CUNOASTEREA SI REGLAREA PRESELOR MECANICE CU EXCENTRIC

CunoaSterea Si reglarea preselor mecanice cu excentric

1.1. Scopul lucrarii

Lucrarea isi propune cunoasterea particularitatilor constructive si functionale ale preselor mecanice cu excentric si al modulului de reglare a acestor prese in vederea efectuarii in conditii optime a operatiilor de presare la rece.

1.2. Consideratii teoretice

Datorita gamei largi de posibilitati tehnologice si productivitatii ridicate, presele mecanice constituie in prezent cea mai importanta grupa de masini pentru prelucrarea metalelor prin presare la rece. Presele mecanice cu excentric (sau manivela) pot fi utilizate practic, pentru executarea majoritatii operatiilor de presare la rece, insa se recomanda in special pentru operatii de stantare.

Presele mecanice cu simpla actiune au un singur element executor numit culisor sau berbec, de care se prinde partea mobila a stantei sau matritei.

Structura cinematica a preselor mecanice cu excentric este relativ simpla. In fig.1.1 este prezentata schema cinematica a unei prese cu excentric cu simpla actiune, avand arborele principal dispus perpendicular pe fata frontala a presei, iar in fig.1.2 se prezinta schema cinematica a unei prese mecanice cu excentric avand arborele principal dispus paralel cu fata frontala a presei.

Motorul electric 1, transmite miscarea cu ajutorul curelelor trapezoidale 2, la volantul 3, de la care este preluata prin cuplajul 4, de catre arborele principal 5. Prin rotirea arborelui principal 5 prevazut cu un excentric, este pusa in miscare biela 7, care antreneaza berbecul 9 al presei. In zona excentrica a arborelui principal se afla o bucsa excentrica 6, ce se prinde pe arborele principal printr-un cuplaj cu gheare.

 

Fig.1.1. Presa cu arborele principal Fig.1.2. Presa cu arborele principal

perpendicular pe fata frontala paralel cu fata frontala

La berbecul 9, miscarea se transmite prin intermediul bielei 7 si a surubului 8, care are rolul si de a regla pozitia berbecului in raport cu masa presei. Pe arborele principal se mai afla si frana 10, care are rolul de a opri berbecul in punctul mort superior.

Pentru a putea analiza modul in care functioneaza si trebuie utilizate presele cu manivela se considera schema mecanismului biela-manivela (fig.1.3.a), care sta la baza constructiei acestei prese.

Se obisnuieste sa se noteze raportul , care pentru presele mecanice se limiteaza in intervalul Cursa totala se obtine cu relatia:

h = 2 R, (1.1)

iar pentru o anumita pozitie:

(1.2)

Viteza de deplasare a berbecului rezulta din expresia:

(1.3)

unde ω este viteza unghiulara (ω = π n/30).

Forta disponibila la berbecul presei se determina cu relatia:

(1.4)

Din figura 1.3.b rezulta ca la coborarea berbecului presei, forta are valoarea minima pentru a , dupa care, pentru a < forta creste, tinzand teoretic spre infinit la a . Intrucat forta tangentiala F_t la manivela este constanta, la acest tip de presa exista riscul suprasolicitarii la unghiuri mici ale manivelei, la o reglare sau exploatare nerationala. Pentru aceasta se considera ca forta nominala a presei F_n, are acea valoare care corespunde unui unghi al manivelei a . Aceasta valoare nu va trebui sa fie depasita niciodata in exploatare.

Pentru a putea exploata corect presa este necesar sa se verifice daca diagrama de variatie a fortei de deformare se inscrie in spatiul fortei disponibile a presei (fig.1.4).

Conform acestei figuri rezulta faptul ca, presa cu manivela este utilizata rational pentru operatii de taiere (1) si indoire cu calibrare (2), la care maximul fortei de presare apare pentru a

La operatiile de ambutisare (3), la care sunt necesare curse lungi ale berbecului presei, deformarea va incepe la unghiuri mari ale manivelei (a ), pentru care forta disponibila a presei este mult mai mica decat cea nominala. In acest caz, din relatia 1.4 si tinand cont ca F_n=F_t/2 (deoarece F_n se atinge la a ), forta disponibila a presei se va calcula cu expresia:

(1.5)

Fig.1.3.Mecanismul miscarii principale Fig.1.4. Curba de variatie a fortei

(a) si variatia fortei de lucru (b) disponibile

1.3. Utilaje si materiale folosite

Pentru realizarea lucrarii se va folosi o presa cu excentric cu simpla actiune tip PAI-40A, avand schema cinematica ca in fig.1.2.

Caracteristicile tehnice principale sunt:

- forta nominala, F_n = 40 tf = 400 kN;

- numarul de curse duble pe minut, n = 160;

- cursa minima a berbecului, h_min = 10 mm;

- cursa maxima a berbecului, h_max= 120 mm;

- puterea motorului, N = 5,5 kW;

- reglarea lungimii bielei, b = 60 mm;

- distanta maxima intre masa si berbec, cand acesta se afla in punctul mort superior PMS si lungimea minima a bielei, fara placa de inaltare, H₁ = 280 mm (fig.1.5);

- distanta minima intre masa si berbec la PMI, lungimea maxima a bielei si cu placa de inaltare, H₂ = 140 mm;.

