КШО Бочаров (Ю.А. Бочаров - Кузнечно-штамповочное оборудование), страница 14

Подобное выражение получено для скорости рабочих частей пресса во время деформирования поковки при линейно возрастающей деформирующей силе (Р„(х) = Ра + )сг). Исследование выражения (7.49) в безразмерной фюрме показывает, что при определенном значении пути разгона х = х,„,„, скорость достигает максимального значения н,.„„а затем уменьшается. Для машин ударного действия целесообразно использовать для разгона наиболее интенсивно возрастающую часть диаграммы скорости и применять гидропневматические аккумуляторы с уменьшенным по срав- 73 нению с гндропрессами объемом газа К= (5 ... 7) Р", ( Р'„— маневровый объем жидкости). Время в функции перемещения можно найти из (7.49), подставив г = сЬ/дб разделив переменные и проинтегрировав полученное выражение. Поскольку оно не имеет прелставления в элементарных функциях, после дальнейшего упрощения получены приближенные выражения, проверенные экспериментально (Ю.А.Бочаров, А.М.Ларионов, 1973).

Перемещение в функции времени з = — — 1 — сов — А+ — г . а (7.50) Скорость в функции времени и=с а — й+ — зш — й+— (7.51) 4 при г<б У~ при г>й Движение рабочих частей с учетом упругих свойств насосноаккумуляторной гидросистемы. Упругую сосредоточенную модель КШМ с насосно-аккумуляторным приводом (см. табл. 7.1) целесообразно применять для анализа параметров движения жидкости в гидросистемах гидровинтовых прессов и гидромолозов на всех этапах машинного цикла, когда проявления упругих свойств гидросистемы становятся значительными 181.

Калебательные процессы в гидросистеме оказывают существенное влияние на параметры движения рабочих частей машины при отношении приведенной массы рабочих частей машины и жидкости т,/т„< 2, что характерно для гидроимпульсных машин; могут оказывать влияние при т /т„= 3...5 гидропрессов, а при т„/т = 5...10, что характерно для гидромолотов и гидровинтовых прессов вследствие большой инерционности массы рабочих частей, колебания жидкости несущественно влияют на их движение. Для анализа динамических процессов в гидросисземах КШМ можно принять следующую двухмассовую модель КШМ с насос- но-аккумуляторным приводом (см. рис. 7.3, б). Принятые обозначения аналогичны рассмотренному для насосного привода. Силовая функция распределителя (клапана) ',:," где начальная сила на входе клапана Го = рэли, рх, — начальное :- давление жидкости в аккумуляторе; г, — время включения клапана.

Приведенный коэффициент сопротивления турбулентного по!;. тока жидкости в гидролинии (7.52) Приведенный коэффициент вязкого сопротивления жидкости при колебаниях с = 2,)Ыф (7.53) ;;,:,:.;; где Я = к„* Я вЂ” приведенный коэффициент жесткости гидролинии сечением ~„к" — приведенный модуль упругости гидролинии, см. (7.13); !3 — коэффициент демпфирования лля гидросистем с турбулентным гютоком (см.

(7.14) [7, 81) Х А у(" 1„'з (7.54) здесь А= О,! 106для минерального масла и А= 0,9 10 "для вод,,'::.: ной эмульсии; ч, я„— коэффициент кинематической вязкости ;;:::: минерального масла и водной эмульсии соответственно„. 1, — длина трубы, эквивалентная местному сопротивлению. Также по аналогии с насосным приводом (см. рис. 7.3) приняты обозначения: Я вЂ” приведенная сила сопротивления (трение в уплотнениях и направляющих); Д вЂ” обобщенная сила: Ц =- Я на этапе разгона массы рабочих частей и возвратном ходе и Д = Е, + + Я на этапе рабочего хода (деформирования поковки); жесткость гидролинии рассматривается по участкам: к/а — приведенная жесткость гидролинии 3 (от аккумулятора до распределителя, клапана); )гГ'Ь вЂ” приведенная жесткость гидролинии 1 (от распределителя до гидроцилиндра) В начальном положении аккумулятор заполнен и давление в нем р,ь распределитель (клапан) закрыт; гидролиния 3 находится под давлением жидкости в аккумуляторе.

