КШО Бочаров (1244845), страница 71
Текст из файла (страница 71)
то же, в обратном направлении; 6, — расход сжатого возлуха в канале б (через обратный клапан); 6(Г) — обобщенная сила деформироваиия пок Е„гт — полная высота компрессорного и рабочего цилиндров; Ь„„, ле„— та верхних мертвых объемов компрессорного и рабочего цилиндров; Ь, „, А„.,е", высота нюкних мертвых объемов К и Р цилиндров; р — приведенный ко цнент, учитывающий трение в уплотнениях и направляющих рабочего цил ве этих законов формулируем дифференциальные уравнения давлений в полостях компрессорного и рабочего цилиндров.
Температуру воздуха принимаем постоянной; массовый раск., воздуха рассчитываем по формуле Сен-Венана и Ванцеля (33.,$ Утечки воздуха не учитываем. При соединении полостей ц ров с атмосферой давление в них принимаем атмосферным. Д мику обратного клапана буфера не рассматриваем. Принятая с,,', тема допущений позволяет упростить модель и уменьшить пе ' ",,: начальное число дифференциальных уравнений с 12 до 6. Движение поршня компрессора (без учета скольжения эл ': родвигателя) 378 х~" — — й„(1-соавг)+ —.(1 — соз(2азгЯ, ' (33,13) Х„ 4 Ударная масса молота (поршень рабочего циззиндра) совершает свободное движение под действием приложенных сил.
Из начального положения ударная масса движется 'вверх Йх 1 = — (Р4 (оз — ~4)+ Роо4 — Рзоз1 — К- Ю (33 14) йзз т 412х [РЗБЗ РО34 Р4 (22 '24)1+ Х' ЗЖ Д(з) (33 15) ЛГ2 Лз гле деформирующая сила д(г) = О при разгоне ударной массь1, а во время деформирования поковки фг) = Х'(г). Кинетическая энергия рабочей массы (бойка с штоком и поршнем) (33.16) Работа деформирова)зия поковки А„= ) Е,(з)А.
(33.,17) Изменение давления в поршневой полости компрессорного цилиндра = к КТ(62-61 — 62) — Р1з1 — ~- 4~ (ЗЗЛВ) : ((х, + Ь,,) 5~ 1. Изменение лавления в штоковой полости компрессорного ци- линдра 14~1(Т(64 63)+Р2~2 4)Р2 4Ь,1 а бз ~ :~(~„-,-й„,-т„,„)ю,1. (33.19) Когда давление в поршневой полости рабочего цилиндра увеличится вследствие поступления сжатого воздуха из поршневой полости компрессорного цилиндра, ударная масса разгоняется вниз, запасая кинетическую энергию лля деформирования поковки.
Уравнение движения Изменение давления в поршневой полости рабочего цилинд'' г)Рг дхг1 1. Ф =/с КТ(б,+б,— Нг)+Рог --- ЦХр„— хг)Уг). (332 бг ~/ Изменение давления в штоковой полости рабочего цилиндра бг '1 ' Ф = )г пТ(бг — 6е) — Р4 о4 1(хг — г 1р)541. (33.2 Исследование математической имитационной модели (33.13)"';; (33.21) приводного пневматического молота можно провести';,'; помощью компьютерной техники на основе численного анал ' методом Рунге — Кутта четвертого порядка. Результаты имитационного моделирования и экспериментагг"' ной проверки дают возможность управлять по программе эф тивной энергией молота изменением угла поворота д (степе'' открытия) поворотных кранов, соединяющих полости компр ' сорного и рабочего цилиндров (рис.
33.3 „б). При этом изменя '"' коэффициент расхода воздуха в проходных каналах 11 и соот ственно скорость и эффективная энергия поршня рабочего линдра. При полностью открытом канале ~ро скорость — и эн '"' д~г <брэгг гия максимальные. В начале поворота кранов наблюдается зо'" нечувствительности — 6 ... 10, а затем приблизительно лине зависимость кинетической энергии от угла поворота кранов. "! Расчет КПД молота. Эффективная энергия Т,„развиваемая и', лотом за один двойной ход рабочих частей, получается в резу' тате затраты индикаторной работы в верхней полости (А„) и ней полости (А„), совершаемой воздухом в рабочем цили '" молота в течение одного двойного хода (2Н ) в соответсгвиг~.: индикаторными диаграммами гн.
