Учебник - КШО - Живов (1031225), страница 82

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 82)

Количества движения, которыми будут обладать массы т^ и ^2 в конце хо­да, являются результатом действия импульса всех сил за время движения t^.Причем конечный эффект будет тот же, если переменную силу от расширяюще­гося газа заменить ее средним значениемгде Н^ - полный встречный ход исполнительных частей и рамы.Силу трения от амортизаторов определим как среднее арифметическое Р^^^от ее начального и конечного значений:тр.аv^ тр.а ' ^ т р . а / /*433Раздел IV. МОЛОТЫТогдаm2V2={Pc,-G2+PZ.-R2)t.=Et^ОтсюдаV2 =(19.4)^ V i .^ 2 ^Работа всех внешних сил, действующих на подвижные массы, преобразует­ся в кинетическую энергию движения, и поэтому эффективная энергия удараL,=L +G,H,-G,H,+P^^,H,-P^,,H,-P^,,H„(19.5)где Н^ и Н2- полные перемещения масс т^ и т2 соответственно навстречу другдругу. Иначе2_ ^1^22^^2^2 _2А^1^12Л(19.6)W2 А^Для определения перемещения масс из первого уравнения системы (19.2)вычтем второе и полученное уравнение дважды проинтегрируем, заменив силуее средним значением.

Тогда можно записать^2(19.7)Выражение (19.7) в конце хода будет иметь видDtl=2{m,H,-m2H2),(19.8)где D = G,+G2-/>;•:,.Преобразуем уравнение (19.8) к виду2 \А^{т^Н^ -m2H2)=Dm^L^(19.9)^ 2 А"Дополнительным к нему уравнением служит выражение(19.10)Решая совместно уравнения (19.5), (19.9) и (19.10), находим путь подвиж­ных частей Я| и рамы Яз к началу удара и по формуле (19.5) рассчитываем Z,,.С помощью уравнений (19.6) и (19.4) определяем скорости v, и Vj.Время движения масс от начала хода до удара рассчитываем по формуле434г л ава 19.

Высокоскоростные молотыКак отмечалось ранее, для удерживания подвижных частей наверху из по­лости между поршнем и крышкой цилиндра сжатый газ сбрасывается в атмо­сферу, а последующий отрыв и начало движения вниз обеспечиваются крат­ковременным впуском небольшой порции газа высокого давления. Хотя объемвпускаемого газа V^^ невелик (менее 0,1 % от Fj), при непрерывной работе мо­лота запас сжатого газа в баллонах аккумуляторной станции исчерпывается.Число ходов п, на которое его хватит.VпF„^^ -/^балР\-1)где ^бал - ЧИСЛО баллонов, объем каждого из которых Fg^; р^^ - давление сжато­го газа в баллонах.19.3. Высокоскоростные взрывные молотыВещества или смеси, в которых при внезапном нарушении равновесия бурнопротекают химические реакции с выделением больших количеств тепловойэнергии и газообразных продуктов, называются взрывчатыми а процесс изме­нения их состояния в ходе реакции - взрывом.

Огромный внутренний потенциалвзрывчатых веществ или смесей можно использовать для обработки металловдавлением, если выделяющуюся при взрыве энергию направить на совершениеполезной работы в соответствующей термомеханической системе.От конструктивного оформления системы и способа взрыва зависит, будетли это только устройство или кузнечная машина. В первом случае энергия взры­ва передается обрабатываемому металлу в виде энергии упругих ударных волнчерез рабочее тело (жидкость или воздух) или при непосредственном контактепродуктов взрыва с металлом.

Это так называемые импульсные устройства дляштамповки взрывом. Во втором случае взрыв производится в обычной термоме­ханической системе. Энергия взрыва воспринимается в форме работы расшире­ния газообразных продуктов. Поскольку стенки цилиндра и его крышка неизменяют своих размеров, работа расширения преобразуется в кинетическуюэнергию подвижных частей системы - бойка, поршня, плунжера, траверсы и т.

п.Концентрация энергии очень высока, поэтому подвижные части разгоняются добольших скоростей и при ударе совершают заданное формоизменение металла.Чтобы ударный импульс не воздействовал на фундамент и грунт, рама ма­шины с закрепленным на ней цилиндром в процессе разгона подвижных частейтакже должна приобрести некоторую скорость. В результате, как и у высокоско­ростных газовых молотов, удар будет погашен в системе двух столкнувшихсямасс с почти равным количеством движения.Машины, для привода которых используются взрывчатые вещества илисмеси, были созданы сравнительно недавно. У них до сих пор много различных435РазделIV.

