Pogonski mehanizam krivajnih presa sastoji se od krutog krivajno-polužnog sistema koji u potpunosti određuje kinematiku, statiku i dinamiku mašine

Kod prostog krivajnog mehanizma dijagram brzine pritiskivača ima oblik sinusoide i odgovarajući je za jednostavnije operacije deformisanja (odsecanje, probijanje, prosecanje, savijanje i sl.).

Za glavno i pomoćna dejstva krivajnih presa koriste se krivajno-polužni, bregasti i specijalni pogonski sistemi.

Prema Banketovu, pogonski mehanizmi krivajnih presa dele se u četiri kategorije:

• univerzalni mehanizmi (prost krivajni mehanizam);

• mehanizmi za velike sile i male brzine (krivajno-laktasti);

• mehanizmi sa regulisanom brzinom pritiskivača (složenimehanizmi) i

• mehanizmi za dugačke zastoje (mehanizmi sa bregastom pločom).

Slika 8.1 Pogonski mehanizmi krivajnih presa, Lange [1]

Prema Langeu , mehaničke prese sa ograničenimhodom dele se na:

1. prese sa krivajnim pogonskim mehanizmom;

2. prese sa pogonom pomoću bregaste ploče.

Detaljna podela pogonskih mehanizama prema Langeu:

1. proste krivajne mehanizme;

2. krivajno-laktaste mehanizme (višepolužni i višezglobni);

3. višekrivajne mehanizme.

Najčešće korišćeni pogonski mehanizmi prema Spuru:

1. Prost krivajni mehanizam

2. Prošireni i modifikovani krivajni mehanizam

3. Mehanizam sa bregastom pločom

Slika 8.2 Uobičajeni mehanizmi pogona krivajnih presa [7] a) prost krivajni mehanizam, b) krivajno-laktasti mehanizam, c) krivajni mehanizam sa klinom, d) multilink krivajni mehanizam, e) vučno-krivajni mehanizam, f) dvokrivajni mehanizam sa zajedničkim pogonom, g) bregasti mehanizam

Specijalni pogonski mehanizmi su razvijeni jer klasični mehanizmi ne mogu da zadovolje sve zahteve u pogledu tehnoloških karakteristika određenih metoda deformisanja

Osnovna karakteristika novih pogonskih sistema jeste njihova fleksibilnost u pogledu dijagrama brzine pritiskivača i visoka energetska efikasnost.

Slika 8.3 Varijante pogona „free motion“ presa Komatsu [62]

Slika 8.4 Dijagram hoda pritiskivača presesa servo pogonom Komatsu [62]

Slika 8.5 Servo pogon, Müller Weingarten

a) b)

Slika 8.6 Dijagram hodа servo prese Müller Weingarten [58] a) izvođenje kompletnog dvojnog hoda, b) izvođenje dela dvojnog hoda

a) b)

Slika 8.7 Pogonski sistem sa dodatnim elektromotorom (eng. second drive) [31]a) kinematska šema, b) izgled mehanizma, 1 – glavni motor, 2 – kaišniprenosnik, 3 – dodatni motor, 4 – epiciklični prenosnik, 5 – krivajno vratilo

Slika 8.8 Dijagram hoda pogona „second drive”, IWU-Chemnitz [31]

Slika 8.9 Krivajni mehanizam sa neokruglim zupčanicima[12]

Slika 8.10 Primena novog krivajnog mehanizma [12]

Slika 8.11 Mehanička presa sa hibridnim pogonskimsistemom, Schuler [10]1 – spojnica i kočnica, 2 – ekscentarsko vratilo, 3 – uređaj za podešavanje veličine hoda, 4 – pogon dodavača, 5 – balansni cilindar, 6 – hidraulični cilindar, 7 – ploča stola, 8 – uređaj za zamenu ploče stola, 9 – hidraulični jastuk, 10 – apsorber vibracija, 11 – odvod otpada, 12 – senzori hoda pritiskivača, 13 – hidraulično gonjeni pritiskivač, 14 – mehaničkigonjeni pritiskivač, 15 – akumulator vazduha, 16 – hidraulični akumulator

Prednosti pogona su:

• optimalno podešavanje brzine pritiskivačazahtevima procesa;

• mogućnost oblikovanja delova veće visine;

• mogućnost izvođenja operacije utiskivanja sa nepokretnim alatom pod opterećenjem;

• povećani broj hodova prese u jedinici vremena, na primer, pri dubokom izvlačenju, moguće je ostvariti 16 hodova bez hibridnog pogona, odnosno, 28 sa hibridnim pogonom.