гл,„ ,4„=А, +А„=~4 ) Рь(з)г(г.г ~з ) Рг(з)сЬ. (33, О а Индикаторная работа А, воздуха расходуется на создание' ''„ фективной кинетической энергии и преодоление трения: (33;; ' А„= Т., + 1гтяН где 1г — коэффициент потерь энергии на трение; лг — масса р, чих частеи; Н вЂ” ход рабочего поршня. По данным 119), коэффициент р зависит от упругости и невых колец, которая уменьшается с увеличением размера м". 380 н 2з,„ А„= А,,„+А,, =52 ) 7Ъ(з)<Ь+4 ) р1 (х)<Ь.
(33.25) Отношение ицдикаторной работы воздуха в компрессорном цилиндре к энергии, подводимой к кривошипному валу компрессора А„называется механическим КЛД каинрессора: и,, -А,/~ =А4ж,яй, (33.26) где Ƅ— мощность электродвигателя компрессора, г — время машинного цикла; и „. - 0,76...0,8. Отношение индикаторных работ воздуха в рабочем и компрессорном цилиндрах называется относительным индикаторным КДД, который характеризует потерю энергии воздуха при перетеканни его из компрессорного цилицдра в рабочий: ц „= 0,96...0,98. Механический КПД молота зависит от степени совершенства конструкции молота и от качества изготовления: /~ „=Т,7А„=Т.~1М„(г) . о (33.27) Средние значения механического КПД отечественных молотов составляют 0,55 ...
0,65. ГЛАВА 34. ПАРОВОЗДУШНЫЕ МОЛОТЫ 34.1. Принцип действия и классификация Принцип действия. Паровоздушный молот представляет собой термомеханическую систему ударного действия. Для привода рабочих частей применяют пар или сжатый воздух под давлением 381 та. Для молотов с массой рабочих частей 50... 450 кг р = 0,3 ...
0,5, а для молотов с массой рабочих частей свыше 650 кг, )ь = 0,25. Отношение эффективной энергии Т, к индикаторной работе А„ воздуха называется механическим ХЦ7рабочего цилиндра мсиота: Ч = Т.,/А„= 1Д1+ ЪипаН„(Тн). (33.24) Значение этого КПД составляет примерно 0,7. Ицаикаторная работа в компрессорном цилиндре рис.
34.1. Схема рабочего цилиндра молота (а) н предположительные ннликаториые диаграммы работы энергоносителя в нижней (б) и верхней (и) полости рабочего цилиндра при последовательным ударах: ...[Г,„н у хг'„— расчегные участки внуска энергоносителя в верхнюю и нихогюю ~м „олосги рабочего цилиндра; а', [а,[, Нр, [огг[, а, Ь„с, 4 е, Т и др, — характерные точки нестроения предположительных диаграмм 0,6...0,9 МПа, который, воздействуя на поршень рабочего цилиндра во время хода вниз, сообщает рабочим частям кинетическую энергию для деформирования поковки. Поршень площадью 5, с помощью штока передает воздействие пара или воздуха (энергоносителя) давлением р, в верхней полости рабочего цилиндра ударной массе гл, которую называют также бабой молота (рис.
34.1, а). На ней закреплена верхняя половина ллампа или верхний боек, а на массе„воспринимающей удар,— шаботе, закреплена вторая половина штампа или нижний боек. Ударная масса, поршень, шток и верхняя половина штампа составляют рабочие части молота массой т. Под давлением энергоносителя и под действием силы тяжести т» с КПД г[ю рабочие части на пути Н развивают скорость о = 6...9 м/с и кинетическую энергию Т„необходимую для работы деформирования поковки А„с КПД Чд'- н„ н, ~ „, ( ),1 гх.с, ) р„(х)г[х+ таН е о (34.1) = лгох/2 = Т, = А,/т[х, ГДЕ ГХЮО Ри — СООтВЕтСтВЕННО ПЛОШаДЬ НИЖНЕЙ ПОЛОСТИ ЦИЛИНДРа и давление в ней. Во время удара продолжительностью 10 '...10 ~ с возникает шум, превышающий 90 дБ, на основание и грунт передаются значи гольные вибрации, которые уменьшают, применяя виброизоляцию фундаментов.
