Учебник - КШО - Живов (1031225), страница 54
Текст из файла (страница 54)
е. отношение полезной работы А^^ совершаемой прессом в процессе одного рабочего хода, к работе А, совершаемой за полный цикл:Пдеф=Леф/^-(9-34)Мгновенным КПД называют отношение полезной мощности, расходуемойв данный момент рабочего хода, ко всей расходуемой прессом мощности:11з.мг = Л^пол/^-(9-35)в дальнейшем будем рассматривать КПД цикла Г|з. Выражения для вычисления мгновенного КПД можно получить по аналогии.В прессах с насосно-аккумуляторным приводом скорость подвижной поперечины, согласно уравнению (9.26), зависит от приложенной к ней деформирующейсилы, так как давление жидкости в аккумуляторе остается практически постоянным. Полезная мощность, расходуемая прессом,Л^пoл-^v(P).(9.36)Для наиболее эффективного использования потенциальной энергии рабочейжидкости необходимо выбрать такое соотношение между деформирующей силой и скоростью перемещения подвижной поперечины, при котором полезнаямощность является максимальной.
Для этого продифференцируем выражение(9.36) по силе и приравняем производную нулю:dN—^^^ = v(P) + PVXP) = 0.(9.37)Рассмотрим примеры определения деформирующей силы для некоторыхчастных случаев.286г л ава 9. Расчет насосного привода гидравлического пресса1. Деформирующая сила в процессе рабочего хода остается постоянной,P = PQ = const.
Дифференцируя уравнение (9.22), находимdP.и подставляемего в уравнение (9.37). Тогда/>о=-2С/' dCdPnДифференцируя (9.21), находим(9.38)= - 1 и подставляем его в (9.38) с учеdPoтом выражения для С из формулы (9.20). ТогдаР=-^Df-0A5^jnY,D,bAp,+il-a)Mg-опт^Х^2-0Д5ц,712:^л];^.(9.39)Выражение (9.39) позволяет определить на протяжении рабочего хода оптимальную деформирующую силу для заданного давления рабочей жидкости ваккумуляторе р^. Если пренебречь влиянием силы тяжести подвижной поперечины, противодавлением со стороны возвратных цилиндров и гидравлическимисопротивлениями, то оптимальная деформирующая сила /^оопт будет в полторараза меньше номинальной:(9.40)/>...=5^.2. Деформирующая сила в процессе рабочего хода не является постоянной.
Оптимальное соотношение между деформирующей силой и номинальным усилиемвыбираем по средней мощности, развиваемой прессом в процессе рабочего хода.Полезная работа за один рабочий ход^р.х'р.х(9.41)Оодаже при близких к нулю значеАниях S существенно меньше единицы, поэтому при подстановке (9.22) в (9.41)этим слагаемым можно пренебречь. После преобразований получаемв уравнении (9.22) слагаемое ехрЛ«|,' 1(П+Д-5), '•W.nAsd,.ВВ2В'(9.42)287Раздел IL ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ ПРЕССЫХод S подвижной поперечины - функция времени. Поэтому прежде чемприступить к интегрированию (9.42), выразим2В^ВАВоткуда2St=^ АД2В^4^+с;д2В^В^С^В(9.43)ВПодставляя в (9.42) выражение для S и произведя интегрирование, получаемА=^^t'2 2В^ВАВ " " ^ 2 5 '2В^р.х'^ВАД ^С2В^ В^О^р.к(9.44)Таким образом, средняя мощность за один рабочий ходпол.ср.^.JL,i__Bl,i\Aa,,£,45р.х32ВАД_^С_Д25'2Р-х'р.хР, \525'25',.ЛР.А^*^.-р.х •" о25'В(9.45)5Для определения максимальной средней мощности за один рабочий ходпродифференцируем выражение (9.45) и приравняем производную нулю:dNпол.ср'^ -t^325 2 Р-хdt р.х2В^'^"'\2В^^в'^ 2 25^В^ .
+ <^25'5у525(9.46)откуда•р.х^ Ш. + £Л:^ЪД\2В'ВЪ Д'4(9.47)Приравняв правые части уравнений (9.43) и (9.47), после преобразованийнаходимР,-Р,=Д5,= \и+ 2.288'АД_+С25АД+С25 ^'4^ + С25•6Ро ++ 6Л,(9.48)Глава9. Расчет насосного привода гидравлического прессаИз полученного выражения можно определить рациональное значение деформирующей силы при номинальном усилии пресса. Значения А, В и С вычисляемсогласно уравнению (9.21). Из выражения (9.48) следует, что для номинальногоусилия пресса только некоторые технологические графики деформирующей силыявляются оптимальными. Расчеты по определению максимальной эффективноймощности, развиваемой прессом в процессе рабочего хода, целесообразно проводить при проектировании специализированных прессов.Продолжительность полного цикла гидравлического пресса с насосно-аккумуляторным приводом определяется временем забора рабочей жидкости из аккумулятора для совершения прямого рабочего и обратного холостых ходов и наполнения его до первоначального уровня.Прямой холостой ход осуществляется под действием силы тяжести подвижной поперечины и давления жидкости, поступающей из наполнительного бака.В наполнительный бак жидкость нагнетается в процессе обратного холостогохода.
