Учебник - КШО - Живов (1031225), страница 53
Текст из файла (страница 53)
Схемы технологических процессов и графики деформирующей силы:а - осадка; б - прямое выдавливание; в - обратное выдавливаниеа при обратном выдавливании (закрытой прошивке)Р = фа,Р = фаnd'%d^2+ 1+1+ 1+D2\D2 \Inпри h> —6\d+{DldY-\ 6/гIn-при/г<—.(9.16)(9.17)(обозначения в формулах (9.14)-(9Л7) см. на рис. 9.1).Для расчета параметров рабочего хода ковочного гидравлического прессав качестве исходных данных выберем линеаризованный график деформирующих сил при осадке, приведенный на рис.
9.1, а. ТогдаР = Ро-^Д5где PQ - начальная деформирующая сила; Д - коэффициент, характеризующийинтенсивность увеличения сопротивления заготовки в зависимости от перемещения подвижной поперечины в процессе рабочего хода, Д = {Р^- PQ)/S/, Р^, S^ конечная деформирующая сила и ход подвижной поперечины соответственно.Уравнение движения подвижной поперечины имеет следующий вид:P,-P,-P,-MS-P^^,-P^,-R280+ Mg = M^.(9.18)Глава 9. Расчет насосного привода гидравлического прессаНа основании уравнений Бернулли и неразрывности для участков трубопровода 1-3 (рабочие цилиндры - аккумулятор) и 2-5 (возвратные цилиндры сливной бак), а также допущений, сформулированных при рассмотрении прямого холостого хода, находим выражения для определения давления жидкостив рабочих и возвратных цилиндрах, аналогичные (9.4):Г^т^2\Р1=Рз-ZA\2K^lsyV^« у(9.19)P2 =^P5 +Ti I«^2-5I''+2\2-1 PV ^'-5 ;+P^2/ /3 0^dt^^dl,Выражая P,, P2 согласно формуле (9.2) и подставляя выражения для pi и р2,приводим уравнение (9.18) к виду(9.20)dtЗдесьА=М +^Х^/-ОЛ5Ц,ЯХ/?Л]РЕ/Р|^+^Х^1+0Л5Ц,ЯХ/)Л1РЕФ^ ;^2-5в = яХА'-0,15Ц;ЯХАЙ/zon.vji'^;lA dlsГУГТЛ2\1-^Е^мдvASz^ z^V "1-3 Jz^2^22 \+|7Е^2+0,15ц,лХ^2*2|х+Z^M.<V ''2-5V "^2-5 J^lA^^J-1P .2'\JРз-- ( ^ Z ^ 2 + 0 ' 1 5 ^ 2 ' ^ Z ^ A ] ; ' 5 -^0 •Физический смысл коэффициентов ^ , 5 и С в уравнении (9.20) такой же, какв уравнении (9.5).
При Д = О уравнение (9.20) переходит в уравнение (9.5). Уравнекие (9.20) становится линейным после замены — =dt(v ):Ids281Раздел П. ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ ПРЕССЫ-A—{v^)2 dS+ Bv^-C + ДS = 0.(9.21)Для решения этого уравнения воспользуемся методом изменения произвольной постоянной. Интегрируя и используя начальные условия: при ^ = О, ^ = Ои V = О, получаем^^. + £2В^В1-ехрЛJВ(9.22)При Д = О (деформирующая сила в процессе рабочего хода постоянна) выражение для скорости подвижной поперечины (9.22) совпадает с (9.7).Из выражения (9.22) следует, что скорость подвижной поперечины в процессе рабочего хода является переменной, т. е. имеет место неустановившеесятечение. В начале рабочего хода скорость равна нулю, затем возрастает до максимального значения и падает до нуля при непрерывном повышении деформирующей силы.
Для ориентировочного определения длины рабочего хода в выра^ 2В ^жении (9.22) пренебрегаем ехрпо сравнению с единицей. ТогдаР''25Д(9.23)Для определения максимальной скорости необходимо найти производную—dSиз выражения (9.22) и приравнять ее нулю. Тогда найденный ход S будетсоответствовать максимальной скорости^vmax-— I n1+2ВС(9.24)АД,dvПодставляя 5о max в уравнение (9.20) и полагая ^ ^ = 0 , находимdt\С'в2ВСАДIn 1 +2В^АД(9.25)В частном случае при A = Q и Д = О после раскрытия неопределенности устанавливаем, чтоV m a x = V ^ = l^ycT-Это совпадает с полученным ранее выражением (9.13).282Глава9. Расчет насосного привода гидравлического прессаЧтобы определить продолжительность рабочего хода, представим скоростьВ выражении (9.22) в виде производной пути по времени: v = — , а кроме того,dt25 ^будем пренебрегать периодом разгона, для чего положим ехрS = 0.
Тогдауравнение (9.22) примет вид^=dt= Ш + ^ВС Д= v=J-^V::^^S,^i2В^В(9.26)После интегрирования с учетом начального условия: при ^ = О 5* = О, и преобразования получаем,Ш1Щ_^,^.(9.27)Приравнивая правые части выражений (9.23) и (9.27) и решая полученное уравнение относительно t, находим продолжительность рабочего хода^А'рк = 3 .д•+ -2ВС^д2JПри интегрировании уравнения движения (9.21) для случая линеаризованного графика деформирующей силы с несколькими участками произвольнуюпостоянную определяем с учетом начальных условий на каждом участке.Рассмотрим влияние коэффициентов А, В, С и Д на характер изменения скорости подвижной поперечины согласно выражению (9.22).