Гидролиния 1 не нагружена. Клапан закрыт (функция клапана Е„= 0). При внезапном включении клапана волна давления распрост.!::: раняется со скоростью приблизительно 1 150 м/с по гидролинии 1 до поршня рабочего цилиндра, отражается от него, распространяется до аккумулятора, отражается и т.д., приводя к колебаниям в гидросистеме. Как только давление на поршне рабочего цилиндра станет достаточным для преодоления сил трения и инерции, поршень с ползуном начнут ускоренное движение по на- 75 правлению к поковке.

У гидропресса, который приводится от наполнителя, довольно быстро скорость приобретает установившееся значение (7.32). У машин ударного действия, как только рабочие части приобретают скорость, соответствующую заданной кинетической энергии, распределитель с помощью системы управления переключается в нейтральную позицию и на возвратный ход. Дальнейшее движение рабочих частей происходит по инерции.

Поршневая полость цилиндра соединяется со сливным баком с помощью обратного клапана, а штоковая полость — с компенсатором (на рис. 7.3 не показаны). При разработке программного управления, для анализа воздействия управляющих параметров на процесс развития кинетической энергии рабочих частей машин ударного действия, как правило, достаточно провести моделирование по этой методике активной фазы разгона рабочих частей. Примем следующие допущения: распределитель (клапан) закрыт и представлен функцией У'„= г0 = разЮ,; часть гидролинии 1о,и между аккумулятором и клапаном в начальном положении сжата и представлена жесткостью А/а; другая часть (, между клапаном и гидроцилиндром разгружена и представлена жесткостью lс/Ь, при этом а + Ь = 1; клапан открывается мгновенно при г = О, возбуждающая функция открытия клапана приобретает значение Р'„= г0 = р0зЮ, = сопзц обе приведенные массы жидкости ль и рабочих частей т~ начинают движение одновременно.

Уравнения движения двух масс д х, гдх, дх, дхз 2 Г ль — +~~ — ~ +с, — +г~ — -+/с(х~ — х~) = Р~~„(7.55) ~в~ д~хг . дх~ 4х~ дх~ т. — + Р(з18п — ) — с, — — с, — — 7г(х, — х,) = О, (7.56) бг2 сЬ бг бг где тль хп тп хз — приведенные массы и перемещения рабочей жидкости и рабочих частей КШМ. Эту нелинейную систему двух у)ивнений можно решить на ЭВМ.

Для приближенных аналитических решений можно принять следующие допущения, основанные на экспериментах (81: колебания жидкости не имеют существенного влияния на сопротивление движению при турбулентном потоке и можно отнести это сопротивление к массе и;, перемещение и скорость массы лг: при разгоне по направлению к поковке положительные и силу сопротивления можно рассматривать без учета знака направления скорости (я8п)— Р Яйп — з =Р; 76 колебания массы жидкости т, слабо влияют на движение массы тг и поэтому в уравнении (7.56) можно принять: 3о(х~ хг) Хо с~(дхь' дг) — 0 гг(дхг дг) — 0 а по уравнению (7.56) рассматривать переносную часть совместного движения масс и, + тг = М. Тогда уравнение (7.56) преобразуется в уравнение Риккати неполное (7.30) М вЂ” +Ч вЂ” ! — Г +я=о, д х2 Гдхг х (7.57) будет следующее: го (а — 1) б х;= ехр(-фгог) сов(уг — а)+ — о (7 60) /ссоаа lг где а — угол сдвига фаз; агсгя а =; 7= ог,(1 — рг — частота зар .

! г ~)г ™ тухающих колебании; ог = ~ — — частота незатухающих колебаний. т Перемещение приведенной массы жидкости найдем сложением (хг + х',) с заменой 1 — а = Ь: х, = — ~1 — ехрН)гог) сов(72 — а) + б~ ь )с 1 сгва +п!+ А1п с)г ( о ")'(Г- ) (7.61) 77 решение которого можно представить в виде И (Го — 2Г)ь х, = — 1псЬ (г-б), М (7.58) где 0 — время открытия клапана. Это будет переносное движение обеих масс т, и иг. Относительное колебательное движение массы т, найдем из уравнения (7.55), считая массу и, условно неполвижной (х, = О, дхг/дг = О): д'х1 дх1 И1 — +С +ГОХ2 = гоодг' дг (7.59) Решение уравнения (7.59) прн начальных условиях г = 0 х, (О) = о; — '(О) = 0 7о ' дг ,.:; Из уравнения (7.61) следует, что на переносное движение массы рабочей жидкости вместе с массой рабочих частей машины накладывается колебательное затухающее движение с частотой, близкой к частоте свободных незатухающих колебаний.