Kinematske karakteristike krivajnih presa zavise od vrste ugrađenog pogonskog mehanizma

Kinematika krivajnog mehanizma određena je zavisnošću veličine hoda od ugla krivaje na osnovu koje se dobijaju dijagrami brzine i ubrzanja pritiskivača

a)

Slika 8.12 Prost krivajni mehanizama) centralni

Rsinα Lcos β

2 2cos β 1 λ sin α

λS R 1 cosα 1 cos2α

4

2 22 R S 1 λ λ S / R 2 R S R L Scosα

2 λ R S R 2R R L S

ds λv Rω sinα sin2α

dt 2 2dv

a Rω cosα λcos2αdt

S R L Rcosα Lcos β R 1 cosα L 1 cos β

Hod tačke B:

Brzina pritiskivača: Ubrzanje pritiskivača:

b)Slika 8.12 Prost krivajni mehanizamb) dezaksijalni

2λ k λS R 1 cosα 1 cos2α kλsinα

4 2 λ 1

2a Rω cosα λcos2α kλsinα

Hod tačke B:

Ubrzanje pritiskivača:

Slika 8.14 Krivajno-latkastimehanizam [19]

min min

1

1S M cos β cos β cosγ cosγ

λ

M BC N BD 1

Mλ

N

1sinγ λ sin β 1 2 22 2cos γ 1 λ sin β 1 λ sin β

1 12

1min min

λS M cos β cos β cos2β cos2β

4

11

λv ωM sin β sin2β

2

0 2

1

o 2

Rsin α α φω ω

M sin β φ φ

22 20 o

2

o

Rsin α α L AC Mφ 180 arctg arccos

Rcos α α c 2AC L

Hod pritiskivača:

22 M S M N Scos β βmin 2M M N S

Ugao β:

Brzina pritiskivača: Ugaona brzina člana M:

a)

Slika 8.15 Podvarijante krivajno-latkastog mehanizma [19]a) šarnir B ne prelazi vertikalnu osu

1max 1 2 1 2

λS M cos β cos β cos2β cos2β

4

22 2

1,2

M c L R aβ arccos arctg

2M c b

2 2 2

1,2

L R c M180 bα arccos arctg

360 2 L R c a

Hod pritiskivaca:

Uglovi:

b)

Slika 8.15 Podvarijante krivajno-latkastog mehanizma [19]b) šarnir B prelazi vertikalnu osu

' 1max 2 1 2 1

λS M 1 cos β 1 cos2β

4

Kretanje pritiskivača u dve etape:

Prva etapa:

Druga etapa:

" 1max 2 2 2 2

λS M 1 cos β 1 cos2β

4

Slika 8.16 Kinematske karakteristike krivajno-laktastog mehanizma

Slika 8.17 Dvokrivajno-polužnimehanizam [19]

Slika 8.18 Kinematske veličinedvokrivajnog mehanizma [19]

Za pravilno dimenzionisanje elemenata krivajnih presa potrebno je poznavati opterećenja koja nastaju u radu mašine

Opterećenje elemenata prese je posledica procesa deformisanja, inercije pokretnih elemenata, gravitacije i sila trenja

Sile gravitacije i sile inercije u pogonskom mehanizmu krivajnih presa mogu se zanemariti jer su daleko manje od sila koje su posledica procesa deformisanja

Proračun prostog krivajnog mehanizma izvodi se u dve varijante:

• idealni mehanizam - mehanizam bez sila trenja;

• realni mehanizam, kada se u obzir uzimaju i sile trenja

a)

b)

