КШО Бочаров (Ю.А. Бочаров - Кузнечно-штамповочное оборудование), страница 12

Подставим значение х, по (7.17) в уравнение для гл~ системы (7.15) и получим гл2х+ с(х — х1) + кх = 1О301+ Л. (7.18) Принимая в (7.15) (х — х,) = х, заменяя обозначение массы рабочих частей в, = т, получим С . /с йц,г+Л х+ — х+ — х = —. РИ Ш РП (7.19) Общее решение уравнения (7.19) относительно перемещения х = 4,ехр( — боя) з(п(у~+ у)+ е„г~ — — ~ — —, (7.20) 2р1 Л где А~ — начальная амплитуда; <р — начальная фаза1 0 = с/2~/Ы— фазу ~р = 0 и амплитуду Ао —— — — —, заменив ц, = 1'.1„/Яп из и,, (1-Р') (7.20) получим 61~ коэффициент демпфирования колебаний; в =,/Ця — частота свободных незатухающих колебаний; у = аь/1 — 0' — частота свободных затухающих колебаний.

Из начальных условий х(0) = О, дх/д~ =- 0 найдем начальную х= го г — — ехр( — ~3«ог)япуг = —" г — — ехр( — гхог)з(пу« . (7.21) у Из полученного уравнения (7.21) следует, что перемещение рабочих частей машины состоит из переносного„пропорционального времени (как в случае жесткой модели) и наложенного периодического колебательного затухающего.

Скорость рабочих частей х = и = —" 1 — — сов(у«+а), О„~ ехр( — ~3«ог) (7.22) Ж~,/1 ф где а = агс«й — угол сдвига фаз. (3 /1 Рг Запаздывание начала движения (время пуска) го = — + —. Ж, 213 (7.23) А.К «о Давление в гидролинии 7, + 1, можно найти из выражений (7.20) и (7.23): гл«РФ«рг~г ~л (х) «1 Р« «3г «~ог тг — = ргЯг — р«Ю, — згсг + го(х); «1« др, Г «Ь, «Ь,1 — = l«, ΄— Ю, — +Юг — ', «3« 1 «)г «(г ! «)рг «Ь««1 ~г — = l«г Ю, — -Юг — ', Ф 1 «3« «)г ! (7.25) «Ь, «)зг — = и„' — — — «г, «1« " «3« 62 р(г) — ' — + + ехр( — р«ог) яп у«.

(7,24) 7«(х« — х) )1 2Р)«оо Або Ю~ Ю, «оЮ, уЯ, Видно, что оно состоит из трех составляющих: постоянной для преодоления сил сопротивления, монотонной пропорциональной скорости и периодической колебательной затухающей, что подтверждается экспериментальными данными 16, 7, 81. Для расчета параметров движения и динамических процессов в гидролинии во время рабочего хода можно воспользоваться системой: ;:где т, — масса ползуна и связанных с ним подвижных частей; т,— :;масса станины; ло л~ — давление жидкости в рабочих (поршне'; вой полости) и возвратных (штоковой полости) цилиндрах со: ответственно; 5о Я, — плогдадь плунжеров рабочих и возвратных ...::.(поршневой и штоковой полостей) цилиндров соответственно; ; Г„(х) — сила сопротивления деформированию; йо А;, сз — ко- ~": эффициенты жесткости напорной, сливной гидролиний и фуи- 4:;:,'даментных болтов соответственно; Ą— подача насоса; зо з,— ::: перемешение плунжеров рабочих и возвратных цилиндров соот,:, ветственно Решение системы (7.25) и анализ результатов можно провести :"= численными методами на ЭВМ 7.4.

Расчет параметров движения машин с насосно-аккумуляторным приводом Анализу динамики гидравлических прессов с насосно-аккуму':-ляторным приводом с применением жесткой (без учета упругих .'.",.-'.'::свойств жидкости и гилросистемы) модели (см. табл. 7.1) посвя„'„, щены работы М.В. Сторожева„Б. В. Розанова и Л.Д. Гольмана, !': Н. С Добринского, А. Г Овчинникова. Автором 151 этот анализ при..': 'менен для машин динамического ударного действия — пщровин- Ф, товых прессов и гидравлических молотов. Влияние упругих свойств :";;:;:,жидкости и гидросистемы на линамику гидравлических КШМ ,;;" проанализировано в работе 18]. Для расчета параметров движения рабочих частей пресса (рис. а~::: 7.3, и) в период холостого хода приближения (под действием дав-.';;:„" ления в наполнительном баке и силы тяжести), а также в период " '- рабочего хода при Р, = сопзг и возвратного хода, под действием ' '~~;.