Других источников энергии для зарядки наполнительного бака нет. Потери, связанные с нагнетанием в него жидкости, учитывают при рассмотрении обратного холостого хода. Поэтому при определении КПД нет необходимостирассматривать прямой холостой ход. Полезная работа выполняется только в процессе прямого рабочего хода.Полная энергия, потребляемая насосно-аккумуляторным приводом пресса,расходуется на совершение полезной работы и преодоление различного родасопротивлений в отдельных элементах гидравлической системы: на преодолениегидравлических сопротивлений, на сжатие жидкости с учетом утечек, на преодоление сил трения в механических парах и др.Рассмотрим потери и определим КПД для основных элементов гидравлической системы прессовой установки.1.
Гидравлический пресс. Потенциальную энергию рабочей жидкости, поданную в рабочий или возвратные цилиндры, воспринимает гидравлическийпресс. Эта энергия расходуется на совершение полезной работы (пластическоедеформирование заготовки), на преодоление гидравлических сопротивлений в процессе прямого рабочего и обратного холостого ходов пресса и упругое деформирование системы цилиндр - рабочая жидкость.Энергию жидкости, находящейся внутри рабочего или возвратных цилиндров, без учета потерь на сжатие и утечки называют цилиндровой A^^^.diC учетомэтих потерь - индикаторной ^4^„д.Индикаторную энергию определяют экспериментально по индикаторнымдиаграммам давления жидкости в рабочем или возвратных цилиндрах, снятыхв процессе прямого рабочего и обратного холостого ходов пресса.
Предположительные индикаторные диаграммы можно строить, пользуясь уравнениями(9.18) и (9.28). Индикаторная энергия расходуется на деформирование заготовки, а также преодоление сил трения и сопротивления со стороны возвратныхцилиндров.289Раздел П. ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ ПРЕССЫОтношение полезной работы пресса, израсходованной за один рабочий ход^деф, к индикаторной энергии ^„„д? затраченной в течение цикла, называют механическим КПД пресса:Лмех- ^=^инд—,(9.49)\ ^ 7 и н д ^ ^2инд>'где ^инд = ^7инд ~'"^2инд? ^7инд ~ индикаторная энергия, израсходованная в рабочем цилиндре за время прямого рабочего хода; ^2инд ~ то же, израсходованная ввозвратных цилиндрах за время обратного холостого хода.Отношение индикаторной энергии ^^^^ к цилиндровой А^^^ называют объемным КПД пресса:Лоб^Лнд/Лил-(9-50)Цилиндровая энергия^цил^Уцил "*"^ 2 цил *где v4yy^jj - цилиндровая энергия рабочего цилиндра за время прямого рабочегохода; ^2цил ~ то же возвратных цилиндров за время обратного холостого хода.Эту энергию нельзя определить точно ввиду неопределенности утечек рабочей жидкости, поэтому в расчетах объемный КПД принимают исходя из опытных данных: Лоб = 0,98...0,96.Энергия рабочей жидкости перед входом в рабочий или возвратные цилиндры всегда больше энергии внутри них на величину местных потерь при входе.Энергию рабочей жидкости перед входом в цилиндр яа.зывают располагаемой.Отношение цилиндровой энергии А ^^^^ к располагаемой А ^^^^ называют гидравлическим КПД npQcca.:'|гидр~~ ^ ц и л / ^ р а с п ?^ р а с п ~ ^ / р а с п """^ipacn?УУ*"^^)где ^урасп ~ располагаемая энергия перед входом в рабочий цилиндр; ^^^р^сп - тоже перед входом в возвратные цилиндры.Эффективным КПД цикла гидравлического пресса называют отношениеполезной работы, совершенной им за один рабочий ход, к энергии, израсходованной за полный двойной ход его подвижной поперечины:'П 7э "^ ^ д е ф / ^ р а с п ^ Л мех Л об Л гидр '(9.52)2.
Аккумулятор. В конструкциях гидропрессовых установок наиболее широко распространены пневматические (воздушные) аккумуляторы, в которыерабочая жидкость нагнетается насосами. В пневматических аккумуляторах отсутствуют механические, но имеют место объемные, гидравлические, термодинамические и пневматические потери.290Глава9. Расчет насосного привода гидравлического прессаОбъемный и гидравлический КПД аккумулятора определяют аналогично соответствующим показателям гидравлического пресса.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