- dimensiunile mesei 630 x 450 mm;

- locasul din berbec pentru prinderea sculei, d = 40 mm, e = 90 mm;

- grosimea placii de inaltare, h = 80 mm;

- distanta intre axa berbecului si batiu, m = 220 mm;

- diametrul gaurilor de trecere din masa presei, d₁ = 200 mm si din placa de inaltare, d₂ = 100 mm.

Fig.1.5. Unele caracteristici geometrice ale preselor mecanice cu excentric

Pentru a asigura conditiile functionale si tehnologice necesare executarii unei game cat mai largi de operatii de presare la rece, ansamblul cinematic al preselor cu excentric este prevazut cu sisteme pentru reglarea lungimii si pozitiei cursei.

Dupa cum s-a aratat, cursa h a berbecului presei este data de relatia (1.1) adica, h = 2 R. Rezulta ca, reglarea lungimii cursei berbecului se obtine prin reglarea razei R a manivelei.

Reglarea razei manivelei la presa cu excentric tip PAI-40A (fig.1.6), se realizeaza cu ajutorul unei bucse excentrice 1, prin rotirea ei pe excentricul arborelui principal 2. Biela 3 fiind asamblata pe bucsa excentrica 1, va realiza o cursa mai mare sau mai mica a berbecului, in functie de lungimea R_x a razei. Aceasta se determina pe baza schemei din figura 1.6. si se calculeaza cu relatia :

(1.6)

in care - este excentricitatea arborelui;

- excentricitatea bucsei.

Rezulta ca in functie de pozitia bucsei excentrice 1 pe arborele excentric 2, adica, de valoarea unghiului j, raza manivelei poate lua valori intre limitele:

= 180 (1.7)

(1.8)

Fig.1.6. Reglarea lungimii cursei berbecului

Figura din curs mi se pare mai elocventa (fig 2.6)

Practic, pentru presele tip PAI-40A reglarea lungimii cursei berbecului (fig.1.6), se face astfel : 

- se introduce o cheie speciala in crestatura cepului 4, deblocand cepul;

- prin rotirea cheii se deplaseaza inelul de cuplare 5 realizand decuplarea ghearelor dintre inelul 5 si bucsa excentrica 1;

- se roteste bucsa excentrica 1 cu ajutorul unui dorn pana la cursa dorita;

- se roteste cheia in sens invers readucand inelul 5 in pozitie de cuplare cu bucsa excentrica 1.

Posibilitatile tehnologice ale presei sunt legate si de executarea cursei in diferite zone ale spatiului dintre masa si berbec. Pentru reglarea pozitiei cursei (fig.1.7) se desface surubul de fixare 1 cu o spira si cu ajutorul cricului 2 se roteste tija bielei 3. In functie de sensul de rotatie berbecul 4 se ridica sau se coboara. Exista astfel posibilitatea montarii pe presa a unor stante sau matrite cu inaltimea H intr-o gama mai mare de dimensiuni.

Dispozitivele de presare la rece se proiecteaza in concordanta cu caracteristicile tehnice ale preselor pe care vor lucra. Din figura 1.5 rezulta ca inaltimea utila a dispozitivului in pozitie inchisa, trebuie sa se incadreze intre inaltimea utila maxima H₁ si inaltimea utila minima H₂ a presei. De obicei se considera:

(1.9)

Pachetul inferior de placi al dispozitivului se fixeaza pe masa presei cu ajutorul unor bride si suruburi, folosind canalele acesteia. Pachetul superior de placi se fixeaza in berbecul presei prin intermediul cepului, a carui dimensiuni trebuie sa corespunda cu cele din berbec.

In concluzie, la reglarea presei cu excentric se impun urmatoarele operatii:

- se studiaza in functie de H, daca este necesara placa de inaltare si se actioneaza in consecinta;

- se stabileste marimea cursei de lucru pe baza datelor tehnologice si se regleaza corespunzator;

- se coboara berbecul la punctul mort inferior actionand manual mecanismul miscarii principale;

- se scurteaza lungimea bielei pana ce dispozitivul de presare se poate introduce usor pe masa presei (dispozitivul se introduce in stare inchisa);

- se coboara berbecul, din surub, pana ce intra cepul in locasul sau si se blocheaza cu ajutorul surubului din berbec;

- placa de baza se fixeaza pe masa presei cu ajutorul bridelor;

- se regleaza definitiv din surubul bielei pozitia de inchidere a dispozitivului de presare la rece.

1.4. Modul de lucru

Lucrarea se va desfasura in urmatoarea succesiune:

- se vor identifica pe baza schemei din figura 1.2 mecanismele si elementele constructive ale presei;

- se vor identifica mecanismele de reglare a marimii cursei si a pozitiei acesteia;

- se monteaza pe presa un dispozitiv de presare la rece efectuand toate reglajele necesare functionarii corecte;

- cunoscand cursa reglata h, se va calcula raza manivelei R folosind relatia (1.1);

- se va masura lungimea bielei L si se va calcula folosind relatiile (1.2) si (1.3) cursa h_a si viteza berbecului v_a pentru a , pozitie in care se considera aplicata forta nominala a presei F_n;

- folosind relatiile (1.7) si (1.8) se vor calcula excentricitatea arborelui si excentricitatea bucsei

1.5. Prelucrarea si interpretarea rezultatelor. Concluzii

Rezultatele obtinute se vor centraliza in tabelul 1.1.

Tabel 1.1