Zadatak

Data je krivajna presa za obradu limova sa osnovnim parametrima:- nominalna sila prese ,

- nominalni broj hodova: ,

- nominalni ugao:

- maksimalan hod pritiskivača: ,

- minimalni hod pritiskivača: ,

- broj hodova: .

Za presu sa datim karakteristikama potrebno je uraditi sljedeće:1.) Izvršiti proračun i izbor elektromotora uz provjeru klizanja.2.) Proračunati moment inercije zamajca.3.) Izračunati hodove pritiskivača u datom rasponu.4.) Konstruisati dijagrame eksploatacionih mogučnosti prese.

Rješenje

1. Proračun i izbor elektromotora uz provjeru klizanja

Proračun i izbor elektromotora

Nominalna snaga elektromotora određuje se na osnovu izraza:(1)

gdje je: - koeficijent rezervne snage i dobija se iz tabele br.8 na osnovu stvarnog broja hodova ,

- snaga aktivnog hoda,

- snaga praznog hoda.

Snaga aktivnog hoda dobija se iz zbira aktivnih radova u toku tehnološkog ciklusa, te je:

(2)

gdje je: - rad utrošen na uključivanje spojnice,

- direktni rad utrošen na proces deformacije,

- rad trenja u mehanizmima za vrijeme procesa deformisanja,

- vrijeme trajanja ciklusa.

Snaga praznog hoda je:

(3)

gdje je: - rad trenja u svim mehanizmima kad pritiskivač nije u dodiru sa radnim predmetom.

Ako izraze (2) i (3) uvrstimo u izraz (1) dobija se da je nominalna snaga elektromotora:

. (4)

U posljednjem izrazu mogu se zanemariti svi radovi osim rada koji je direktno utrošen na proces deformacije ( ), pa konačni izraz za određivanje nominalne snage elektromotora ima oblik:

(5)

- Da bi smo iz tabele br.8 dobili koeficijent rezervne snage mora se odrediti stvarni broj dvojnih hodova, i to na osnovu izraza:

gdje je: - faktor iskorištenja dvojnih hodova i dobija se iz tabele br.1 na osnovu tipa prese (univerzalna presa prostog dejstva)

pa je:, .

Sada se iz tabele br.8, na osnovu , , dobija:

.

- Rad koji je direktno utrošen na proces deformacije dobija se iz izraza:

(6)

gdje je:

- nominalni hod pritiskivača prese.

R

l

HR

2

G M T

s

F

N 90

F F b gWd

D M T

G M T

D M TNominalni hod pritiskivača prese se računa kao:

(7)

gdje je:

, - poluprečnik krivaje,

- konstruktivna karakteristika prese i dobija se iz tabele br.2 na osnovu tipa

prese (univerzalna presa prostog dejstva sa nepromjenjivim normalnim hodom),pa je, na osnovu izraza (7):

, .

Sada je, na osnovu izraza (6):

, .

- Vrijeme tehnološkog ciklusa se određuje iz izraza:

gdje je:

, - vrijeme trajanja dvojnog hoda,

pa je:

, .

Na osnovu gore dobivenog, iz izraza (5), dobija se za nominalnu snagu elektromotora:

, ,

odnosno:, .

S obzirom na izračunatu nominalnu snagu elektromotora bira se, iz tabela, trofazni asinhroni motor:ZK 90 L-8

sa sljedećim podacima:- nominalna snaga elektromotora: , ,

- sinhrona brzina vrtnje: , ,

- asinhrona brzina vrtnje: , i

- stepen iskorištenja motora: .

Provjera klizanja

Iz tabele br.8, na osnovu , , dobija se da nominalno klizanje elektromotora treba biti u intervalu:

.

Nominalno klizanje elektromotora se računa kao:

i kao što vidimo ono se nalazi u intervalu dobivenom iz tabele br.8, što znači da zadovoljava.

2. Proračun momenta inercije zamajca

Određivanje momenta inercije zamajca na osnovu potrebne kinetičke energije

Potreban rad zamajca se određuje iz obrasca:.

