Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Пресс-ножницы НГ522

Изм.

Лист

№ Докум.

Подпись

Дата

Листттиттт

ДП.06337085.ЭСА 08-2.000 ПЗ

ВВЕДЕНИЕ

Современные прессовые цехи являются сложными производственными комплексами, оснащенными разнообразным механическим и электрическим оборудованием, обслуживание которого требует четкого соблюдения правил безопасности и норм производственной санитарии. Непрерывность технологического процесса требует одновременного выполнения различных по характеру операций. Выполнение этих операций строго регламентировано по времени как графиком выполнения производственного плана, так и условиями безопасности. Высокая интенсивность производства обеспечивает и высокую интенсивность труда персонала прессовых цехов. Большая часть оборудования прессовых цехов имеет автоматические и полуавтоматические системы управления и продолжают работать независимо от сложившейся производственной ситуации. Это также требует быстрого и правильного вмешательства обслуживающего персонала. Четкие знания и соблюдение правил безопасности необходимы обслуживающему персоналу для оперативного проведения ремонта вышедшего из строя оборудования.

Для прессового цеха характерна также большая протяженность и разбросанность обслуживающих механизмов, имеющих дистанционное управление и расположенных на высоте и в подвальных помещениях, что, разумеется снижает видимость и слышимость световой и звуковой сигнализации, затрудняет прием предупредительных сигналов.

Условия труда в прессовых цехах характеризуются наличием вредных факторов, таких как запыленность , теплоизлучение и шум.

ОБЩАЯ ЧАСТЬ

Классификация механизмов ножниц

Кривошипные ножницы. Кривошипные ножницы относятся к оборудованию, предназначенному для разделительных операций и являются основным технологическим оборудованием для резки листа, проката, труб и скрапа. Известны и другие способы резки. Огневой способ резки достаточно производителен, однако не обеспечивает чистоты кромок; резка на дисковых пилах, хотя и дает хорошую точность и чистоту реза, но малопроизводительна. Ломку на холодноломах применяют для получения заготовок крупных сечений. К недостаткам этого процесса можно отнести дополнительные затраты времени на предварительную разметку и операцию надрезки. Резка с помощью лазеров еще не получила применения в промышленности. С помощью излучения лазера можно выполнять отверстия в наиболее твердых и хрупких материалах. Для обработки твердых материалов применяют резку ультразвуком. Производительность этого метода небольшая.

Кривошипные ножницы можно подразделить на ножницы с одним и с двумя кривошипами (соответственно ножницы однокривошипные и двухкривошипные). Ножницы листовые с наклонным ножом являются двухкривошипными. Остальные ножницы относятся к однокривошипным. Это высечные (листовые) ножницы, ножницы для резки заготовок (обычной и повышенной точности), аллигаторные ножницы (резка скрапа). Комбинированные пресс-ножницы имеют три исполнительных механизма и служат для резки сортового проката, листов, полос, а также для пробивки отверстий. Для резки труб используют специальные ножницы.

Комбинированные ножницы. Для резки листового, сортового и фасонного проката, а также производства зарубок применяют комбинированные ножницы. Комбинированные ножницы называют пресс-ножницами, если они имеют дыропробивной пресс.

Пресс-ножницы предназначены для резки листа, резки сортового металла и пресса для пробивки отверстий. Все эти механизмы смонтированы на одной станине и имеют общий привод. Механизм управления ползуном сортовых и листовых ножниц рычажный, управление дыропробивным прессом рычажное или педальное. Основные параметры комбинированных пресс-ножниц регламентирует ГОСТ 7355 – 77. Толщина разрезаемых листов от 10 до 32 мм, диаметр отрезаемого круга от 36 до 75 мм, сторона квадрата от 32 до 65 мм, число ходов в минуту от 66 до 28. Резка на ножницах является самым экономичным способом разделки проката на заготовки. При резке важно (во избежание двойного среза), чтобы глубина внедрения ножей в металл не превышала V4 высоты разрезаемого сечения, особенно в случае резки высокопластичных металлов или заготовок, подогретых до высокой температуры. Чтобы предотвратить образование трещин на торцах (вследствие хрупкости некоторых сталей), прибегают к подогреву заготовок. Вхолодную режут углеродистые стали, содержащие до 0.5 % углерода. На качество реза влияет и скорость внедрения ножей в металл, для углеродистых сталей предпочтительнее повышенная скорость, а для легировочных сталей пониженная. В связи с этим новые конструкции ножниц рационально снабжать двухскоростными электродвигателями.