Slika 8.19 Opterećenjeidealnog krivajnogmehanizma [19, 26]a) sile u idealnom mehanizmu, b) trugao sila

iABi

FF

cos β ni iF F tgβ

sinβ λsinα 2 2cos β 1 λ sin α

iABi 2 2

FF

1 λ sin α

ni i 2 2

λsinαF F

1 λ sin α

cos β 1

ABi i

F F ni iF F sinα

ti iM dα F dS

ti i i

dS d λM F F R 1 cosα 1 cos2α

dα dα 4

ti i

λM FR sinα sin2α

2

i

λm R sinα sin2α

2

ti i iM F m

ti tii

i

M MF

λmR sinα sin2α

2

Sila u krivajnoj polugi Normalna sila

Obrtni momenat:

→

Idealni krak sile: Sila na pritiskivaču:

Slika 8.20 Opterećenje realnogkrivajnog mehanizma [19, 26]a) sile u realnom mehanizmu

a)

Zbog delovanja trenja u rukavcima A i B, sila FAB

zauzima pravac određen uglom γ:

A Br r

sinγ μL

b)

Slika 8.20 Opterećenjerealnog krivajnogmehanizma [19, 26]b) dijagram sila

ABF cos β+γ +φ = F cosφ

AB

cosφF F

cos β γ φ 1arctg

Sila u vođocama pritiskivača:

n

1 n

Ftg β γ

F μ F

n

tg β γF F

1 tg β γ

Obrtni momenat na krivajnom vratilu:

t AB B AB A OI OI

OII OII 1 n

M dS F dS μ F r dβ μ F r dα dβ μ F r dα

μF r dα μ F dS

t A B O

dsM F μ F r 1 λcosα r λcosα r

dα

Krak trenja:

μ A B Om μ r 1 λ r λ r

Sila na pritiskivaču kod realnog mehanizma iunosi:

t t

i μA B O

M MF

λm mR sinα sin2α μ r 1 λ r λ r

2

Slika 8.21 Sila na pritiskivaču prostog krivajnog mehanizma1 – idealni mehanizam, 2 – realni mehanizam

Slika 8.22 Dijagram sile krivajnogmehanizma pri =0,1 i pri različitimvrednostima nominalnog ugla krivaje [1]

Veličina nominalnog ugla n zavisi od vrste i namene krivajne prese. Prema Langeu [1], nominalni ugao ima sledeće vrednosti:

prese univerzalne namene 300

prese za probijanje i prosecanje 200 ;

kovačke prese 100;

prese za duboko izvlačenje 750;

prese za istiskivanje 450.

Analiza zakočenja stanja krivajne prese je bazirana na balansu energije elastičnih sila i sila trenja:

Granični ugao oblasti zakočenja:

μF ds F m dα

μ

z

mα

R 1 λ

Slika 8.23 Sile na laktastom mehanizmu

Obrtni moment na krivajnom vratilu:

t AB i μ AB kM F m m F m

Krak krivajnog mehanizma:

k A B O

λm R sinα sin2α μ 1 λcosα r λr cosα r

2

t AB A B O

λM F R sinα sin2α μ 1 λcosα r λr cosα r

2

Sila u tački B

B AB k tF F cos β F cos β

Tangencijalna sila:

B

tt

MF

BC

B 1k 1 B 1 D c

λm BC sin β sin2β μ 1 λ r λ r r

2a,

t A B o

d λM 2F sin β μ R sinα sin2α μ 1 λcosα r λr cosα r

2BC

Ukupan obrtni moment na krivajnom vratilu:

Slika 8.24 Dijagram silekrivajno-laktaste prese [1]

t

A B o

MF

d λsin β μ R sinα sin2α μ 1 λcosα r λr cosα r

2BC

Sila na pritiskivaču:

Komponente sile u polugama krivajno-laktastog mehanizma, prema Banketovu, se određuju sledećim izrazima:

AB 2

A B

S r2F 2μ

l lF

λ S 1 S r r S r1 sinα λ sinα μ 2μ

2 R 2 R R l l

A B

BC

A B

1 S r rF 1 λ sinα μ

2 R RF

S r 1 S r r1 λ 2μ sinα μ

l l 2 R R

BD

FF

S S 2r1 μ 1

2l l l