LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

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

положення знов переходить у потенційну енергію деформації пружин, тобто:


, (4)

чи


Такий же перерозподіл енергії буде відбуватися при кожнім русі шабота знизу вгору, що можна представити як:


........................

(5)


і, якщо прийняти Ап+1=0,то з(5), можна визначити шукану силу:


(6)


Запропонований варіант віброізоляції дозволить знизити амплітуду коливань шабота до величини:

(7)


і забезпечити загасання коливань за час подвійного ходу падаючих частин молота.

Третій розділ присвяченометодиці розрахунку і проектування параметрів підшаботної віброізоляції штампувальних молотів з однобічним демпфіруванням і розробці конструкції.

Методика розрахунку полягає в послідовному визначенні параметрів віброгасників, якими є гідравлічні циліндри однобічної дії, і віброізоляторів у вигляді циліндричних пружин .

Для розрахунку підшаботної віброізоляції молота з однобічним демпфіруванням необхідна вихідна інформація про молот. Достатніми будуть наступні дані:

m1, m2, mш, mф – маси падаючих частин молота, молота, шабота і фундаменту відповідно, кг;

V1 – швидкість падаючих частин молота, м/с;

E – коефіцієнт відскоку, Е=0,5 – для штампувальних молотів;

Fш, Fф – площа опорних поверхонь шабота і фундаменту, м2;

l, b – габарити підошви фундаменту, м;

[V] – середньоквадратичне значення віброшвидкості , регламентоване за ДСН 3.3.6.039–99, м/с;

N – кількість ударів молоту за хвилину;

Рж – тиск рідини, на який набудовується запобіжний клапан, Рж=1...2 МПа;

вид ґрунту – глина, суглинок, пісок і т.п.

З вихідних даних визначається жорсткість підшаботної віброізоляції, парціальна частота й період коливань шабота.

Щоб уникнути резонансу, загасання коливань молота на основній несучій частоті повинне відбуватися в межах часу подвійної ходи молота. За цей час молот зробить n коливань, а кількість включень демпфера, з урахуванням, що останнє коливання шабот здійснить знизу нагору та займе положення статичної рівноваги, складе:


.


Якщо за початкові умови прийняти то амплітуда першого коливання шабота після удару молота визначиться згідно з (7), а зусилля гальмування Рд – по (6).

Згідно з законом збереження енергії амплітуди наступних коливань визначаються за залежностями (5).

Згідно з отриманими результатами здійснюється розрахунок параметрів віброгасників. Кількість гідроциліндрів визначається таким чином, щоб рівнодіюча проходила через центр ваги шабота. Головним параметром, що визначає конструкційні й експлуатаційні якості підшаботної віброізоляції з однобічним демпфіруванням, є внутрішній діаметр гідроциліндра d і величина ходу поршня Н.

Площа поршня гідроциліндру, яка дорівнює кільцевій площі порожнини, визначається за співвідношенням:


,


де nц – кількість гідроциліндрів;

kз – коефіцієнт запасу, kз=1,1...1,2.

Тому що

, (9)


де dшт – діаметр штока, який обирається конструктивно;

d – внутрішній діаметр гідроциліндра складе:


. (10)


Головний параметр віброгасника – площа поршня – визначається за залежністю:


, (11)


де Lэф – ефективна енергія удару, регламентована за ДСТ 9252.

Хід поршня гідроциліндру визначається за наступною залежністю:


, (12)

де Dlст – статична деформація амортизатора:


(13)

Для визначення параметрів віброізоляторів – циліндричних гвинтових пружин, необхідно розрахувати зусилля, що припадає на них:

. (14)

Аналіз результатів розрахунків, зроблених за отриманою методикою для гами пароповітряних штампувальних молотів з м.п.ч. від 1000 кг до 20000 кг, показав, що вимоги, установлені для підшаботної віброізоляції, дотримуються.

Таким чином, розроблена методика дозволяє визначити основні параметри конструювання підшаботної віброізоляції з однобічним демпфіруванням. Підбор параметрів віброгасника здійснюється шляхом визначення кількості гідроциліндрів, площі поршня і зміни величини тиску рідини в припустимих межах.

На основі отриманих результатів була розроблена система підшаботної віброізоляції з однобічним демпфіруванням для пароповітряного штампувального молота з м.п.ч. 1000 кг.

У четвертому розділі зроблений аналіз руху віброізольованого шабота й оцінка величини зниження віброшвидкості фундаменту, в порівнянні з відомими конструкціями, а також визначені норми вібраційного навантаження на оператора ковальського молота. Розглянуто вплив підшаботної віброізоляції на ККД удару.

Віброізоляція шаботних молотів розроблялася і впроваджувалася з метою забезпечення вимог санітарних норм, які регламентують рівень технологічних вібрацій на робочих місцях. Побоювання розробників, що підшаботна віброізоляція спричинить зниження ККД молоту й жорсткості удару, привело до впровадження віброізольованих фундаментів, вартість яких досягла 60% від вартості молота, і приблизно на 20 років загальмувало впровадження підшаботної віброізоляції молотів.

При розрахунку підшаботної віброізоляції припускають, що шабот перед ударом нерухомий, а в процесі удару він здобуває швидкість, рівну швидкості відскоку, і ця швидкість вводитися в початкові дані при рішенні рівнянь руху системи. Якщо шабот перед ударом рухається назустріч падаючим частинам, буде мати місце підвищення ККД удару і зниження навантаження на віброізолятори.

Проведені теоретичні й експериментальні дослідження показують, що вимоги санітарних норм виконуються для всієї гами молотів при власних частотах вище частот проходження ударів, однак експериментально заміряні швидкості зустрічного руху шабота не перевищують 5% від швидкості відскоку шабота, а це означає, що вплив жорсткості підшаботної віброізоляції на ККД удару молота не може бути істотним.

З метою визначення раціональності застосування пропонованого способу віброізоляції, у порівнянні з відомими раніше, середньоквадратичні значення віброшвидкості фундаменту порівнювалися зі значеннями, одержаними при підшаботній віброізоляції, яка здійснювалася за допомогою пакетів з гофрованої листової сталі:

,

. (15)


Час загасання коливань не повинен перевищувати часу подвійної ходи молота: , тоді:

(16)


Результати порівняння значень Vф і Тз двох систем підшаботної віброізоляції показують, що застосування пропонованого методу дозволяє знизити середнє квадратичне значення віброшвидкості фундаменту на 36–38 % у порівнянні з раніше існуючими способами віброізоляції і забезпечити час загасання коливань за час подвійної ходи молота.

П'ятий розділ присвячений проведенню