Содержание к диссертации
Введение
1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ 9
1.1. Обзор и анализ конструктивных особенностей вырубных прессов-автоматов 9
1.1.1. Автоматы листоштамповочные с нижним приводом 9
1.1.2. Прессы-автоматы с верхним приводом 15
1.2. Обзор теоретических и экспериментальных исследований быстроходности, уравновешенности и жесткости вырубных прессов-автоматов 25
1.3. Выводы, цель и постановка задач исследования 35
2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ИСТОЛНИТЕЛЬНЫХ, УРАБНОВЕШИВАЮЩИХ МЕХАНИЗМОВ И СИЛОВОЙ СИСТЕМЫ ВЫРУБНОГО ПРЕССА-АВТОМАТА 37
2.1. Исследования исполнительных механизмов вырубного пресса-автомата 37
2.2. Исследования уравновешивающих механизмов вырубного пресса-автомата 48
2.3. Исследования силовой системы вырубного пресса-автомата 56
2.3.1. Составление динамической расчетной модели и уравнений движения элементов
силовой системы 56
2.3.2. Определение перемещений и анализ динамических жесткостей элементов силовой системы 66
2.3.3. Расчет динамических перемещений и усилий в элементах силовой сис ,темы вырубного пресса-автомата модели ИМ93 первой очереди 95
2.3.4. Теоретический расчет общих динамичес
ких перемещении ползуна, деформаций исполни
тельного механизма и глубины захода
пуансона в матрицу 100
2.4. Выводы 105
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ 109
3.1. Задачи, методика и технические средства проведения экспериментов 109
3.2 Исследование фактических жесткостных характеристик оборудования,системы штамп-заготовка и получение исходных статических жесткостеи силовых элементов 115
3.3. Определение экспериментальных значений усилии на пуансонах, общих динамических перемещений ползуна, деформаций исполни тельного механизма и глубины захода пуансона в матрицу 125
3.4. Результаты сравнения теоретических и экспериментальных значений общих динамических перемещений ползуна, деформаций исполнительного механизма и глубины захода пуансона в матрицу в вырубном прессе-автомате модели ИМ93 первой очереди 139
3.5. Выводы 143
ПРОМЫШЛЕННОЕ ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЩОВАНИИ 146
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ГО РАБОТЕ 155
ЛИТЕРАТУРА 159
ПРИЛОЖЕНИЕ I. Расчет полных собственных деформаций силовых элементов исполнитель ных механизмов 168
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Расчет контактных деформаций исполнительных механизмов 171
ПРИЛОЖЕНИЕ 3. Алгоритм получения уравнений движения силовой системы на втором участке ,нагружения 173
ПРИЛОЖЕНИЕ 4. Значения динамических жесткостеи и амплитуд вынужденных колебаний на
участках нагрузки (таблицы
П.4.І-МІ.4.4) 176
ПРИЛОЖЕНИЕ 5. Значения динамических жесткостеи и амплитуд вынужденных колебаний
на участках разгрузки (таблицы ол
П.5.І+П.5.4) 180
ПРИЛОЖЕНИЕ 6. Технический акт внедрения 184
ПРИЛОЖЕНИЕ 7. Расчет экономического эффекта от созда
ния и внедрения в народное хозяйствопресса-автомата модели А6324- 187
- Обзор и анализ конструктивных особенностей вырубных прессов-автоматов
- Исследования исполнительных механизмов вырубного пресса-автомата
- Исследование фактических жесткостных характеристик оборудования,системы штамп-заготовка и получение исходных статических жесткостеи силовых элементов
Обзор и анализ конструктивных особенностей вырубных прессов-автоматов
С целью последующего обоснования выбора схемы исполнительного и уравновешиващего механизмов вырубного пресса-автомата повышенной быстроходности и жесткости и его кинематической схемы были подвергнуты анализу ряд конструкций автоматов листоштамповочных с нижним приводом и прессов-автоматов с верхним приводом отечественного и зарубежного производства.
I.I.I. Автоматы листоштамповочные с нижним приводом
В нашей стране, как и за рубежом, большое распространение получили автоматы листоштамповочные с нижним приводом. Элементы силовой системы одного из таких автоматов показаны на рис.1.1. В автомате колонны I работают на растяжение, шатуны 2 - на сжатие. Станина 3, верхняя траверса 4, эксцентриковый вал 5 и нижняя траверса 6 работают на изгиб.
