Прессы для горячей объемной штамповки
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
?едставленной на рис. 18,а. На рис. 18,б приведен график зависимости сопротивления заготовки от величины ее пластической деформации (но не от времени). Этот график обычно аппроксимируют кусочно-линейной функцией. В рассматриваемую динамическую модель включен маховик, поскольку возбуждение системы определяется резким изменением именно его кинетического момента.
Составляя для описания динамической модели уравнения Лагранжа в форме
где Ai - неконсервативные силы, получаем систему уравнений
где f(?) - зависимость перемещения ползуна от угла поворота кривошипа (?=?o - ?).
Система уравнений (1) описывает движение элементов механической системы внутри любого линейного участка графика на рис. 18,б.
Теперь усилие на ползуне вычисляется по формуле
и зависит от решения системы (1), т.е. от
Таким образом, в рассматриваемой схеме изменение усилия на ползуне во времени является результатом решения задачи, а не вносится извне на основании приближенных соображений.
Рассмотренная динамическая модель может быть распространена на исследование привода, если учесть соответствующие степени свободы, обусловленные деформациями валов, шатуна, муфты и пр.
Силы трения в механической системе обычно приводят к моменту сопротивления движению эксцентрикового вала. Этот момент трения расiитывают по методике М. В. Сторожева при значении коэффициента трения f=0,06. Но, согласно некоторым исследованиям, этот коэффициент может быть и меньше - до 0,05. Остается невыясненным, является ли коэффициент трения величиной постоянной в процессе цикла, хотя и начаты исследования этого вопроса.
При использовании предложенной динамической модели качественное влияние сил инерции устанавливается независимо от введенной в раiет величины коэффициента трения.
Динамическая модель, приведенная на рис. 18, в модифицированном виде была использована для изучения механики заклинивания горячештамповочного пресса. Выяснено, что для определения усилия заклинивания (максимального усилия на ползуне) массами т1 и т2 можно пренебречь.
Одним из результатов анализа механической системы является получение значения давления пресса на основание, если последнее включено в динамическую модель. Например, согласно обозначениям рис. 18,а, это давление равно с3х2.
Проведенные экспериментальные измерения напряжений в некоторых деталях позволяют сделать вывод о существенных динамических нагрузках в элементах привода КГШП, значительно превышающих их статические раiетные значения. Например, расшифровка осциллограмм крутящего момента на промежуточном валу пресса мод. К8544 и момента на эксцентриковом валу в месте заделки ступицы муфты пресса мод. КБ8544 [14] показывает, что максимальные значения моментов в первом случае в 2 раза, а во втором в 1,5 раза больше их значений, подiитанных по известной формуле М.В. Сторожева [26].
Рис. 19. Динамическая раiетная модель КГШП
Предлагаемая динамическая модель КГШП (рис. 19) и разработанный алгоритм с учетом допущений и приближений позволяют более реально представить причины возникновения при выполнении технологической операции динамических нагрузок в элементах привода как обычного двухступенчатого, так и одноступенчатого без промежуточного вала. Приведение масс и жесткостей осуществляется общепринятыми методами. На рис.19 обозначено J1 - J5 и m1 - m5 - моменты инерции и массы соответственно маховика, шестерни, зубчатого колеса (или маховика для пресса с одноступенчатым приводом), эксцентрика, диска тормоза, ползуна, эксцентрикового вала (вместе с зубчатым колесом для пресса с двухступенчатым приводом), верхней части станины с приводом и стола; сш, св, сст и со - жесткость шатуна, изгибная жесткость эксцентрикового вала в опорах станины, жесткость станины пресса и жесткость опоры основания.
График нагружения ползуна силой сопротивления поковки деформированию выражен в функции абсолютного перемещения ползуна с учетом упругой деформации элементов пресса. Для жесткого удара сила деформирования определяется как произведение переменной жесткости инструмента си на абсолютную его деформацию еи=x1+x4. Для условий нагружения гидравлическим нагружателем Рд=си (х1+х4). Для нагружения при штамповке детали
Здесь х1 - абсолютное перемещение ползуна; х4 - перемещение стола; сн - жесткость нагружателя; сдi+1 - текущее значение переменной жесткости штампуемой детали, индексы i и i+1 обозначают предыдущее и последующее значение переменных величин. Последнее выражение Рдi+1 позволяет вводить в раiет нагрузочный график любой формы, однако для этого необходимо знать или задаваться законом изменения жесткости деформирования детали.
Зазоры в данном исследовании в любое упругое звено вводятся с помощью кусочно-линейной характеристики жесткости (рис. 20).
Рис. 20. Характеристики жесткости сочленения с зазором (узел подшипника с зазором)
Динамическая модель включает в себя два колебательных контура - поступательный и крутильный, взаимодействие которых осуществляется через кривошипно-шатунный механизм.
Специальный эксперимент, позволяющий определить нагрузки в тех же элементах привода для КГШП мод. КБ8544, показал, что выполнение тех же технологических операций на пониженных скоростях (при пониженном числе ходов пресса) приводит к снижению динамических нагрузок до значений, близких статическим (рис. 2