,0 –

155,0 –

177,2 –

190,2 –

209,7 –

–237,4

– 255,6

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

147,0 –

158,2 –

186,3 –

201,8 –

229,3 –

–248,5

– 267,3

– –

– –

– –

– –

– –

– –

– –

154,0 –

167,8 –

192,5 –

206,7 –

228,5 –

–258,8

– 281,6

– –

– –

– –

 

– вес формовочной смеси, кН. Точный вес формовочной смеси и модели можно определить после разработки технологии изготовления отливки (формы), так как номенклатура изготавливаемых отливок меняется. В приближенных расчетах можно принять, что объем уплотненной формовочной смеси составляет 75 % объема опоки. Тогда

 

, кН,

 

где – ускорение свободного падения, м/с²;

– вес модели и подмодельной плиты.

 

, кН,

 

где – удельный вес материала модели, кН/м³ (сталь ≈ 78; чугун ≈ 70; алюминиевый сплав ≈ 27).

– вес модельной плиты, кН.

Вес модельной плиты устанавливается по табл. 4.2 в зависимости от параметров опоки () и материала плиты (сталь, чугун).

 

Таблица 4.2

Масса модельных металлических плит (кг)

для встряхивающих формовочных машин [9]

 

Длина (A 0) и ширина (B 0) опок в свету, мм	Материал плит
A 0	B 0	Сталь марок 25Л, 30Л, 35Л	чугун марки СЧ18 и выше или ВЧ
		17,5; 18; 22; 26, 3; 30,6	23;26,8; 28,8; 29,9; 30,7
		24; 25; 26; 31,6; 37,2	29; 32; 32,5; 34; 39
		29; 30; 32; 37; 46	33; 37; 38; 39,3; 45,6
			134,5
		203; 295	243; 358

Окончание табл. 4.2

 

		52,5; 52,7; 78; 95; 122	73; 74; 94; 107; 117;
		110; 110,2; 117; 120; 147; 150; 156	133; 136; 138; 139; 171; 175; 200
		155; 155,2; 173; 192;1 96; 206; 315	205; 211; 212; 233; 315

 

2. Вес подвижных частей машины (поршень, стол) в первом приб­лижении можно определить по формуле

 

, кН.

 

3.Устанавливается общая грузоподъемность машины:

, кН.

 

4.Определяется сила трения,возникающая при перемещении прессового поршня:

 

, кН.

 

5.Рассчитывается требуемое давление прессования:

 

, кПа,

 

где = 0,4–0,6 – коэффициент уплотняемости смеси при прессовании.

Значения коэффициента уплотняемости связаны с высотой опоки следующим выражением:

,

где – высота опоки в см, что позволяет установить значения для стандартных высот опоки.

 

, мм
	0,63	0,59	0,57	0,55	0,52	0,50	0,48	0,47	0,46

 

6.Определяется площадь и диаметр прессового поршня:

 

,

 

где – площадь встряхивающего поршня, м²;

– усилие прессования, кН;

– площадь опоки, м².

Откуда

 

, м².

 

Зная площадь поршня, определяют его минимальный диаметр:

 

, м.

 

Необходимые данные для определения диаметра прессового поршня можно получить и иным путем [10]. Усилие на преодоление веса поднимаемых частей и трения обычно составляет не более 0,1–0,15 от силы прессования . Вес поднимаемых частей с нагрузкой в машинах с верхним прессованием и расположением прессового механизма внизу составляет обычно по эмпирическим данным , кН, где – площадь опоки, м². Отношение для тех же машин чаще всего находится в пределах 1,8–2,2. Избыточное давление воздуха в сети может колебаться в широких пределах, практически от 450 до 700 кПа. Поэтому при расчетах частей машины на прочность надо принимать большее значение – 700 кПа, а при расчете площади поршня – меньшее – 450 кПа или близкое к нему, во всяком случае не более 500 кПа [10].

7.Рассчитывается высота наполнительной рамки из условия, что масса смеси в опоке до и после прессования будет одинаковой:

 

;

 

, м.

 

При использовании профильной колодки для уменьшения разности в степени уплотнения формовочной смеси над моделью и вок­руг нее устанавливаются:

– высота уступа:

, м;

 

– высота наполнительной рамки:

 

, м.

 

Дальнейшие расчеты приводятся для условия применения плоской прессующей колодки (рис. 4.1).

 

 

Рис. 4.2. Схема уплотнения формы профильной прессовой колодкой

 

8.Строится индикаторная диаграмма пневматического прессово­го цилиндра (рис. 4.3).

Рис. 4.3. Индикаторная диаграмма пневматического прессового механизма

Индикаторная диаграмма является изображением процессов, кото­рые протекают в прессовом цилиндре машины. Она строится в координа­тах , где – ход прессового поршня. По площади инди­каторной диаграммы и по ее форме можно судить о величине полезно затрачен­ной работы, а также определить характер неисправностей в данной ма­шине.

Для обычного прессового механизма с верхним прессованием, не­подвижной плоской прессовой колодкой и перемещающимся вверх прессовым порш­нем с полезной нагрузкой координаты точек индикаторной диаграммы определяют следующим образом.

Точка 1 соответствует началу подъема поршня.

Избыточное (сверх атмосферного 100 кПа) давление сжатого воздуха на поршень должно преодолеть вес поднимаемых частей машины с полезной нагрузкой и силу трения поршня о стенки цилиндра:

, кПа.

 

Ордината т. 1 диаграммы

 

 

где ⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