Все лекции (825160), страница 4

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

Текст из файла (страница 4)

Работа трения в винтовом механизме (в резьбе):АТр   M Тр ( )d0М ТРtg 2  1DC 1  P(S) 2 1    tg - момент трения.μ1 – коэффициент тренияα – угол подъема резьбыDC – средний диаметр резьбыС - жесткость2hSАТР   M ТР ( )d  1   DC0htg 2  11    tg SMAX P(S)dS0SMAX – полный ходtg 2  1  DC1 а ТР. - коэффициент, учитывающий конструктивноеh1    tg исполнение винтовой пары и условия ее работы.SMAXSД00PД2 P(S)dS   P(S)dS  2  СSДА ТР  атр (  P(S)dS PД2) - потери на трение при выполнении ползуном2С0работы и затраты на работу упругой деформации.2.

Работа трения в пяте:АТрП   M ТрП ( )d ;d 02dsh2R 3П  rП3 2  P(S)  23R П  rП2М ТРПSАТРПДPД24  R 3П  rП3 2   2 P(S)dS 2С3 h R П  rП2 04  R 3  r3 2   П2 П2 = атрПR П  rП3 hR,r – наружный и внутренний радиус резьбыμ2 – коэффициент тренияАТрП- потери энергии на трение в пяте с учётом потерь на упругиедеформации.атрП - коэффициент, учитывающий конструктивное исполнение пяты иусловия ее работы.3.Работа трения в направляющих:АТрН SНRТрН( s)ds ;RТрН - сила трения в направляющих.0SАТРНДPД22 R 3П  rП3  2 3 P(S)dS 3L R 2П  rП2 02Сμ2 – коэффициент трения в пятеμ3 – коэффициент трения в направляющихL – плечо приложения нормальной силы в направляющих 2 32 R 3П  rП3=3L R 2П  rП2атрНатрН - коэффициент, учитывающий конструктивное исполнениенаправляющих и условия их работы.“Определение полезной работы деформирования.”АТ  АТр  АТрП  АТрНSРРд2 а(  P( s )ds  )2с0а  атр  атрП  атрНа- коэф., учитывающий все конструктивное исполнение всехкинематических пар пресса и условия их работы.SРSРРд2Рд2Т   P( s)ds  а(  P( s)ds  ) - затраты энергии на ходе2с2с00деформирования.SРРд20 P(s)ds  2с  Ад ;Ад  Ау SРРд2а(  P( s)ds  )  Ау2с0АТ;аАТ АТ :ааАТ  Т - затраты на трение, величина постоянная и не зависит от1 аТработы деформирования и работы упругой деформации.

Она зависит толькоот конструктивного исполнения пресса и условий его эксплуатации.Рд2Т  (1  а)( Ад  )2сPД21АД Т - полезная работа деформирования1 а2СЕсли Sд  0  Ад  0Т – энергия, затрачиваемая на ходе деформирования.1PX2Т 01 а2 ССила удара:2TC1 аPX PX - максимальная сила, которая может быть развита прессомPX =2 PН - для винтового прессаPН назначается в зависимости от жесткости машины.Определим жёсткость в зависимости от величины максимальной силы:2 Р 2 Н (1  а)2Тс(2 РН ) с - жёсткость пресса.1 аТ2“Диаграмма зависимости между энергией и силой деформирования.”Верхний увеличен за счёт работыупругости, + работа трения(пресстрётся) горизонтальная прямая - этоэнергосиловой баланс.

(Ату - какпружина), оптимальное посередине.Атд - работа трения при деформировании.Ату - работа трения на упругую деформацию.Атд  а  АдАту  а  Ау  аРд22сЕсли Ад =0, то Аполезн. =0, а затраты идут только на упругую деформацию ина трение.При Рд =0, Аполезн. =max из условия, что Т=const и эту же энергию мыполностью затрачиваем на ходе деформирования.“Диаграмма зависимости между энергией и силой деформирования cучетом разных жесткостей.”1- жёсткость С12- жёсткость С2С1>С2С увеличением жесткости Ау уменьшается, Аполезн. увеличивается, силахолостого удара увеличивается.“Диаграмма энергосилового баланса при полном и неполномрасходовании энергии.”Диаграмма хода деформирования:В процессе нагружения Р0  РmaxВ процессе штамповки нагружение возрастает плавно от P0 до PД MAX.