Для последующего анализа выделим в вертикальной плоскости автомата его деформационную зону Д, соответствующую расстоянию между осью нижней траверсы и нижней плоскостью верхней траверсы, а в горизонтальной плоскости - расстояние А между колонками, которое больше, чем рабочая зона В.
Известно, что с ростом числа ходов резко увеличиваются инерционные нагрузки и ухудшаются условия работы автоматов.
Так, анализ работы автоматов листоштамповочных с нижним приводом модели РАД-40 (изготовитель - Варшавский завод Польша), работающих в производственном объединении "Ватра" (г.Тер-нополь), показал, что подвижные массы исполнительного механизма вызывают значительные инерционные силы, передающиеся на основание станины, и поэтому требуется обязательное крепление автоматов к фундаменту даже при относительно небольшом числе ходов ползуна примерно 250 300 в минуту.
Исследования исполнительных механизмов вырубного пресса-автомата
Среди исполнительных механизмов вырубных прессов-автоматов зарубежного производства основным типом является механизм с двумя традиционными шатунами (см.рис.1.6). Для удобства рассуждений данному исполнительному механизму присвоим номер I.
На основании изучения состояния вопроса при непосредственном участии автора данной работы были разработаны четыре новых типа исполнительных механизмов прессов-автоматов с верхним приводом, схемы которых изображены на рис.2.1 + 2.4. Данным механизмам присвоены порядковые номера соответственно 2+5. Проанализируем все пять механизмов с целью выявления наилучшего, обладающего наибольшей вертикальной жесткостью и наименьшим размером деформационной зоны Д.
Примем, что во всех анализируемых исполнительных механизмах 1+5 эксцентриковый вал является трехопорным, причем, как на опорных, так и на двух шатунных шейках вала насажены подшипники качения, позволяющие за счет распорных втулок выбрать имеющиеся в них зазоры и даже обеспечить небольшой предварительный натяг. Все пять исполнительных механизмов монтируются на подшипниках качения, размещенных на шатунных шейках эксцентрикового вала.
В традиционной схеме исполнительного механизма I с верхним расположением привода, изображенной на рис.1.6, два шатуна работают на сжатие. Регулировка закрытой высоты осуществляется парами винт-гайка, встроенными в шатуны. Ползун перемещается по восьми-орожечным роликовым направляющим. Такими же направляющими снабжены все остальные механизмы.
Исследование фактических жесткостных характеристик оборудования,системы штамп-заготовка и получение исходных статических жесткостеи силовых элементов
Исследования проводились на экспериментальном образце пресса-автомата модели ИМ93 первой очереди, общий вид которого показан на рис. 3.1, на экспериментальном образце пресса-автомата модели ИМ93 второй очереди, опытном образце пресса-автомата модели А6324 и автомате листоштамповочном с нижним приводом модели А6224. Схемы исполнительных механизмов прессов-автоматов представлены на рис. 2.2 + 2.4 соответственно, а автомата листоштамповочного с нижним приводом - на рис. 1.2.
В ходе экспериментальных исследований были поставлены и решены следующие задачи:
1. Исследованы фактические жесткостные характеристики различных силовых систем оборудования и системы штамп-заготовка.
Получены исходные параметры статических жесткостей элементов этих силовых систем оборудования и дано их сравнение с теоретическими.
2. Определены экспериментальные значения усилий на пуансонах, общих динамических перемещений ползуна, деформаций исполнительного механизма и глубины захода пуансона в матрицу при разных числах ходов ползуна на прессе-автомате модели ИМ93 первой очереди.
3. Проведены сравнения теоретических и экспериментальных значений общих динамических перемещений ползуна, деформаций исполнительного механизма и глубины захода пуансона в матрицу.
Измерения общих вертикальных жесткостей прессов-автоматов моделей ИМ93 первой и второй очереди, пресса- автомата модели А6324 и автомата листоштамповочного с нижним приводом модели производились в соответствии с методикой [51] с помощью гидравлического нагружателя, условно изображенного в виде сшшР на рис. 3.2.
Гидравлический нагружатель устанавливали между ползуном І в его нижнем положении и центром подштамповой плиты 2 на пересечении двух ее осей Би и СС .
С помощью измерительных индикаторов /4/И Аг , Ал и Ац (см.рис. 3,2), установленных симметрично относительно осей и и и С С стола, определяли общую вертикальную деформацию исследуемого пресса (силовой системы), а с помощью двух индикаторов r\s и А6 , установленных на специальных подставках 4, определяли деформации стоек 3 станины.
