Учебник - КШО - Живов (1031225), страница 79
Текст из файла (страница 79)
уравнение 17.1):417РазделIV. МОЛОТЫПоскольку уровень внутренней энергии является функцией степени нагретостигаза, т. е. его температуры, то приращениещ, = -cy^т^-cy{т,-т,).Тогда удельная механическая работак-\"^ к-\п^ 1Pi(17.13)\ y \ jУравнение (17.13) показывает, что при возрастании показателя степени функции pV^^ механическая работа, совершаемая энергоносителем при расширении,уменьшается, а работа, затрачиваемая на его сжатие, увеличивается.Положим, что паровоздушный молот рассчитан на работу на влажном паре.Что произойдет при переводе этого молота на работу на сжатом воздухе?Как известно, рабочий процесс в цилиндре молота определяется соотношениями между периодами работы энергоносителя, т.
е. между впуском-выпускоми расширением-сжатием. При расчете параметры парораспределения у, у', р, р',(1-у-Р), (1-У-Р') оказываются фиксированными; они реализуются в конструкции золотника и механизма управления. Поэтому при установленных периодахотсечек и заданных давлениях впуска-выпуска работа расширения нижнего воздуха, например при ходе вверх, окажется заниженной, а работа сжатия верхнеговоздуха - завышенной по сравнению с процессом влажного пара. В результатепоршень и, следовательно, падающие части не дойдут до КВП. Для того чтобыобеспечить подъем падающих частей на полный ход, необходимо затратить тоже количество энергии, что при работе на влажном паре.
Использовать внутреннюю энергию воздуха при заданных степени расширения и давлении выпусканевозможно. Недостающую энергию можно получить только в результате дополнительного введения свежего энергоносителя в цилиндр молота. Это достигается увеличением периода впуска нижнего воздуха посредством регулировкиустановочного положения парораспределительного механизма (необходимоопустить золотник).Очевидно, что при тех же параметрах р и р^ для достижения требуемогоуровня кинетической энергии диаметр рабочего цилиндра D должен быть несколько больше, чем для молота, работающего на влажном паре.Переключение молота, работающего на воздухе, на работу на влажном пареможет привести к сильному удару поршня в крышку цилиндра, если не предусмотреть изменений в регулировке давления пара. Проще всего уменьшить проходные сечения дросселя и, следовательно, увеличить предварительное мятиепара, тем самым снизив давление свежего пара, поступающего в цилиндр.
Эффективная энергия удара при этом не уменьшится, так как работа верхнего пара почтине изменится, а противодавление нижнего пара даже несколько упадет.418Глава18. Бесшаботные и паровоздушные молотыГлава 18. БЕСШАБОТНЫЕ ПАРОВОЗДУШНЫЕМОЛОТЫ18.1. Типовые конструктивные схемыВысокая плотность застройки заводских площадок и близость жилыхкварталов заставили инженеров искать эффективную защиту от виброколебаний грунта, возникающих при работе шаботных молотов. Основной задачейсочли не локализацию виброколебаний в системе молот - фундамент, а устранение их причины для того, чтобы кинетическая энергия максимально гасилась непосредственно при соударении частей молота и не передавалась нанесущие части его конструкции и фундамент. Напрашивалось естественноерешение: осуществлять не односторонний удар двигающихся с большой скоростью падающих частей по поковке на неподвижном шаботе, а соударениедвух подвижных масс по поковке, расположенной в плоскости их возможногостолкновения.
Поскольку нагрузочный импульс при таком ударе не передаетсяна грунт, отпадает необходимость в шаботе. Поэтому эти модели паровоздушных молотов получили название бесшабашных.Однако они не вытеснили обычные шаботные молоты, так как нижнийштамп их подвижен и по этой причине возникают определенные затрудненияс удержанием поковки при выполнении многоручьевой штамповки. Очень хорошо на бесшаботных молотах осуществлялась штамповка в торец осесимметричных деталей вроде шестерен, фланцев и т.
п. Чтобы избежать эксцентричныхударов при штамповке несимметричных в плане деталей, предусматривалипредварительную обработку заготовок на других машинах или на том же молоте, но с последовательной установкой штампов по операциям.Основным признаком для классификации бесшаботных молотов являетсятип привода подвижных частей: паровоздушный, механический и гидравлический. Второй и третий типы в чистом виде применяют крайне редко, тогдакак первый сам по себе или в сочетании со вторым и третьим является типовым.Была предложена конструктивная схема молота, в котором от паровоздушного цилиндра приводилась в движение только верхняя баба 1 (рис. 18.1, а),а нижняя 5 перемещалась от нее при помощи механической связи - двух металлических лент 3, перекинутых через блоки 2.Выполнить конструкцию молота по такой схеме несложно, достаточно толькообеспечить хорошее направление баб.
Для этого на нижней плите устанавливаютстанину из четырех стоек, а сверху закрепляют рабочий цилиндр. Верхнюю бабуобычно изготовляют из качественного литья заодно со штоком и поршнем.Связывающие ленты работают в наиболее тяжелых условиях вследствие упругих колебаний, возникающих в них при ударе. Для повышения прочности лен419РазделIV. МОЛОТЫЛиния_соударенияЛини^соударенияРис. 18.1. Схемы бесшаботного молота с механической (а) и гидравлической (б) связьюты набирают из нескольких десятков тонких стальных полос марки 45 или 50толщиной 0,3 — 0,8 мм при ширине 120... 130 мм. Полосы рекомендуется закаливать.