Ножницы гильотинные, или гильотина, представляют собой специальный станок, используемый в целях резки и раскройки металлического материала (листового). Листы металла могут различаться по толщине. Данное оборудование способно функционировать, резать и раскраивать металл различной толщины с сохранением высокого уровня точности. Как правило, гильотинные ножницы классифицируются по механизму управления. Классификация основана на особенностях устройства и функционирования ножевой балки. Таким образом гильотинные ножницы подразделяются на

– ручные;

– пневматические;

– гидравлические;

– механические;

– электромеханические;

– автоматические (с ЧПУ);

– комбинированные.

Устройство работы ножевой балки у автоматических гильотинных ножниц представляет собой определенную программу оборудования (станка) с ЧПУ. В случае с ручными гильотинными ножницами это специальная педаль.
Ручные и пневматические гильотины – самый простой тип кузнечно-прессового оборудования. Они используются для прямолинейной резки металлических листов, а также резины и пластмассы. Ручные гильотинные ножницы достаточно просты в эксплуатации и обладают небольшими габаритами. Их компактность позволяет легко выбрать место для установки оборудования. Они позволят экономить на электроэнергии, так как они не потребляют электричество. В основе работы привода лежит рычажно-пружинная система. Однако ручные гильотины нельзя применять для резки особо прочных материалов.

Механические гильотинные ножницы являются достаточно надежными. Кроме того, данный тип гильотин характеризуется небольшим потреблением электроэнергии. Функционирование (передвижение) ножа определяется карданным валом. В механических гильотинных ножницах маховик приводится в действие двигателем. Эксплуатация механических гильотин проста и не вызывает затруднений. Особая конструкция сварной рамы позволяет существенно снизить нагрузки.

Гильотинные ножницы гидравлического типа представляют собой массивную конструкцию. Благодаря этому, а также задней линейке, существует возможность высокой точности реза. Оборудование данного типа имеет специальные цилиндры, которые позволяют фиксировать материал по всей длине реза. При этом зазор между лезвиями можно регулировать механическим способом. Некоторые гильотинные ножницы подразумевают установку ЧПУ в своем устройстве. Это дает возможность увеличить скорость функционирования гильотины и сохранять в памяти параметры реза для большого количества металла.

Гильотинные ножницы с электромеханическим приводом не только просты в использовании, но и позволяют добиться высокой производительности и точности реза с помощью регулировки положения ножей.

В большинстве случаев потребители выбирают гидравлические гильотинные ножницы с ручной либо автоматической регулировкой зазора между ножами. Данный тип гильотинных ножниц прост в эксплуатации, а также подразумевает резку, как листового металла, так и стержней.
Автоматические гильотинные ножницы обладают автоматической системой управления. Станок позволяет выполнять различные программы, выбирать параметры резки, сохранять настройки в памяти машины.

Пресс ножницы 5222 комбинированные могут найти применение на машиностроительных, ремонтных и других заводах, при эксплуатации в климатических зонах с умеренным и холодным климатом (исполнение УХЛ), сухим и влажным тропическим климатом .Практически все производители предлагают пресс-ножницы, оснащенные пультом управления, благодаря которому можно задавать время операции, их последовательность и число. Такой станок как нельзя лучше подходит для работы в напряженном режиме: он отлично покажет себя в течение трех смен в день. Отрезка полос может осуществляться под разными углами без предварительной разметки. В связи со своими достоинствами пресс-ножницы могут применяться не только на производстве, но и в строительстве и там, где требуется утилизация металлолома. Детали слишком больших габаритов потребуется предварительно прессовать.

