Учебник - КШО - Живов (1031225), страница 80
Текст из файла (страница 80)
Приопережающем движении верхней бабы (а это может случиться, если ее ускорение Ув будет больше ускорения силы тяжести g = 9,8 м/с, под действием которого опускается нижняя баба) натяжение лент ослабнет и могут образоваться петли. Последующий ход вниз будет сопровождаться резким рывком, и лентыпорвутся. Поэтому И.В. Климов рекомендует следующее соотношение междуускорениями:7B^0,9g.Таким образом, активная сила, действующая на верхнюю бабу в началедвижения вверх, должна подчиняться условиюg422Глава19.
Высокоскоростные молотыИначеР =Р'-Р^^Р^в^в-G^в^^ат+G -Р^в^^н^ тр.в-Р^ тр.н-Р=09Gтр.р^'^^в?ИЛИ[ар-р,+;7o(l-a)]F-XeB-0,9G3,(18.3)где ^ б в ~ равнодействующая тех же сил, что и в выражении (18.1), но при ходе вверх, 5 ] б в ^ 0,22Сз.Сопоставляя уравнения (18.2) и (18.3), заключаем, что они образуют систему с двумя неизвестными F и а:4 = {[р - ар, -ро (1 - а)] F- 0,26GJ Я , ;lMG, =[ap-p,+po{\-a)]F,решая которую, получаем диаметр цилиндра D и диаметр штока d^^.Несмотря на небольшие ходы бесшаботные молоты вследствие невысокихускорений тихоходны. Например, молоты указанных ранее размеров в среднеммогут нанести соответственно 20, 7 и 6 полных ударов в минуту.Глава 19.
ВЫСОКОСКОРОСТНЫЕ МОЛОТЫ19.1. Общие сведенияПредставляют интерес схемы обработки металлов давлением со всесторонним сжатием и интенсивным направленным течением металла (например, объемная штамповка деталей с ребрами, шлицами, обратное выдавливание и т. п.).В этих случаях перенос объемов сопровождается контактным скольжением металла относительно поверхности инструмента при высоких нормальных давлениях. Кинетическая энергия переноса преобразуется в энергию граничноготрения.
Процесс сдвигового перемещения в толще деформируемого металламожет быть представлен как движение с внутренним трениемМеханическая энергия граничного трения, преобразуясь в тепловую, рассеивается либо воспринимается металлом, повышая его температуру. Внутреннеетрение, с одной стороны, повышает сопротивление деформированию, а с другой,преобразуясь в теплоту, - рассеивается или также аккумулируется металлом.Если начальная скорость VQ увеличена настолько, что длительность t^^ нагрузочной фазы удара составляет тысячные или менее того доли секунды, то мощностьвсех процессов при ударе резко возрастает и выделяющаяся теплота не успеваетрассеиваться.
Процесс деформирования по существу изолируется от среды,и металл разогревается настолько, что становится заметным преобладание423РазделIV. МОЛОТЫразупрочняющих процессов. Хотя а^ по-прежнему растет, общий расход энергии на внутреннее трение может даже уменьшиться; среднее за процесс сопротивление деформированию падает, а работа пластического деформирования увеличивается.Важную роль в улучшении условий деформирования играет снижение сопротивления граничного трения в указанной области, что способствует более равномерному течению металла. Пределы этой области зависят от физико-механических характеристик обрабатываемого металла.
Так, свинец, который чаще всегоприменяют при лабораторных исследованиях для моделирования горячей штамповки, начинает оплавляться при скоростях удара в начале штамповки около 20 м/с.По этой же причине приходится снижать температуру верхнего предела высокоскоростной горячей обработки для алюминиевых сплавов. Вместе с тем такие металлы, как молибден, титан, уран, цирконий, ниобий и др., широко применяемыев ракетной и ядерной технике, особенно хорошо деформируются при скоростях20...30 м/с. Однако при так называемых критических скоростях, происходят нежелательные фазовые превращения в отдельных частях обрабатываемой заготовки, подверженных местному нагреву.Действие привода высокоскоростных молотов основано на принципе термомеханической системы типа цилиндр - поршень.
Для того чтобы поршеньи связанные с ним подвижные части достигли высокой конечной скорости на относительно малом пути, необходимо создать большую активную силу, возбуждающую ускоренное поступательное движение в течение всего прямого хода.В термомеханических системах высокоскоростных молотов в качестве энергоносителя применяют сжатый газ высокого давления, взрывчатое вещество или горючую смесь.
Пар или сжатый воздух с обычными параметрами для этой целинепригодны, так как при работе на них требуются цилиндры огромных размеров.Различия в физико-механических свойствах сжатого газа высокого давленияи взрывчатого вещества или горючей смеси определяют своеобразие конструкций существующих молотов, из которых первые называют высокоскоростнымигазовыми, а вторые - высокоскоростными взрывными молотами.19.2. Высокоскоростные газовые молотык настоящему времени разработано и воплощено в металле довольно многоконструктивных схем высокоскоростных газовых молотов.