Sa dijagrama zavisnosti ugaone brzine od ugla krivaje (donja slika) definiše se srednja ugaona brzina, kao:

.

m ax

m in

Z a le t R a d n i režim Z a u stav lja n je

sr

Takođe se definira i neravnomjernost rada mehanizma prese, kao:

.

Iz posljednja dva izraza se dobija:(8)

(9)Iz uslova da je priraštaj kinetičke energije za jedan deformacioni ciklus (od tačke 1 do tačke 2 na dijagramu) jednak sumi svih radova za isti taj ciklus, tj.:

slijedi da je:

gdje je: - rad zamajca,

- nekorigovani moment inercije zamajca.

Sređivanjem se dobija:

odnosno:

(10)

Uvrštavanjem izraza (8) i (9) u izraz (10) dobija se:

odnosno:

,

odakle je:

(11)

Iz izraza (8) dobija se da je:

i ako ovo uvrstimo u izraz (9) dobija se:

odnosno:,

odakle je:

.

Ako posljednji izraz uvrstimo u izraz (11) dobija se:

odnosno:

.

Pošto je:

,

to je:

odnosno:

(12)

što predstavlja konačni izraz za nekorigovani moment inercije zamajca.

- Neravnomjernost rada mehanizma prese može se odrediti na osnovu dozvoljenog zagrijavanja elektromotora, odakle je:

gdje je: - tabela br.8 na osnovu , ,

- elastično klizanje remenova,pa je:

.

- Rad zamajca se određuje na osnovu izraza:(13)

gdje je: - rad motora u periodu radnog hoda i

- utrošak energije u periodu radnog hoda.

Rad motora se određuje na osnovu izraza:

gdje je:

, - vrijeme koje odgovara radnom hodu,

pa je:, .

Sada je, iz izraza (13), rad zamajca:, .

- Broj obrtaja zamajca ( ) može se odrediti na osnovu konstruktivne izvedbe prese.

Pošto je , znači da se radi o brzohodnoj izvedbi prese ( , ), na osnovu čega principjelna šema prese izgleda kao na donjoj slici.

n em

n zn d h

Sa slike se vidi da je:, .

Sada imamo sve elemente za određivanje nekorigovanog momenta inercije zamajca, pa je iz izraza (12):

tj.:

, .

Za dobiveni moment inercije mora se u zavisnosti od režima rada izvršiti korekcija, pa za režim neprekidnih dvojnih hodova je:

tj.:, .

3. Proračun hodova pritiskivača

Kao što se vidi sa slike, hod pritiskivača se računa po obrascu:

gdje je:

,

, .

Promjena ugla vrši se za vrijednost:

gdje je: - broj različitih hodova

pa je:

.

Proračun je izvršen tabelarno i dat je u donjoj tabeli.

Dijagram zavisnosti ekscentriciteta u zavisnosti od ugla dat je na donjoj sici.

0 30 60 90 120 150 180

4,00 9,61 17,35 24,21 29,51 32,86 34,00

H=2e 8,00 19,22 34,70 48,41 59,03 65,72 68,00

4. Analiza sila na pritiskivaču prese

Nominalni moment se određuje iz izraza:

gdje je: - nominalni krak,

- nominalna sila.

Nominalni krak se određuje kao:

gdje je: - idealni krak,

- krak trenja ( , za ovuu vrstu prese). Usvaja se: , .

Idealni krak se računa kao:

gdje je:

- konstruuktivna karakteristika prese i usvaja se zavisno od tipa prese. Iz tabele br.2 za univerzalnuu

presu prostog dejstva sa regulacijom hoda pritiskivača imamo . Usvaja se: .

, - dužina krivajne poluge.

, - maksimalni ekscentricitet prese.

4 9,61 17,35 24,21 29,51 32,86 34

0,01 0,02 0,04 0,06 0,07 0,08 0,081,38 3,36 6,16 8,72 10,75 12,05 12,50

2220 2714 3415 4056 4563 4889 5001

Sada je:

, .

Sada je:

, .