давления жидкости в аккумуляторе, рекомендуется применять .': жесткую расчетную модель с характеристиками и свойствами, ;."". приведенными в табл. 7.1. Эта же модель рекомендуется для расче::;:, та разгона ползуна (рабочей массы) машин ударного действия: ;.,':::,'::,' гидровинтовых прессов и пщромолотов 15, 281. Результаты анали-':, ' за параметров движения этих машин с насосно-аккумуляторным приводом приводят к решению дифференциального уравнения с ~!::: )разделяющимися переменными типа Риккати неполного ( Б.

В. Ро,.;-",!: занов, Л.Д. Гольман, 1958). Расчетная схема. Для анализа параметров движения рабочих !;::,::;:; частей гидравлического пресса в период хода приближения применяется схема, приведенная на рис. 7.3, а. Каждая линия трубо- ~'-;,.";! провода со своими местными сопротивлениями и сопротивлениями по длине трубопровода изображена отдельно и имеет но"'-'::; ' мер. Например, 1 — аккумулятор — рабочий цилиндр; 2 — возвратный цилиндр — сливной бак; 3 — аккумулятор — распределитель; 4 — наполнительный бак — рабочий цилиндр.

Местные 63 Рис. 7.3. Расчетная схема (а) и динамическая модель (б) пп(равлического пресса с насосно-аккумуляторным приводом: т — масса рабочих частей; У; — дсформнрушшвя сила; д~ —. сила трения; рьян йш Ин — дзвяеннс в рвбочсн (поршневой), возврнгнойг (штокпвпй) новостя цнянндрв, нвчвдьнпс давление в аккумуляторе н наподннтсльном баке соответственно; .ть Яг — гшошвдь рабочей (гюрпгневой) н возвратной (штоковой) подпсгн цилиндра соогвстствснно; 1, у", а' — длина, пяопгвдь ссчсння, днвмстп гндроггнннн (трубопровода); ΄— подача насоса; г„'(г) — Функция стхрьгтня кдвпвна; ьть т, — прнвсденныс масса жидкости н рабочих чвстсй соответственно; й— сила сопрптнвлення; х, с — коэффнцнснзы жесткости н вязкого сопротивления соствстг.-гвсннп; ъ — коэффнцнснт турбудснтногп трения; хь хг — псрсмсшсннс прнведснной массы жндкостн н рабочих частей соответственно; )вз, )и— начальные объемы аккумулятора н наполни тельного бака ссотвстствснно сопротивления н сопротивления по длине гндролинии имеют обозначения с нгщексами номера линии.

Все активные силы и силы сопротивления приведены к вертикальной осн плунжера пресса. Принимаем давление в аккумуляторе рт, в наполнительном баке р,„в сливном баке рз постоянными, не изменяющимися во времени. Практически давление в аккумуляторе изменяется на )0 ... ) 5%, а давление в наполнительном баке на 25 ... 30%. Решение задачи с учетом переменного давления для гидропрессов приводит к незначительным уточнениям. Давление в рабочей полости цилиндра обозначено р,, в возвратных цилиндрах — рз, площадь рабочего плунжера — Яг, возвратных плунжеров — ог, аккумулятора — Ю,. Движение до соприкосновения штампа (бойка) с поковкой.

Для гидравлического пресса зто — холостой ход, называемый ходом лриблизгсенил. Жидкость в рабочий цилиндр поступает из аккуму- "-;: лятора низкого давления — наполнительного бака по линии 4(см. ,::"' рис. 7.3, а) через наполнительный клапан, который принудительно ': открывается, а из возвратных цилиндров жидкость сливается в :.:,, бак через сливной клапан (на схеме не показан). Для КШМ ударного действия (винтовых прессов, молотов) ".-:::,:.