С увеличением коэффициента А при прочих равных условиях продолжительность разгона подвижнойпоперечины возрастает, значение максимальной скорости несколько уменьшаетсяи смещается в сторону конца рабочего хода, длина которого возрастает. ВлияниеА будет сильнее проявляться при расчетах быстроходных прессов, а также прессов с низким давлением рабочей жидкости. Коэффициент А зависит от размеровтрубопровода.
Для уменьшения его трубопровод необходимо делать коротким.Коэффициент В зависит от гидравлических сопротивлений и размеров трубопровода, с уменьшением В возрастает максимальное значение скорости подвижнойпоперечины и происходит смещение этой скорости к началу рабочего хода (периодразгона сокращается). При проектировании гидравлической системы пресса нужностремиться уменьшить сопротивление течению жидкости в трубопроводе.С увеличением С возрастает скорость установившегося движения подвижнойпоперечины.
Однако это целесообразно только в определенных пределах. Поскольку при достижении некоторого определенного значения С, устанавливаемого на основании энергетического расчета, происходит уменьшение КПД гидравлическогопресса, такой путь повышения его быстроходности не всегда целесообразен. Длявыбора рационального значения коэффициента С необходимо проводить энергетический расчет и только после этого принимать окончательное решение.283Раздел П.
ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ ПРЕССЫvAvAД1<Ди<Д111<Д1уI II III IV1 5 / ^ IBji ^2В JJJ ^ 2BjyААААI IIРис. 9.2. Влияние коэффициентов уравнения движения на рабочийход подвижной поперечиныБыстроходность и рабочий ход гидравлического пресса в основном определяются коэффициентом Д характеризующим интенсивность нарастания сопротивления движению подвижной поперечины со стороны деформируемой заготовки.
Какпоказано на рис. 9.2, а, с увеличением коэффициента Д длина рабочего хода уменьшается. Если — < Д, то данная операция вообще не может быть выполнена на расdSсматриваемом прессе, так как по сравнению с инерционными силами сопротивление деформированию со стороны заготовки нарастает интенсивнее.Период разгона подвижной поперечины в процессе рабочего хода зависит ототношения 2В/А (рис. 9.2, б): чем оно больше, тем короче период разгона.
Однако увеличивать его надо путем уменьшения значения А, в противном случаеснижается максимальная скорость подвижной поперечины.Обратный холостой ход. Скорость подвижной поперечины гидравлическогопресса должна быть задана в технических условиях на проектирование. Задачарасчета - определение силы, развиваемой возвратными цилиндрами (например,определение размеров поперечных сечений плунжеров при заданном давлении).Для осуществления обратного холостого хода необходимо соединить возвратныецилиндры с источником жидкости высокого давления - аккумулятором, а рабочиецилиндры - с наполнительным баком через наполнительный клапан или со сливным баком через главный распределитель.
Для увеличения быстроходности пресса скорость обратного холостого хода должна быть максимально возможной (в некоторых случаях она достигает 60 см/с). Для определения параметров обратногохолостого хода составляют уравнение движения, аналогичное (9.1) и (9.18):P,-Pj-(\284+ li)Mg-P^j-P,^,=Mdt(9.28)г л ава 9. Расчет насосного привода гидравлического прессаКак и в предыдуш,их случаях, используя уравнения Бернулли и неразрывности с принятыми допущениями, приведем уравнение движения (9.28) к дифференциальному типа Риккати:(9.29)dtгдеА=М ++ ^Х^2 -0Л5ц,7гХ^^л)рЕ/р2^;в='-Уо]-0,\5\1,к£^О,Ь,2\л1 - 1Л^Е^м2л^XA'+o,i5^,7tXA6,2Л+1Л\+ Z^M.c-1V "/-4 ;/<^ =ЕА^feA'-0'15R,KE/?262U-(l+aWg-feA'+0,15^;7rEOAК - (9-30)После интегрирования (9.29) получаем[сВМ1-ехр| -—s][А)(9.31)Для определения размеров возвратных цилиндров необходимо в выражении(9.31) приравнять v = Vy^,^ и подставить значения С и 5 из соотношений (9.30).Ввиду громоздкости арифметических преобразований эту задачу проще решатьподстановкой.Отметим, что в данном параграфе при рассмотрении динамики насосноаккумуляторного привода пресса не учитывалась продолжительность срабатывания распределительных устройств.9.2.
Расчет энергетических параметровнасосно-аккумуляторного приводаГидравлические прессы с одной ступенью изменения деформирующейсилы. Основные энергетические показатели привода гидравлического пресса полезная (эффективная) работа, расходуемая на деформирование заготовки заодин рабочий ход, а также мощность и коэффициент полезного действия.285РазделIL ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ ПРЕССЫПолезную работу определяют, пользуясь графиками деформирующей силы(см. рис. 9.1) и заменяя dv на dS:А^^ = \PdS.(9.32)5В процессе рабочего хода полезная мощность равна произведению деформирующей силы и скорости деформирования (перемещения подвижнойпоперечины):K„, = Pv.(9.33)Работа, совершаемая прессом за один рабочий ход, и мощность являютсяабсолютными показателями, тогда как КПД - относительный показатель, который позволяет сравнивать гидравлические прессы между собой и с другими КШМ.Для сравнения энергетических показателей работы прессовых установокнеобходимо знать КПД цикла, т.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