Pošto je:

odavde se dobija:

Proračun sile na pritiskivaču u zavisnosti od R i je dat u donjoj tabeli:

4 9,61 17,35 24,21 29,51 32,86 34

0 0,00 666,67 0,00 666,67 0,00 666,67 0,00 666,67 0,00 666,67 0,00 666,67 0,00 666,675 0,35 636,79 0,86 598,34 1,57 551,05 2,23 513,89 2,75 487,81 3,08 472,39 3,20 467,31

10 0,70 609,68 1,71 543,13 3,13 470,19 4,44 418,77 5,47 385,36 6,14 366,55 6,37 360,5115 1,04 585,16 2,54 497,93 4,67 410,93 6,61 354,34 8,15 319,49 9,14 300,48 9,48 294,4720 1,38 563,05 3,36 460,55 6,16 365,99 8,72 308,19 10,75 273,95 12,06 255,68 12,50 249,9625 1,70 543,19 4,14 429,38 7,60 331,04 10,76 273,83 13,26 240,89 14,86 223,61 15,41 218,2430 2,02 525,41 4,90 403,26 8,98 303,37 12,70 247,50 15,64 216,05 17,53 199,76 18,18 194,7235 2,31 509,58 5,61 381,27 10,28 281,15 14,53 226,92 17,89 196,94 20,04 181,54 20,78 176,8140 2,59 495,56 6,28 362,73 11,50 263,14 16,24 210,61 19,98 181,97 22,37 167,38 23,19 162,9045 2,85 483,22 6,90 347,13 12,62 248,48 17,81 197,56 21,89 170,12 24,51 156,22 25,40 151,9750 3,08 472,47 7,47 334,03 13,64 236,52 19,23 187,09 23,61 160,69 26,42 147,39 27,38 143,3355 3,29 463,21 7,97 323,12 14,55 226,81 20,48 178,70 25,14 153,21 28,11 140,41 29,13 136,5060 3,48 455,36 8,42 314,14 15,33 218,99 21,56 172,04 26,44 147,30 29,56 134,92 30,62 131,1665 3,64 448,85 8,79 306,88 16,00 212,80 22,47 166,83 27,53 142,73 30,75 130,70 31,86 127,0470 3,77 443,62 9,10 301,20 16,53 208,06 23,19 162,90 28,39 139,32 31,69 127,57 32,82 124,0075 3,87 439,63 9,34 296,97 16,94 204,62 23,73 160,10 29,02 136,92 32,38 125,39 33,52 121,8980 3,95 436,85 9,50 294,10 17,21 202,37 24,08 158,34 29,41 135,46 32,80 124,08 33,95 120,6385 3,99 435,23 9,59 292,53 17,35 201,24 24,24 157,54 29,58 134,86 32,96 123,59 34,11 120,1790 4,00 434,78 9,61 292,23 17,35 201,21 24,21 157,68 29,51 135,10 32,86 123,89 34,00 120,48

Hod pritiskivača u zavisnosti od ekscentriciteta R i ugla zaokretanja je dat sljedećim izrazom:

.

Proračun hoda pritiskivača je dat u sljedečoj tabeli.

4 9,61 17,35 24,21 29,51 32,86 34

0 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,005 0,02 0,04 0,07 0,10 0,12 0,13 0,14

10 0,06 0,15 0,27 0,39 0,48 0,54 0,5615 0,14 0,33 0,61 0,87 1,07 1,20 1,2520 0,24 0,59 1,09 1,54 1,90 2,13 2,2125 0,38 0,92 1,69 2,39 2,95 3,31 3,4330 0,54 1,31 2,41 3,42 4,21 4,72 4,9035 0,73 1,77 3,25 4,61 5,67 6,36 6,6040 0,94 2,29 4,21 5,95 7,33 8,21 8,5245 1,18 2,87 5,26 7,44 9,16 10,26 10,6450 1,44 3,50 6,41 9,05 11,14 12,48 12,9455 1,72 4,17 7,64 10,79 13,27 14,86 15,4160 2,01 4,89 8,94 12,62 15,52 17,38 18,0265 2,32 5,64 10,31 14,54 17,88 20,02 20,7570 2,65 6,42 11,73 16,54 20,32 22,74 23,5775 2,98 7,22 13,19 18,59 22,83 25,54 26,47

80 3,32 8,05 14,68 20,67 25,38 28,39 29,4185 3,67 8,88 16,19 22,78 27,95 31,26 32,3990 4,00 9,61 17,35 24,21 29,51 32,86 34,00