Всвязи с этим должен меняться энергосиловой баланс.а - неполное деформированиеМ - полное деформирование(расход энергии)м штрих с учётом всех работ впрессе1 – полезная работа деформирования в процессе деформирования2 – полезная работа деформирования при заданной силе в конце ходадеформирования3 – потери энергии на трение при выполнении полезной работыдеформирования4 – потери работы на трение при окончании хода деформирования.Аур - работа упругой разгрузкиАтур - работа трения упругой разгрузкиБаланс:Т  Ада  Т д1  Ауа  АТда  Т д 2  АТуаАдаПолный баланс.- полезная работа деформированияАуа - работа упругой деформации системы прессаАТда - потери на трение в кинематических парах пресса при выполненииработы деформированияАТда - потери на трение в кинематических парах пресса при упругихдеформацияхТ д1 - неизрасходованная часть кинетической энергии, которая в дальнейшембудет израсходована на последующее деформирование.Tд 2 - неизрасходованная часть кинетической энергии, которая в дальнейшембудет израсходована на трение и упругую деформацию.Весь цикл штамповки делится на 2 этапа:1й этап – нагружение2й этап – упругая разгрузкаВ конце хода деформирования система упруго деформировалась и накопилаупругие деформации.Аун  Атур  Аур (р – разгрузка)Во время цикла нагрузки и разгрузкиТ д  Т  Аур - энергия, затраченная на ходе деформирования“Диаграмма энергосилового баланса пресса с предохранителем.”При внедрении некоторых типов процессов на кузнечно-штамповочныхпрессах требуется значительно большая энергия деформирования.

Так как вбольшинстве случаев винтовые прессы имеют маховичный привод, тоувеличение развиваемой прессом энергии влечет значительное увеличениесилы пресса, которая может превышать номинальную. Номинальная силаопределяется жесткостью машины. Это ведет к увеличениюметаллоемкости, габаритов.Для сохранения высоких показателей энергии прессов и нормальныхгабаритов применяют предохранители.Применение предохранителей позволяет увеличить силу пресса доопределенного значения.График АБ .

Выше - срабатываетпредохранитель. Уменьшитьгабариты пресса.ΔТд2.=Ату + ΔТу2.Если точка К находится на прямой a-b или выше, то отсутствует ΔТд2.Атпр.= ΔТд1 + ΔТд2 – работа трения предохранительного устройства.Частые срабатывания предохранителя приводят к дополнительнымпотерям энергии и снижению ресурса КШМ. Вследствие этого необходимо.Чтобы предохранитель срабатывал реже. (нахождение ниже прямой a-b).“УДАРНЫЕ НАГРУЖЕНИЯ В СИСТЕМАХ КШМ.”Ударные нагружения в машине возникают во всех случаях,когда имеется относительная скорость движения деталей к моментуих соприкосновения и процесса перехода кинетической энергии впотенциальную энергию деформирования.

Ударные процессысопровождаются возникновением нагрузок, в 10 и 1000 разпревышающих расчетные, в результате удара в детали возникаютвесьма сложные процессы и никакие количественные оценки непозволяют дать определение удара.Механическим ударом называется явление, возникающее пристолкновении двух или более тел и сопровождающееся полным иличастичным переходом кинетической энергии этих тел в их упругоедеформирование.В настоящее время для решения вопросов теории удараприменяются три приближенных метода расчета:1) Классический метод Ньютона, которы исходит изпредположения, что соударяющиеся тела являются абсолютнотвердыми и что имеет место быть равенство количествадвижения до и после удара.2) Метод Герца: подразумевает, что тела являются твердыми, аобласти контакта являются упругими.3) Комбинированный метод: сочетает статические решениятеории упругости для приконтактной зоны и метода плоскойволны для остальной части соударяющегося тел.4) Метод плоской волны Сен-Венана: предполагает, чтоповерхность контакта плоская и все точки на поверхностиконтакта обоих тел находятся в одинаковых условиях.

