Сергей Гаврилов - Гидропресс: эскизы, расчеты

Проект предлагаемого к рассмотрению пресса получился довольно удачным.

Пресс сделали почти в десятке экземпляров. Все пресса этого проекта работают ( когда есть заказ ) без замечаний по конструкции. Вся документация по разработанному мной прессу без вести пропала. В архиве стались отдельные чертежи. Принял решение по памяти, по отрывочным записям восстановить то, что помню, все расчеты произвел заново. Решил, что со временем производство восстановится и технические знания вновь будут нужны.

Расчет пресса

Расчет гидравлического рамного пресса

( Разработан автором, эскизы выполнены автором по памяти. )

# .....

Исходные данные для проектирования:

Рабочее давление воды 220 кгс / кв.см.

Усилие прессования 480 тс.

Ход плунжера 1600 мм.

Усилие выталкивания 65 тс.

Ход выталкивателя 500 мм.

Главный плунжер

Расчет начинаем с плунжера рабочего цилиндра:

При рабочем усилии F = 480 000 кгс и давлении P = 220 кгс / кв.см. –

Площадь сечения плунжера S = F / P… S = 2181,8 кв.см. Что соответствует диаметру

Dп = 527 мм. Округляя принимаем диаметр плунжера Dп = 530 мм.

По соотношениям размеров бронзовых втулок и натяжного фланца цилиндра с пресса Нельсон Винтер задаем размеры аналогичных деталей для пресса 480 тс.

Работоспособность машины сильно зависит от разных мелких особенностей конструкции.

Поэтому в качестве иллюстрации приведены рисунки максимально приближенные к рабочим чертежам действующего пресса. Далее будут пояснены особенности деталей и конструкции в целом и чем эти особенности были вызваны.

При проектировании пресса выполнялось много расчетов деталей пресса Нельсон Винтер

для определения допускаемых напряжений и взаимного соотношения размеров элементов деталей…. Прилагаемые рисунки – итоговый результат.

Плунжер рабочего цилиндра

Особенности плунжера: При максимальном ходе плунжера вниз – плунжер своей цилиндрической частью должен полностью прилегать ко всей поверхности верхней бронзовой втулки цилиндра. При демонтированном пуансоне и матрице, плунжер с ползуном должен полностью выйти из цилиндра пресса, с возможностью демонтажа методом выдвижения в сторону из под пресса. В нижней части плунжера имеется конический заход для облегчения монтажа фланца амбаража ( нажимного фланца ) .

Цилиндрическая поверхность плунжера накатывается гладким роликом для достижения возможно меньшей шероховатости поверхности, затем подвергается закалке ТВЧ на максимальную твердость поверхности. Со временем плунжер изнашивается, на нем появляются глубокие риски нарушающие герметичность. При ремонте плунжера с проточкой наружной поверхности, рекомендуется наварить слой нержавеющей стали и восстановить чертежный размер. Нержавеющая сталь дает более гладкую и износостойкую поверхность после накатки ( испытано при ремонтах ). В верней части плунжера имеется резьбовое отверстие под рым болт для транспортировки к месту монтажа.

Перед монтажем плунжера в цилиндр – отверстие под рым болт закрывается резьбовой пробкой смазанной консервационной густой смазкой.

В литературе рекомендуется соединять плунжер с ползуном с помощью цилиндрических или конических посадок. При анализе работы пресса было принято решение выполнить сопряжение наиболее простое: Плоский торец плунжера упирается в плоскость ползуна. Практика показала – сопряжение работает без замечаний.

На Одесском прессе ПО 937 сопряжение ползун – плунжер было выполнено по цилиндрической посадке. При эксплуатации соединение становится весьма прочным из за коррозии и вызывает большие трудности в разборке при ремонте.

Главный цилиндр пресса

Рекомендации из литературы: А.Н. Банкетов Стр 298.

Данные из литературы:

Внутренний диаметр цилиндра делается на 10… 15 мм. больше диаметра плунжера.

W= sqrt( Z ) .. Функция извлечения квадратного корня из числа Z…

Пример: 3= sqrt( 9 )…

Наружный диаметр цилиндра:

Dn = Dv* sqrt( Bd / ( Bd – 1,7321 * P ))…

Где Dv – внутренний диаметр цилиндра в см.

Bd – допускаемое напряжение на разрыв в кгс / кв.см.

P – Давление в цилиндре в кгс / кв.см. P = 0,29 * Bd…

В этом случае вес цилиндра получается минимальным. На практике давление делают меньше на 70% и ближайшее по ГОСТу.

При возможности выбора рабочего давления: рекомендуется рабочее давление из ряда стандартных: ( таблица в конце книги ).

Рекомендуемые допускаемые напряжения для стальных цилиндров из стали

0,35 % углерода и 2 % никеля … Рекомендуемые допускаемые напряжения:

Для литого цилиндра 800… 1000 кгс/кв.см.

Для кованого цилиндра 1500… 1800 кгс/кв.см.

Рекомендуется: Толщину днища цилиндра принимать на менее

двух толщин стенки цилиндра.

Сопряжение днища со стенкой производить радиусом не менее 0,4 от толщины стенки.

Бурт фланца цилиндра сопрягать со стенкой радиусом не менее 0,25 от толщины стенки.

Опорная плоскость бурта проверяется на смятие, на напряжение не более 800 кгс/кв.см.

Толщину бурта проверяют на срез. Напряжение среза не более 400 кгс/кв.см.

Цилиндр испытать гидравлическим давлением величиной более или равным

полутора рабочего давления цилиндра. ( Испытывать в собранном прессе ).

Поверхность плунжера закалить и отполировать

( шероховатость не более 0,63 микрометра ).

Втулку нажимного фланца и втулку цилиндра выполняют из высококачественной бронзы.

Сопряжение плунжера со втулкой нажимного фланца выполняют по ходовой посадке второго класса А2 / Х2

В современных обозначениях: Н7 / f 7 …

( Для диаметра 500 мм : отв 500 + 0,06 / вал 500 – 0,08 … – 0,14 )…

# .........

В данном проекте:

Спроектированный цилиндр выполнен из цельной поковки.

На части прессов цилиндр был выполнен сварным: Одна часть в виде толстостенной кованой трубы и другая часть в виде кованного днища, обе части соединялись электросваркой ( сваркой плавлением под слоем флюса )

с последующей термообработкой.

Заготовки цилиндра ковали на других предприятиях которые согласовывали

конструкцию заготовки цилиндра под свои технологии.

За все время только один цилиндр из шести потребовал ремонта из за продольной трещины, что повлекло только утечку воды без каких либо серьезных последствий. Видимо трещина образовалась еще при ковке заготовки.

Плунжер в цилиндре уплотняется сальниковой прожированной набивкой квадратного сечения, сплошного плетения. Набивка марки ХБП квадрат 28 сквозного плетения с жировой пропиткой ГОСТ 5152-84. Были попытки использовать « V » образный резинотканевый шнур – но в работе он показал себя хуже набивки ХБП.. Пробовали применять набивку из синтетики. Эта набивка работала хорошо, но была значительно дороже, в итоге остановились на набивке ХБП..