Вся электронная библиотека >>>

 Для машиностроительных вузов  >>

 

Машиностроение

Кузнечно-штамповочное оборудование


Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Раздел I. КРИВОШИПНЫЕ МАШИНЫ

Глава 6. УРАВНОВЕШИВАНИЕ КРИВОШИПНО-ПОЛЗУННЫХ МЕХАНИЗМОВ. ДИНАМИКА КРИВОШИПНЫХ ПРЕССОВ

 

 

РАСЧЕТНЫЕ ДИНАМИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ПРЕССОВ

 

В предыдущем параграфе было показано, что динамические нагрузки, обусловленные значительными массами и ускорениями движущихся деталей пресса, могут существенно влиять на надежность пресса, поэтому следует принимать конструктивные меры для уравновешивания динамических сил. Однако при анализе динамики исполнительного механизма подвижные массы рассматривались как массы, связанные между собой жесткими недеформируемыми деталями, передающими движение. Пренебрежение упругостью связующих звеньев допустимо лишь при незначительной интенсивности роста нагрузки машины и достаточной ее жесткости. В прессах, где цикл работы состоит из цепи переходных процессов, характеризующихся различным нагружением звеньев исполнительного механизма и привода, в упругих элементах силовой цепи могут возникать колебания, существенно искажающие картину предполагаемого статического нагружения.

Анализ фактических нагрузок в элементах силовой системы пресса, как и в других механических системах, проводят на базе так называемых динамических моделей, представляющих собой идеализированное подобие системы, как бы динамический «скелет» машины.

Динамическая модель — совокупность практически трех составляющих: инерционных элементов (масс), сосредоточенных в точках; упругих связей, обладающих соответствующей жесткостью и принимаемых безынерционными; демпфирующих элементов, рассеивающих энергию системы. Все эти элементы должны характеризоваться определенными численными величинами (массы или момента инерции, коэффициента жесткости, коэффициента демпфирования и т. д.). В зависимости от характера преимущественного движения в рассматриваемой механической системе динамические модели могут быть крутильные, поступательные или комбинированные. В первом случае идеализированные массы задаются в виде дисков с заданными моментами инерции и пренебрежимой толщиной. Диски соединены безынерционным валопроводом с известной крутильной жесткостью, обобщенное перемещение задаётся углом поворота диска.

 

 

В поступательных моделях точечные массы соединяются безынерционными упругими пружинами, обобщенное перемещение задается в единицах длины. Если в процессе колебаний имеет место большое рассеивание энергии, то в модели предусматривают также демпфирующие элементы, при этом величина рассеивания энергии принимается пропорциональной скорости перемещения массы. Такой прием обеспечивает возможность анализа с помощью линейных уравнений, что существенно облегчает получение решения. В ряде случаев (в частности, когда целью анализа является установление механизма силового воздействия при кратковременной нагрузке) рассеивание энергии невелико, и можно ограничиться рассмотрением консервативной колебательной системы без демпфирования.

Расчетные динамические модели позволяют определить собственные частоты механической системы, а также динамическое усиление в этой системе силовых факторов. В свое время академик А. Н. Крылов констатировал, что действие силового фактора «можно считать статистическим, если время его нарастания до номинала во много раз (8—10) больше периода собственных колебаний». Это правило позволяет часто отказываться от излишних трудоемких расчетов, связанных с динамикой упругих систем.

При составлении динамических моделей при первоначальном анализе следует пренебречь нелинейностью характеристики жесткости отдельных узлов и деталей пресса, для приближенного расчета можно воспользоваться значением общей характеристики жесткости, взятой для отдельных элементов кривошипно-ползун- ного механизма или привода. Обычно к сосредоточенным маховым массам могут быть отнесены вращающиеся детали, размер которых вдоль оси не превышает их полуторного диаметра. Величина распределенных масс (валов), как правило, пренебрежимо мала по сравнению с величиной сосредоточенных. Учет распределенных масс осуществляется путем отнесения их поровну к сосредоточенным массам, размещенным на концах данной распределенной массы. Ошибка в определении собственных частот, имеющая место при такой замене, зависит от соотношения величин, сосредоточенных и распределенных масс, причем ошибка будет больше при определении более высоких частот колебательной системы. Сосредоточенными массами в приводе пресса являются маховик, зубчатые колеса, диски муфты и тормоза, кривошип коленчатого вала. В исполнительном механизме — это масса ползуна с нижней частью шатуна и деталями регулирования штампового пространства, а также кривошип с верхней частью шатуна. При этом поступательно перемещающиеся массы приводят к эквивалентным массам крутильной системы, аналогично приводят и коэффициенты линейной жесткости.