МОЛОТЫназваний: импульсные машины, взрывные копры, пресс-пушки и др. Наиболееправильно их назвать высокоскоростными взрывными молотами, подчеркиваятем самым принадлежность к определенному классу кузнечных машин с опре­деленным принципом действия.Во взрывных молотах применяют энергоносители двух видов: метательныевзрывчатые вещества и горючие смеси.Метательные взрывчатые вещества создают на базе нитроцеллюлозы иобычно называют порохами.

Порох хорошо горит с относительно невысокойскоростью перемещения фронта реакции от поверхности в глубь заряда - от не­скольких сантиметров до нескольких десятков сантиметров в секунду. Контро­лируемость скорости горения - очень важное качество пороха, благодарякоторому обеспечивается высокая точность метания снарядов, ракет или под­вижных частей взрывных молотов.При сгорании пороха образуются газовые смеси, состоящие из СО, CD2, Н2Ои N2, с общим объемом от 940 до 1060 см на 1 г твердого вещества.

Посколькукамера термомеханической системы, где производится сжигание пороха, замк­нута, резкое увеличение удельного объема энергоносителя при распаде твердогопороха на газы, разогревающиеся вследствие экзотермического характера реак­ции, приводит к образованию высокого давления.В качестве энергоносителя во взрывных молотах применяют также смесивысококалорийного топлива, например бензина, или горючих газов с атмосфер­ным воздухом. Сгорание подобных смесей происходит с достаточно высокойскоростью, чтобы вызвать мгновенное повышение давления во взрывной каме­ре, где они были подожжены. Последующее интенсивное расширение продуктовгорения в цилиндре термомеханической системы вызывает метательный харак­тер движения подвижных частей машины.Нормальное давление газа составляет 0,3...0,5 МПа, но сжатый воздух пода­ется в камеру под давлением до 5 МПа, поэтому максимальное давление привзрыве достигает 20...35 МПа.Максимальное давление, развиваемое газовоздушными смесями взрывныхмолотов, рассчитывают по формуле/^тахХурсм?где Ху- степень повышения давления при сгорании смеси в постоянном объеме,Ху= 6,5...7,5 для природного газа и 8...9 для смеси пропана с бутаном;/7^,^ - началь­ное давление газовоздушной смеси при коэффициенте избытка воздуха ос^ = 1.Работу расширения, произведенную продуктами горения в термомеханичес­кой системе, можно определить по формуле (19.1), учитывая, что показатель кдолжен соответствовать условиям процесса: к= 1,22...

1,32. Для того чтобы отединицы полного объема системы получить максимально возможную работу, потем же данным вводят ограничение на степень расширения: F2/F1 = 1,3...2,5.436Глава19. Высокоскоростные молотыЭффективная работа системы, преобразуемая в кинетическую энергию под­вижных частей, меньше располагаемой в связи с механическими и газовыми по­терями. КПД, учитывающий эти потери, составляет 0,8...0,9.На рис.

19.6, а показана схема импульсной машины для обработки взрывом.Машина выполнена в горизонтальном варианте без несущей станины. Вместопоследней имеется балочное основание 7, на котором на катках 2 установленаподвижная рама. Рама составлена из массивной левой поперечины 3 и правойголовки, стянутых колоннами 4. На поперечине 6 головки укреплен цилиндр 7с глушителем 8 и взрывной камерой 10, Шток 9 цилиндра крепится к траверсе 5,образуя вместе с ней подвижные части машины.Природный газ и сжатый воздух подаются во взрывную камеру 1 (рис.

19.6, б).В начале цикла наполнения электроклапан 5 открыт и газ впускается в камеру дотех пор, пока давление в ней не достигнет заданного. Тогда срабатывает реледавления 4 и клапан закрывается. Тотчас открывается аналогичный клапан бна впуск сжатого воздуха. Когда давление смеси повысится до требуемого уров­ня, клапан 6 закрывается от реле давления 7.

Машина готова к пуску. Горючаясмесь в камере поджигается при помощи запальной авиационной или автотрак­торной свечи 2. Как и во всякой газовой системе, впускные магистрали блоки­руются обратными клапанами 3,После взрыва смеси подвижные части разгоняются до скоростей 20...80 м/св зависимости от условий деформирования обрабатываемого металла и требова­ний к машине. (Скорость движения и, следовательно, эффективная энергия ударарегулируется изменением давления газа и сжатого воздуха, т. е.

соответствующейперенастройкой реле давлений.) Взрывной импульс, действуя на крышку камерыцилиндра, вызывает откат рамы навстречу подвижным частям. Следует двусто­ронний удар по обрабатываемому металлу, и энергия движения гасится в системемашины. Поскольку сцепление рамы с балками основания благодаря каткам ми­нимально, вибрационное воздействие удара на фундамент почти не ощущается.56789 10Рис. 19.6. Схемы импульсных машин437РазделIV.

Характеристики

Список файлов книги