Такжескорости и напряжения в каждом сечении волны постоянны.“Комбинированный метод анализа ударного нагруженияКШМ.”Удар характеризуется:1) величиной силы удара;2) длительностью удара;3) распределением силы удара.Удар определяется:1) реакцией материала тела;2) формой тела.Ударная энергия не передается мгновенно всем частям тела.Следует различать фронт ударной волны, т.е. границу междунапряженной и ненапряженной частями тела, и длину волны, т.е.расстояние, которое проходит фронт волны за время удара.Принимаем условие плоского продольного соударения двухизотропных тел.При исследовании ударного процесса применяют методсуперпозиции:1) волны (ударные) проходят одна сквозь другие без всякоговлияния друг на друга.2) направления и скорости волн векторно складываются.“Рассмотрим модель ударного нагружения упругого штока молотапоршня.”Рассматриваем распространение ударной волны по штоку.F - ударная сила от поршня к штоку, мгновенное нагружениеa – скорость фронта ударной волныа*tу – длина волныtу – время удараf – площадь поперечного сечения штока.du – деформация сжатого слояV=dudt;du= = = EEdldu dl V =  = aV = adt dl EEV - скорость перемещения частиц в сжатом слоеДля сжатого слоя уравнение количества движения:dm  V = F  dtdm =  V = f  dl  f  dl   F a = F  dtE fdl 1 a =1dt E 2a =1Ea=EV=EВыводы:1) Скорость перемещения частиц зависит от свойств материала, а именно:от модуля Юнга и плотности и от силы удара, которая характеризуетсянапряжением.2)Скорость распространения фронта ударной волны не зависит от силыудара, а зависит только от свойств материала.1-ый случай: Рассмотрим удар штока о бабу молота.Принимаем удар бойков, какабсолютно холодным, т.е.

бабавнезапно остановилась и еескорость равна 0.Допущения:1. Потерямиэнергиипренебрегаем.2. Принимаем, что удар штокапроисходит о абсолютножесткую плиту.3. Ударное нагружение отпоршня не учитываем.Получаеммодель:Перед ударом все сеченияштокаперемещаютсясоскоростью V0.При столкновении штока снеподвижной бабой, конец штокаостанавливается, а его остальнаячасть продолжает движение соскоростью V0.Напряжения, возникающие встержне, распространяются соскоростью звука:Рассмотрим состояние штокав промежутке времени t = l/4a .При распространении волны, сжатой от места контакта,каждое сечение штока в момент прохода фронта волнаостанавливается. волне сжатия направление скорости перемещениячастиц совпадает с направлением распространения волны.“Определение параметров ударного нагружения через параметрыштока.”Время удара состоит из: времени ударного нагружения и времениударной разгрузки.lmltH ( P) = =aE fМаксимальная деформация штока:mlE fX MAX = V0  t H = V0lm E = V = Val fV – скорость перемещения частиц в штокеМаксимальная сила удара определяется с учетом жесткости штока:FMAX = X MAX  C =FMAX = V0fmlm E  f E  V0= V0lE flm E  flFMAX =   fСкорость перемещения частиц металла в штоке равнаскорости штока перед ударом.2-ой случай: Рассмотрим удар поршня о шток.Допущения:1) Потерями энергии пренебрегаем.2) Шток упирается в неподвижную плиту.3) Предполагается, что перед ударом шток неподвижен.4) площадь сечения поршня равна площади сечения штока.модель:ρ1 = ρ2E1 = E2f1 = f2 = fПозиция 3 - время ударногонагружения.tУH =2ll1X MAX = 1  V0aaПозиция 4 – левый фронтволныотразилсяотакустической жесткости иударная волна 2  l1 пошлавправо.Позиция 7 – правый фронтударной волны достигаетконтакта штока с бабой(место контакта).Позиция 8 – происходитотражение фронта ударнойволны и наложение прямойволны на обратную.В месте контакта штока ибабынапряжениеувеличивается в 2 раза.Позиция 10 – два фронта ударной волны встретились.

Характеристики

Список файлов лекций