LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Технологія металів. Машинобуд. → Підшаботна віброізоляція штампувальних молотів з однобічним демпфіруванням

фундаменту можна досягти зниження частот коливань фундаменту, однак збільшуються капітальні витрати: при необхідності збільшення маси фундаменту зменшується корисна площа цеху. Збільшення вартості конструкції призвело до пошуку технічних рішень віброізоляції шаботів ковальських молотів. Підшаботна віброізоляція дає можливість в одній конструкції сполучати переваги невіброізольованих і віброізольованих фундаментів молотів: відносно низьку вартість і менші розміри перших і значно зменшений динамічний вплив на ґрунт других. Як підшаботний віброізолятор широко застосуються дубові подушки, проте зростаючий дефіцит на високоякісну дубову деревину змушує вести пошук нових матеріалів, що мають високі демпфірувальні властивості, які відповідають усім вимогам, установленим для підшаботних прокладок.

Розглянуто конструкції підшаботної віброізоляції у вигляді листових ресор, гофрованих холоднокатаних листів, комбінацій гвинтових пружин (віброізолятор) і гумових елементів (віброгасник), листових ресор і пружин та інші. Однак всі вони створюють додаткові динамічні навантаження на фундамент від сил тертя, які виникають у віброізоляторах. Наукові і практичні розробки останнього часу спрямовані на пошук оптимального сполучення пружних елементів і демпфірувальних пристроїв, використовуваних як підшаботна віброізоляція.

У роботах, які присвячені проблемам зниження післяударних вібрацій, зазначається, що зменшення передачі динамічної сили від роботи молота на основу можна отримати шляхом застосування пружинних віброізоляторів, а при паралельному введенні в систему демпфірування досягти не тільки більш швидкого загасання коливань системи, що має суттєве значення з погляду накладення одних коливань на інші, але і зменшення величини амплітуди коливань шабота і фундаментного блоку.

Таким чином, у всіх вищезазначених конструкціях підшаботної віброізоляції зменшення динамічного навантаження на фундамент молота досягається підбором відповідної жорсткості віброізолятора, а гасіння коливань забезпечується силами кулонова тертя, що виникає між гофрованими листами, листами ресори та т. ін. Проте використання демпферів тертя викликає появу "мертвої зони", наявність якої призводить до зростання амплітуди післяударних коливань молота. Наслідком цього є збільшення навантаження на фундамент.

Розроблені конструкції підшаботної віброізоляції кувальних молотів з однобічним демпфіруванням не можуть бути застосовані до штампувальних молотів. Динамічні навантаження, які виникають в шаботі штампувального молоту, на 40-45% перевищують навантаження в шаботі кувального молоту, що спричиняє зламу кріплення віброгасників.

Підвищення ефективності віброізоляції виявляється можливим, якщо як віброгасник буде застосовано гідравлічний демпфер. Використання сил опору рідини для гасіння коливань, замість сил кулонова тертя, дозволить запобігти зупинці шабота в межах так званої "мертвої зони" і, як наслідок, знизити амплітуду коливань шабота.

Дисертаційна робота спрямована на розробку системи підшаботної віброізоляції, що відповідає всім наведеним вище вимогам.

Другий розділ присвячений теоретичним дослідженням системи шаботного молота без демпфірування та з однобічним гасінням коливань, розробці фізичної і математичної моделей підшаботної віброізоляції штампувального молота з однобічним демпфіруванням.

Підшаботна віброізоляція повинна забезпечувати середньоквадратичне значення віброшвидкості фундаменту, що не перевищує припустимих значень, і затухання коливань шабота в межах часу подвійного ходу молота: .

Перша умова забезпечується віброізоляторами, друга – віброгасниками. У підшаботній віброізоляції, виконаної на основі пакетів з гофрованої листової сталі, листових ресор, пружин і ресор, ці функції сполучені в самій конструкції. Віброізоляція досягається забезпеченням відповідної жорсткості, а гасіння коливань – силами кулонова тертя, що виникають між гофрованими листами чи листами ресори. У цьому випадку, після загасання коливань шабот зупиняється в межах так званої "мертвої зони", що виникає через наявність сил тертя.

На основі проведеного порівняльного аналізу математичних залежностей амплітуд коливань штампувального молота з урахуванням "мертвої зони" і без нього було доведено, що тертя є причиною зростання амплітуди післяударних коливань молота. Наслідком цього є збільшення динамічного навантаження на фундамент, для зниження якого необхідно зменшити сили тертя у віброізоляторі.

З цією метою пропонується віброізолятори виконати з циліндричних гвинтових пружин, а віброгасник – у вигляді гідравлічного циліндра однобічної дії з запобіжним клапаном, настроєним на певний тиск рідини.

Фізична модель підшаботної віброізоляції штампувальних молотів з однобічним демпфіруванням (рис.1) була отримана на основі теоретичного аналізу одномасової механічної системи. Принцип дії розробленої системи наступний: шабот 2 унаслідок удару молота зміщується вниз, і динамічні зусилля, що виникають при цьому, через верхню кришку 5 передаються на пружинні віброізолятори 3, що, пружно деформуючись, через плиту 1 впливають на фундамент молота. Шток 10 гідроциліндра 4 при цьому переміщується вниз, і рідина, що знаходиться в нижній порожнині гідроциліндра, вільно перетікає у верхню порожнину і частково іде в наповнювальний бак 7, не створюючи при цьому опору рухові штока 10.

Шарнірне кріплення дозволяє забезпечити справну роботу гідроциліндра 4 на випадок позацентрового удару.

При зворотному ході клапан 8 закритий. Рідина через пропускний клапан 6, настроєний на тиск Рж, витісняється в наповнювальний бак 7, створюючи опір руху поршня 9 із силою, рівною Рд:


(1)


де nц– кількість гідроциліндрів;

F– робоча площа поршня;

Рж – тиск рідини, на який настроєно запобіжний клапан.

Таким чином, у період повернення шабота після удару у вихідне положення при русі шабота вгору у дію вступає гідравлічний демпфер, що дозволяє зменшити амплітуду коливань шабота й динамічне навантаження на фундамент молота.

Математична модель підшаботної віброізоляції штампувальних молотів з однобічним демпфіруванням описується рівнянням руху шабота при ході вниз у вигляді:


(2)

для або для


Для ходу вгору при наявності сили гальмування (1), яка створюється демпфером, рівняння руху шабота матиме вигляд:

(3)

для або для



Для зупинки шабота після загасання коливань у положенні статичної рівноваги необхідно визначити відповідне значення сили Рд.

Після здійснення першого руху шабота вниз його кінетична енергія перетвориться в потенційну енергію стиску пружин, що при наступному русі вгору буде витрачатися на подолання опору гідроциліндрів і підняття шаботу, а при досягненні крайнього верхнього