Паровоздушные молоты по экологическим требованиям, там, где целесообразно, заменяют винтовыми и кривошипными горячештамповочными прессами. Для тонких поковок из жаропрочных и трудно деформируемых сталей, для которых по технологи"еским требованиям целесообразно ударное деформирование, продолжают применять паровоздушные молоты, которые все чаще ~~меняют гидравлическими и газогидравлическими (см. гл. 35). Режимы рабаты. В зависимости от характера распределения рабочих периодов энергоносителя молот может работать последова- 1!. тельньгми ударами (при нажатии на педаль для каждого удара), 383 одиночными ударами с верхней паузой, и циклом качания (в временных молотах не применяется).
Для получения автоматических последовательных ударов лоты модернизируют, переводя на сжатый воздух и клапан систему распределения энергоносителя (П. П. Марков, 1999).:-;. Одиночные удары обеспечивают наибольшее значение ки " тической энергии, обусловленное стандартами ГОСТ 7024- (штамповочные молоты) и ГОСТ 9752 — 75 (ковочные молот ' Цикл качания около верхнего положения происходит автом чески за счет перемещения золотника саблеобразным рычаг "' контактирующим с ударной массой. Классификация.
По технологическому назначению парово ные молоты подразделяют на ковочные (для свободной ков' штамповочные (для горячей объемной штамповки), листош "" повочные (для штамповки из листовой заготовки), выкол ные (для локального деформирования листовой заготовки по лону серией ударов). Наибольшее распространение в промышленности пол шаботные паровоздушные штамповочные молоты с вертикальи двухстоечной станиной.
Энергоноситель. Энергоносителем, или рабочим телом, пар или сжатый воздух, состояние которого характеризуется лением р, температурой Т и объемом К При проектировании паровоздушных молотов давление принимается в пределах 0,7...0,9 МПа, а давление воздуха'.""( 0,6 ... 0,8 МПа. Температура перегрева пара не должна превып('" 573 К, а подогрева воздуха — 473 К (д~и предупреждения всп''" ки распыленных смазочных масел). В молотах применяют, как правило, влажный насьпценныи Рабочие процессы влажного насыщенного пара (расширен ' сжатие) близки к адиабатическим.
Эти процессы характериз приближенным уравнением Цейнера при содержании пара (- ", сти пара) в начальном состоянии 1 > х > 0,7 122): р)" = сопзц (, где эмпирический показатель л = 1,035 -> О,!х. Для упрощения тепловых расчетов паровоздушных мол работающих на влажном насыщенном паре, принимают а': —:,. Ошибка при этом составляет менее 8 о, что вполне допу для технических расчетов (22). Современные паровоздушные молоты, как правило, рабо, „, на сжатом воздухе от компрессорной станции.
Изменение сас,,. ния воздуха при рабочих процессах определяется политроп,„ ким процессом, описываемым уравнением (34.2) с показа '... степени л = 1,4. Применение в молотах подогретого воздуха '', экономично, чем влажного насыщенного пара. 384 34.2. Основы теории и расчет основных параметров Основоположниками теории расчета паровоздушных молотов являются наши соотечественники: И.А.Тиме (1899), А. П. Гавриленхо, П.К. Мукачев (1902), Н.С. Верещагин, Я.Н.
Маркович (1913), А,И.Зимин (1937, 1940, 1953), И. В.Климов (1969), В. Ф. Щеглов (1968) и др. В период индустриализации, когда многие цеха заводов оснашалнсь паровоздушными молотами, А.И. Зимин в 1937 — 1940 гг. на основе экспериментов, проведенных на Горьковском автозаводе, внес усовершенствование в теорию паровоздушных молотов, перейдя от теоретических к уточненным, близким к реальным (названным им предположительными) индикаторным диаграммам и предложил способ их построения 1221. Предположительные индикаторные диаграммы. Рабочие процессы энергоносителей в полостях рабочего пилиндра молота можно приближенно представить предположительными ицликаторными диаграммами (см.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