Закрепляют ленты в бабах обязательно через амортизирующие буферы 4.Блоки делают из дюралюминия, чтобы уменьшить их момент инерции и темсамым пробуксовывание по лентам при остановке последних в момент удара.Подвижные части молота необходимо выполнять с несколько различающимися массами. Если, например, верхнюю бабу сделать на 5... 10 % легче нижней,то она будет отскакивать после удара с большей скоростью и благодаря этомуразгружать ленты. Если сделать наоборот, то ускоренный отскок нижней бабыприведет к резкой перегрузке лент.В молотах с рычажной связью, несмотря на амортизацию при помощи кольцевых пружин трения, быстро вырабатывались шарниры рычагов, а сами пружины ломались. Поэтому широкого применения эти молоты не нашли.В схеме, приведенной на рис.
18.1, б, сила, разгоняющая нижнюю бабу, создается давлением жидкости. Однако под плунжер нижней бабы жидкость поступает не от особого гидропривода с электродвигателем, а от действия собственногопаровоздушного привода. Молот работает следующим образом. При впуске свежего пара или сжатого воздуха в верхнее пространство рабочего цилиндра420Глава18. Бесшаботные и паровоздушные молотыпадающие части 1 ускоренно перемещаются вниз, шток 3 давит на плунжер 7,сдвигая его также вниз.
В результате жидкость (минеральное масло) из боковыхполостей корпуса 10 нижней поперечины вытесняется в среднюю и перемещаетплунжер 8, а через шток 6 и нижнюю бабу 4 вверх вплоть до соударения. Несмотря на некоторые потери энергии на сжатие жидкости, нижняя баба к моменту удара развивает почти такую же скорость, как и верхняя (площади поперечныхсечений плунжера 8 и двух боковых плунжеров 7 равны).Для разгрузки штоков в местах соединения их с бабами установлены резиновые амортизаторы 2 и 5. Гидравлические удары в жидкости, заполняющейполости корпуса 10 смягчаются пружинными компенсаторами 9.
Они же предназначены для амортизации внезапного падения верхней бабы при аварийнойутечке жидкости из корпуса.Более высокая надежность работы молотов рассмотренной схемы привела ктому, что эксплуатационники стали отдавать им предпочтение перед молотами смеханической связью. Как правило, молоты с гидравлической связью применяютдля тяжелой штамповки и изготовляют с энергией удара до 1,4 МДж.Известны также схемы бесшаботных молотов с независимыми паровоздушными приводами подвижных частей.18.2. Особенности термомеханического расчетабесшаботных паровоздушных молотовМетодика термомеханического расчета бесшаботных паровоздушных молотов в принципе аналогична созданной проф. А.И.
Зиминым методике расчеташаботных паровоздушных молотов.В качестве главного размерного параметра, задаваемого в расчете, принимают эффективную энергию L^ полного удара. Еще одним параметром являетсяскорость подвижных частей в момент удара. Поскольку у молотов, схемы которых представлены на рис. 18.1, массы верхних и нижних подвижных частей почти равны между собой, для выполнения основного условия (равенства количества движения масс при ударе) необходимо и равенство их скоростей. Этискорости малы и не превышают 3,1 ...3,3 м/с.Каждая из баб совершает до удара одинаковый ход, поэтому в технической характеристике молота обычно указан суммарный ход 2Н^ обеих баб: у молотов с Ь^,равной 200, 400 и 800 кДж, он составляет 1200, 1400 и 1800 мм соответственно.Бесшаботные паровоздушные молоты, предназначенные для горячей штамповки, работают циклами управляемых единичных ходов, завершающихся полными или неполными ударами.
Причем парораспределение в типовыхконструкциях устроено таким образом, что в цикле единичного хода с полнымударом впуск происходит при полностью открытых окнах, т. е. у^ == 1. Это достигается отведением сабли при нажиме на рукоятку управления, в результате чего421Раздел IV. МОЛОТЫзолотник удерживается без движения в самом верхнем положении. При этоммятие энергоносителя на входе в рабочий цилиндр развиться не успевает. Значит, давления в верхней (на впуске) р и нижней (на выпуске) р^ = 0,12 МПа полостях будут оставаться постоянными на протяжении всего хода баб вниз.Таким образом, движущая сила при ходе вниз для молота с ленточной связью будет постоянной:Р =Р' -Р'^-Р^нилинн+ G -G -Ра т ^ в^н^ тр.в-Р-Ртр.нР, = [р-ар, -p^{\-a)]F-Y,Q.,тр.р'(18.1)где Рд =pF и P^=p^aF - равнодействующие избыточного давления пара(воздуха) в верхней и нижней полостях рабочего цилиндра соответственно;^ат ^Poi^-^Wl Х б н ~ равнодействующая сил тяжести верхней G^ и нижней G^^баб, а также сил трения в верхних Р^^^ и нижних Р^^^^ направляющих и лентыо ролики Р^^^ при ходе вниз, ^ б н ~ 0,26G^.Тогда энергия полного удараL, = {[р - ар, -ро (1 - a)]F-0,26GJH^.(18.2)При свободной рукоятке золотник опущен, происходит впуск пара в нижнюю полость, а подвижные части движутся в исходные положения.
Восстановление кинематической связи между верхней бабой и золотником (при свободнойрукоятке сабля касается бабы) обеспечивает отсечку нижней полости цилиндрапри подходе бабы к КВП. После этого нижний пар только расширяется. В верхней полости в течение всего хода вверх происходит только выпуск пара, ноуменьшение давления в нижней полости позволяет остановить бабу вверху безудара в крышку цилиндра и удерживать ее на весу.Расчет таких молотов связан с ограничением ускорения при подъеме.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