При определении динамических явлений только в приводе модель крутильной системы лучше, строить, приводя все массы и коэффициенты податливости   к валу маховика. Следует иметь в виду трудности решения систем с пятью и более массами, поэтому необходимо ограничиваться выбором моделей с числом масс не более пяти, объединяя малые массы или массы, соединенные связями с большим коэффициентом жесткости.

При расчетах оперировать значениями коэффициента податливости проще, ибо для последовательно соединенных элементов связи коэффициенты податливости складываются, а коэффициенты жесткости складывать нельзя.

Коэффициент податливости отдельных упругих связей вычисляется согласно элементарным формулам сопротивления материалов, однако наличие различных конструктивных элементов, обычных для машиностроения (шпонки, контактные соединения и пр.), существенно осложняет точное определение, а иногда и делает его невыполнимым. Следует пользоваться при расчетах справочными данными.

Динамические модели могут быть цепными и разветвленными. Цепные модели состоят из ряда последовательно упругих связей, между которыми сосредоточены массы.

В разветвленных моделях некоторые массы располагаются так, что к ним через упругие связи примыкают две и более инерционные массы, в результате чего в модели появляются параллельные ветви.

Динамические модели технологических машин, формально говоря, должны быть всегда замкнутыми за счет связей, образуемых инструментом и обрабатываемой деталью. Однако введение нелинейности существенно усложняет решение, поэтому часто предпочитают рассматривать разомкнутые модели с возбуждением технологической силой, заданной с учетом перемещений, возникающих при деформировании деталей. В замкнутой модели возбуждение обеспечивается кинематически при изменении характера связи или перемещения массы.

В заключение укажем, что динамические расчеты на базе моделей не всегда точны, ибо базируются на ряде довольно грубых допущений. Более точные результаты дает расчет с помощью ЭВМ, поскольку при этом можно отказаться от линеаризации

связей, учитывать большое, число масс, рассматривать процессы с учетом появляющихся зазоров в соединениях, т. е. приближаться к анализу систем, близких к реальным.

 

 

Строительное оборудование. Станки. Инструменты

Модели специальных балансировочных станков. Классификация гидравлических прессов · Ковочный гидравлический пресс с одностоечной станиной ...
www.bibliotekar.ru/stanki/index.htm

 

К содержанию книги:  Кузнечно-штамповочное оборудование

 

Смотрите также:

 

  Машиностроение. Вопросы экономики и организации труда на ...

Управление машиностроительным предприятием. Управление социалистическим предприятием осуществляется на основе общих принципов...
bibliotekar.ru/slesar/38.htm

 

  Машиностроение. ПОПЕРЕЧНАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ ПРОТИВ ОПРОКИДЫВАНИЯ

Огромная масса перевозимого многоосными или многоопорными автомобилями или монтируемого на них груза при высоком расположении ...
www.bibliotekar.ru/spravochnik-118-gruzoviki/33.htm

 

  обработка металлов и сплавов различными технологическими способами ...

В системе народного хозяйства СССР машиностроение — ведущая отрасль тяжелой промышленности, производящая машины, оборудование...
bibliotekar.ru/slesar/1.htm

 

 БРОКГАУЗ И ЕФРОН. Механизмы машины Производительность работы ...

Сельскохозяйственное машиностроение в течение короткого времени сделало громадные успехи, в особенности в Англии, Германии ....
www.bibliotekar.ru/beo/150.htm

 

  Специальная литература по устройству, конструированию и расчету ...

М.: Машиностроение, 1984. В книге приводится расчет всех элементов конструкции ... 10. Г. В. Автомобильные колеса.— Машиностроение...
bibliotekar.ru/spravochnik-61/27.htm

 

  Вопросы охраны природы и окружающей среды на предприятиях

Наиболее интенсивны шум и вибрации при работе технологического оборудования кузнечно-прессовых и штамповочных молотов и прессов. ...
www.bibliotekar.ru/slesar/39.htm

 

  Железо. Сталь. Краткая характеристика важнейших металлических ...

 напильники, бритвенные лезвия, резцы, штамповочное оборудование, камне- и деревообделочные устройства и даже кузнечное, прессовальное и ...
www.bibliotekar.ru/materialy/23.htm

 

  Машиностроение. Металлургия. Горное дело

Сложнейшее оборудование, приборы производились с помощью машин. .... кузнечного производства, совершенствование и развитие кузнечной техники. ... Производительность штамповки. ...
bibliotekar.ru/istoria-tehniki/2.htm

 

  Тельферы. Автоматические линии. Системы автоматических устройств

Ими пользуются при перемещении готовых изделий, оборудования и т. д. ..... операции (литейные, кузнечно-прессовые, сварочные, штамповочные, , ...
bibliotekar.ru/spravochnik-53/61.htm

 

Последние добавления:

 

Прокатное производство   Вакуумированный бетон