1.2 Технические данные механизма

Основные технические данные пресс-ножниц приведены в таблице 1.1

Таблица 1.1 – Технические данные пресс-ножниц

Наименование параметра	Номинальное значение
Усилие пресса, т	40
Толщина обрабатываемой полосы, мм	16
Ширина обрабатываемой полосы, мм	150
Диаметр обрабатываемого круга, мм	45
Размер стороны обрабатываемого квадрата	40
Размеры разнобокого уголка, отрезаемого под углом 90°, мм	125х12
Профиль двутавра	18
Профиль швеллера	18
Диаметр пробиваемого отверстия, мм	30

Описание технологического процесса

Пресс – ножницы комбинированные (рисунок 1.1) предназначены для отрезки полосы, отрезки проката до 1000 мм по упору, отрезки уголка, круга, швеллера, двутавра; пробивки пазов треугольной и прямоугольной формы; пробивки отверстий круглой, прямоугольной, квадратной и любой другой формы.

Все операции проводятся на одном и том же станке, что обеспечивает гибкую и экономичную обработку проката в крупном машиностроительном производстве, на строительных площадках, а также в любой ремонтной мастерской. Конструкция пресс–ножниц и множество вариантов дополнительной оснастки позволяют использовать пресс – ножницы для обработки проката различного профиля и разных параметров.

Рисунок 1.1– Общий вид пресс-ножниц комбинированных НГ 5222

На рисунке 1.2 приведена кинематическая схема пресс – ножниц.

1 – вал-шестерня; 2 – маховик; 3 – электродвигатель; 4 – колесо зубчатое; 5 –шатун; 6–вал; 7 –балансир; 8–ползун пресса; 9–электромагнит; 10–ползун сортополосов секции

Рисунок 1.2– Схема кинематическая пресс-ножниц НГ5222

Привод пресс-ножниц осуществляется от электродвигателя 3 через клиноременную передачу, маховик 2 и одноступенчатую передачу 1, 4 к эксцентриковому валу 6. Зубчатая пара 1, 4 прямозубая, цилиндрическая. Движение на ползун 10 сортополосовой секции передается через балансир 7 и западающий камень. Включение и выключение исполнительных механизмов осуществляется через систему рычагов, связанных с одной стороны с шатуном и западающим камнем, а с другой стороны- с электромагнитами 9. Вал-шестерня: z1=14 – ширину обода 80 мм и изготовлено из стали 35Л ГОСТ977 – 88.

Станина (рисунок 1.3) состоит из двух листов- переднего 3 толщиной 50 мм и заднего 7 толщиной 50 мм и заднего 7 толщиной 2 мм. Сваренных между собой с использованием проставок и ребер. В станине выполнены расточки для установки в них оси 2 качания балансира, оси 9 ползуна сортовой секции, бронзовых втулок 13, 14 под вал–шестерню. Кроме того, в стенках станины выполнены окна 5, в которые заводят и крепят при помощи упоров 4,6 неподвижные инструментальные плиты. Зазор между ними регулируется вкладышами 11, 12 в которые входят прокладки 10. Винтами в специальном гнезде крепится нож 8 для отрезки полосы и листа. Со стороны зева на станину приваривается плита 1, на которой крепится ползун пресса для пробивки отверстий.

Рисунок 1.3 – Станина

Ползун 9, связанный через западающий шатун 5 и подпятник с эксцентриковым валов 3, качается на оси 1 между направляющими вкладышами, регулируемыми болтами. В исходное положение ползун возвращается и удерживается пружиной 2 с тягой 4. В средней части ползуна имеется вырез, в которой крепится подвижная плита, справа в нижней части- гнезда для крепления ножей для отрезки полосы инструмента для пробивки пазов.

Для уменьшения трения между эксцентриковым валом и вкладышем 12 установлены бронзовые вкладыши 10 и 11.

На рисунке 1.4 приведена схема сортополосового ползуна.

Рисунок 1.4 – Ползун сортополосовой

Недостатки базовой электромеханической системы.

В данное время в прессовых цехах эксплуатируется электропривод с релейно-контактным управлением. Недостатком такого привода является:

– невозможность плавного регулирования скорости двигателя;

– механический износ элементов схемы управления;

– громоздкость конструкции.