По принципу действиясхемы этих молотов можно разделить на двухкамерные и однокамерные.В двухкамерном молоте (рис. 19.1) помимо рабочей камеры в цилиндре 3имеется специальная емкость для аккумуляции газа высокого давления - азота ср=\А МПа. Аккумуляционная камера отделена от рабочей распределительныморганом - золотником 4, приводимым в движение от системы управления.424Глава 19.
Высокоскоростные молотыРис. 19.1. Схема высокоскоростного газового двухкамерного молотаВ представленном положении полость В заполнена через отверстие IV газомнизкого давления и поршень 6 прижат к торцевому уплотнению 5. Золотник 4смещен вниз под действием масла, нагнетаемого по трубке / в верхнюю полостьзолотниковой коробки, и перекрывает сопло из полости А в полость В.Для пуска молота в сопло по трубке / / поступает газ повышенного давления.Несмотря на низкое давление в полости 5, поршень при этом остается неподвиж425РазделIV.
МОЛОТЫным, так как его площадь под соплом мала по сравнению с кольцевой площадью.Однако давление газа, поступившего по трубке //, все же достаточно велико, чтобы сдвинуть золотник вверх, и поэтому газ высокого давления из полости А черезоткрывшиеся отверстия в золотниковой коробке и сопло врывается в рабочую камеру, отрывая поршень от кольца 5, В результате резко возрастают площадь, накоторую действует этот газ, а следовательно, и сила. Подвижные части с большимускорением начинают перемещаться вниз, достигая максимума скорости в концехода перед началом штамповки.Для подъема подвижных частей после удара в полость В под поршнем 6 черезтрубку /// закачивается масло высокого давления.
Расширившийся газ из частиполости В над поршнем вытесняется в полость А с повторным сжатием (рекомпрессией) до начального давления. Когда поршень прижат к кольцу 5 давлениеммасла, опускается золотник 4, разъединяя полости. После этого давление подпоршнем в полости В падает, а газ низкого давления вытесняет масло. Молотвновь в исходном положении и готов к следующему удару.Конструктивно молот оформлен таким образом. Станина 12 является несущим элементом и предназначена для компоновки всех узлов и деталей, но жесткона ней укреплены только опоры 8 с направляющими втулками.
В них установленыдве стяжные шпильки-колонны 10, образующие вместе с верхней 1 и нижней Ибазовыми траверсами раму молота. К верхней траверсе прикреплен рабочий цилиндр i, а на нижней размещена нижняя половина штампа. Подвижные части молота состоят из поршня б, штока 7 и подвижной траверсы 9 с верхней половинойштампа. Направляется подвижная траверса колоннами 10, На нижней сторонетраверсы И смонтирован гидравлический цилиндр 13 выталкивателя.В процессе истечения газа высокого давления через соединительное сопловозникает реактивный импульс, действующий на верхнюю крышку полости Ацилиндра 8, В результате вся рама молота движется вверх.
После удара вследствие упругого отскока, а затем под влиянием силы тяжести рама смещается вниз.Для того чтобы предупредить удар рамы при посадке на нижние фиксаторы,шпильки-колонны пропущены через демпфирующие гидроцилиндры 2 (гидропневмоцилиндры).Подобное устройство молота обеспечивает благоприятную механику движения соударяющихся масс: подвижные части и рама встречаются в момент удара,обладая соразмерным количеством движения.
Поскольку рама «плавает» относительно станины, гашение импульсной нагрузки происходит практически полностью внутри системы подвижные части - рама. Энергия же упругого восстановления после удара рассеивается в демпфере. Поэтому молот работаетустойчиво несмотря на огромный уровень кинетической энергии по отношениюко всей массе машины. Силовая замкнутость и гашение виброколебаний в системепозволяют устанавливать молот на ставнительно небольшом фундаменте.Процесс удара в высокоскоростном молоте происходит значительно быстрее, чем в паровоздушном. Поэтому удельная мощность рабочего хода на еди426г л ава 19.
Высокоскоростные молотыницу массы высокоскоростной установки несравнимо превосходит таковую дляобычного молота. Следовательно, важным отличием высокоскоростных газовыхмолотов является их очень низкая металлоемкость.Однако, во-первых, высокоскоростные газовые молоты имеют усложненный индивидуальный привод. Например, в молоте по рассматриваемой конструктивной схеме в качестве энергоносителя применяют азот высокого и низкого давления, а также масло высокого давления.
Азот поступает из баллонов,присоединяемых к цилиндру 3 (см. рис. 19.1) через систему газопроводовс регуляторами давления и прочей арматурой. Для подачи масла предназначается специальный насосный гидропривод. Во-вторых, детали высокоскоростных молотов, работающие в сложных условиях динамических нагрузок, приходится изготавливать из высококачественных сталей и других материалов.Требования к механической и термической обработке деталей также очень высоки. Поэтому стоимость единицы эффективной энергии удара у эквивалентных по мощности высокоскоростных газовых и паровоздушных штамповочных молотов примерно одинакова.Необходимость совершать различные манипуляции с энергоносителями приводит к тому, что длительность цикла одного двойного хода у высокоскоростногогазового молота довольно велика и доходит до 30...60 с в зависимости от размеров машины.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