это движение является ходом разгона рабочих масс (бабы, пол'„,. зуна) до заданной скорости и развития ими кинетической энер;::; гни. При этом жидкость в рабочий цилиндр поступает из аккуму'-;:-': лятора высокого лавления по линиям 3 и 1, а наполнительный ;; бак отсутствует. Вследствие этой аналотии полученными далее выражениями ';!- можно пользоваться для анализа хода приближения гидропресса ;;=; и хода разгона гидровинтового пресса и гидромолота с соответ'':;", ствующим учетом источника давления жидкости. Уравнение движения рабочих частей машины г)и л М вЂ” = Р!о! — Рфз + т8 — ,"! Я„ Ф ~.— 1 (7.26) и ":-'„-, где М вЂ” приведенная масса рабочих частей машины; ',! Я, — сумма ~=! $;*, ''!, сил сопротивления, действующих на рабочие части при движении вниз, в эту сумму входят силы трения в направляющих, уплотнениях и другие силы; р, — давление в возвратном цилиндре. Давление жидкости в рабочем и возвратном цилиндрах по уравнению Бернулли для неустановившегося движения жидкости (раз!!': ностью геометрических напоров пренебрегаем, так как она невелика) гг ~ бг р - р-рХ вЂ” ' — '' -рХ~ — '-рХ4 — '' (7.27) д )„! 2 ! 2 д л р! = р! !-р,'! — ь — "+р~~» — "+р~~! 1~, (7.28) х!2 г(! !=! 2 г! Ж 65 где р — давление в источнике жидкости (для хода приближения пресса от наполнительного бака р = р4, для хода разгона гидро- винтового пресса и гидравлического молота от аккумулятора— р = рз); р — плотность рабочей жидкости; ! и к — порядковые г, номера участков гидролиний, соединяющих источник жидкости с рабочим и возвратным цилиндрами, соответственно; я и д— число участков; 1, г, — коэффициенты сопротивления гладких труб и местных сопротивлений соответственно; вь гь — скорость жидкости на соответствующих участках гидролннии; 1; 4„„Иь в! — длины и диаметры соответствующих участков гидролинии.

Из условия неразрывности потока жидкости 5, Я~ В; = — ю;ю;„= — г. Х' Л' Полставляя значения р, и рз по (7.27) и (7.28) в уравнение (7.26) с учетом (7.29) получим после группирования членов при ое/Ж, и~ и свободных ада/дг+ Ы вЂ” с = 0„ (7.30) Я2 ю Я2 где а=т+ — 'р~4+ — 'р~,1„— приведенная к рабочему плун- Х ю'и Л хм сз жеру (поршню) масса рабочих частей и жидкости; Ь = р — 'х у2 ' ' + ~~~ — '~+ р —, 2„— + 2„— — приведенное сопротивл)„7п~)са(д)1х ~„г ~~ 2«„,, 2 ~ ление напорной и сливной гидролиний; с = рД вЂ” р,Ю, + тд — 2,4— (с С= 1п~ 2 /се (с 1Ь (7.31) Изменение скорости в функции времени получим из выражения (7.31) после преобразований: 2ъ/сЬ а (7.32) 66 сумма активных сил и сил механического сопротивления. Полученное нелинейное уравнение (7.30) называется уравнением Риккати неполным, так как является частным случаем известного уравнения Риккати, в котором коэффициент при и равен нулю, а остальные коэффициенты постоянны.

После разделения переменных и интегрирования при нулевых начальных условиях получим решение уравнения (7.30) относительно времени хода приближения гидропресса или разгона рабочих частей гидровинтового пресса или молота до заданной скорости 6: Скорость при г — ~ асимптотически приближается к устаноГс вившемуся для прессов значению г, = ь',„= ~ —. При разгоне рабочих частей КШМ ударного действия скорость достигает максимального значения, необходимого для накопления кинетической энергии.

Это значение обычно меньше установившегося. Время разгона, в течение которого скорость приобретает значение 0,95г„ или 0,95г„, найдем из выражения (7.32): гр —— — 21п — ' = — 21п39. а 195 а ,/сЬ 0,05 /сЬ В реальных конструкциях гидропрессов это время, по данным 1161, не превышает 0,25 с, поэтому можно считать, что ход приближения прессов происходит при постоянной скорости юг Перемещение найдем интегрированием выражения (7,32) после разделения переменных при нулевых начальных условиях з= — !и с)г — г (7.33) Ускорение получим непосредственно из (7.30), подставив значение с из (7.32): дс/оГ = с/а 1 — гй~ (7.34) Скорость в функции перемещения найдем из совместного решения (7.32) и (7.33), и после упрощений 2Ь ехр — -- з а 1— (7.35) 1+ 1 — схр — — з а Характер изменения параметров движения ползуна машины с насосно-аккумуляторным приводом удобно представить безраз- ,/сЬ мерными функциями (см.