Чтобы устранить вышеприведенные недостатки, предлагается установить частотный привод. Преимуществами такого привода является возможностью плавного регулирования скорости двигателя, происходит замена релейно–контактной схемы управления двигателя на микропроцессорные устройства, которые, в свою очередь, являются более надежными. Установив регулируемый электропривод на пресс-ножницах можно снизить годовые энергозатраты.

1.5 Описание функционирования базовой принципиальной схемы

На рисунке 1.5 представлена электрическая принципиальная схема базовой системы.

Для подготовки к работе

– автоматическим выключателем QF1 подключите электросхему пресс-ножниц к цеховой питающей сети. При этом на дверце шкафа загорится белая сигнальная лампа «Сеть»;

– переключатель SA1 установите в положение, соответствующее выбранной для работы секции. При этом загорится лампочка HL6 «Сортовая секция» или HL9 «Секция пробивка отверстий»;

– нажатием кнопки SB3 запустите электродвигатель главного привода. При этом включается магнитный пускатель КМ1, который став на самопитание и подключив электродвигатель М1 к силовой цепи, включает сигнальную лампу HL2 синего цвета «Главный привод».

Рисунок 1.5 – Электрическая принципиальная схема пресс – ножниц

Описание работы схемы электрической принципиальной. Электродвигатель выключается кнопками «Общий стоп» SB1 и SB2, расположенными на станине.

Работа схемы в режиме «Одиночные ходы». Переключатель SA1 установите для работы на одной из секций: «Сортовая секция» или «Секция для пробивки отверстий».

При установке переключателя в положение «Сортовая секция» загорается лампочка HL6 зеленого цвета, подключается цепь включения электромагнита УА2, в цепь управления подключаются контакты SQ3.1 и SQ6.2 концевых выключателей.

Для включения электромагнита УА2 необходимо нажать на кнопку SB8. При этом, если ползун находится в верхнем положении конечный выключатель SQ6.2 включит магнитный пускатель КМ4 по цепи 16-23-27-6 который будет находиться во включенном состоянии на время воздействия управляющего кулачка на толкатель концевого выключателя SQ6. Магнитный пускатель КМ4 подключает выпрямительное устройство А1 к, включает магнитный пускатель КМ3 по цепи 16-23-27-6. Магнитный пускатель КМ3 становится на самопитание по цепи 16-23-27-6 и включает электромагнит УА2 в форсированном режиме.

При достижении ползуном нижней точки конечный выключатель SQ3.1 разрывает цепь питания магнитного пускателя КМ2, который своими контактами отключает электромагнит УА2.

При возвращении ползуна в верхнее положении шатун под действием возвратной пружины возвращается в исходное положение.

Для повторного включения ползуна нажмите снова кнопку SB8.

При длительном нажатии на педаль непрерывного хода не получается, т.к. при движении ползуна конечный выключатель SQ3 разрывает цепь магнитного пускателя КМ2, который в свою очередь отключает электромагнит УА2 и разрывает цепь самопитания магнитного пускателя КМ3. Но магнитный пускатель КМ3 остается включенным по цепи
16-17-27-6 и своим контактом по цепи 17-32 запрещает включение магнитного пускателя КМ2. После отпускания кнопки магнитный пускатель КМ3 отключается и схема готова к повторному циклу.

Остановка ползуна осуществляется нажатием кнопок SB1 и SB2.

РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ

2.1 Расчет параметров пресс-ножниц

В таблице 2.1 приведены технические данные пресс – ножниц.

Таблица 2.1–Технические данные пресс-ножниц

Радиус кривошипа, м	R=0.125
Длина шатуна, м	l=1.2
Перекрытие ножей, м	h₀=15
Зазор между ножами, мм	h_з=110
Угол наклона ножа, град	β=4⁰
Передаточное число редуктора,	i=37
Толщина разрезаемого металла, мм	h=10
Число резов в минуту	z=4

Для построения упрощённой нагрузочной диаграммы M_c=f(t) необходимо найти соотношение между углом α и линейным перемещением ножа.

Угловая скорость кривошипа при установившемся движении для заданной скорости двигателя

. (2.1)

Зададимся скоростью вращения двигателя n_дв=500 об/мин, тогда

(2.2)

Средняя скорость кривошипа за полный его оборот

(2.3)

Тогда время работы кривошипа составит

(2.4)

Скорость перемещения ножа

. (2.5)

Перемещение ножа

. (2.6)

На рисунке 2.1 представлена зависимость скорости и перемещения ножа.

Рисунок 2.1 – Зависимости скорости v_H, и перемещения ножа L_H от времени

Пользуясь графиком L_H(t) определяем время перемещения ножа на расстояние h₃–h=110-10=100 мм, t₁=0.83 c.

Время цикла

(2.7)

Время паузы

(2.8)

Относительная продолжительность включения

(2.9)

2.2 Предварительный выбор электродвигателя по мощности

Последовательность идентичных циклов работы, каждый из которых включает время работы при неизменной нагрузке, за которое машина не нагревается до установившейся температуры, и время стоянки, за которое машина не охлаждается до температуры окружающей среды.

(2.10)

где Ps1-номинальная мощность двигателя;

К₀ - отношение потерь холостого хода к потерям при нагрузке;

ПВ - относительная продолжительность включения, %.ПВ=49.3%.

Подставив значения в формулу получим

(2.11)

2.3 Расчет выбранного электродвигателя и построение механической характеристики электропривода.

Объектом управления является асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором типа АИР 100 L2, паспортные данные которого представлены ниже.

Входные параметры

Тип сети трехфазная 4-х проводная

Номинальное входное напряжение, В 380

Частота входного напряжения, гц 50

Выходные параметры:

Номинальная мощность, Квт 5.5

Номинальная частота вращения, об/мин 3000

Фактическая частота, об/мин 2850

Режим работы S3

cos φ 0.88

КПД, % 88

Iпуск/Iном 7.5

1.4

2.1

0.9

Номинальное скольжение, % 1.2

Момент инерции ротора, 0.080

Построим естественную механическую характеристику (рисунок 2.2) электродвигателя М=f(S). Наиболее распространенным методом является построение механической характеристики асинхронного двигателя по пяти характерным точкам, определяющим рабочие режимы в следующих координатах:

– пусковой режим М=, S=1, (ω=0);

– критический режим , S=, ();

– номинальный режим , S=,;

– идеальный холостой ход S=0, .

Для этого рассчитаем ряд значений

– синхронная угловая скорость

– номинальная скорость

– минимальная скорость

– критическая скорость

где критическое скольжение

– номинальный момент

– критический момент

– пусковой момент

– минимальный момент

Механическая характеристика электродвигателя представлена на рисунке 2.2.

Рисунок 2.2 – Механическая характеристика электродвигателя

2.4 Проверка выбранного двигателя по нагреву

При выборе асинхронного двигателя из двигателей серии АИР, предназначенных как для продолжительных, так и повторно-кратковременного режима, рекомендуется проверить его на нагрев.

В этом случае используется метод средних потерь, которые определяются за время цикла нагружения по формуле

, (2.21)

где ΔА_П, ΔА_Т – потери энергии при пуске, торможении;

ΔР_у·– потери мощности при установившейся частоте вращения;

β₀, β_Т – коэффициент, характеризующий различные условия охлаждения при паузе и торможении (β₀=0.25 – 0.35), принимаем β₀=0.3;

t_п, t_у, t_т, t₀ – время пуска, работы (установившегося режима), торможения и останова (паузы) соответственно.

Коэффициент при пуске находится по следующей формуле

, (2.22)

. (2.23)

Коэффициент при номинальной нагрузке находят

, (2.24)

где ω₀ – угловая скорость идеального холостого хода

, (2.25)

где f – частота сети, равная 50 Гц;

р – число пар полюсов.

ω_н = ω_мех = 310.2 рад/с,

рад/с, (2.26)

(2.27)

Потери мощности при установившейся частоте вращения

Вт, (2.28)

Пресс-ножницы НГ522 📙 Дипломная → 🆔 14324