Приклад 13. Виконати розрахунок витрат енергії на робочий хід при гарячому штампуванні на кгшп зусиллям 25 МН.

 

Початкові дані:

Номінальне зусилля преса P_н, МН – 25;

Номінальний хід повзуна S_н, мм – 350;

Довжина шатуна L, мм – 1150;

Радіус шатунної шийки валу r_A, мм – 450;

Радіус з єднання шатуна і повзуна r_B, мм – 280;

Радіус корінних опор валу r_O, мм – 320;

Коефіцієнт тертя в шарнірах ГВМу μ – 0,05.

 

Рішення

Типовий графік при гарячому штампуванні на КГШП зусиллям 25 МН показано лінією Н на рис. 4.8. Максимальній робочий хід повзуна становить (точка 1 на рис.)

Жорсткість преса по формулі (4.11)

Коефіцієнт пропорційності К по табл..4.4 для КГШП становить 1,7…1,9.

Максимальна пружна деформація системи при номінальному зусиллі по формулі (4.12) складає

В такому разі початок робочого ходу відбувається при не доходженні повзуна до КНП на відстань (точка 1s на рис.)

Рис. 4.8. Графіки зусиль деформації при гарячому штампуванні

 

Всі інші точки графіка зусиль деформації трансформуються наступним чином.

Точка 2 графіка Н зусиль пластичної деформації має координату Величина ходу h₁₂ між положеннями повзуна, що відносяться до точки 1 і 2 становить

Наявність пружної деформації призводить до того, що величина ходу S₁₂ збільшується на величину пружної деформації під дією зусилля Р₂ в точці 2 (по графіку U на рис.4.8)

Тобто відстань S₁₂ при наявності пружної деформації буде

Таким чином, координата точки 2s на навантажувальному графіку зусилля деформації становить

Аналогічним шляхом визначаються положення всіх інших точок навантажувального графіка як змінена відстань від початкової точки 1. Кінцевий навантажувальний графік гарячого штампування показано на рис. 4.8 лінією S.

При гарячому штампуванні витрати енергії на робочий хід продовжуються після проходження КНП і зумовлені зусиллям, діючим на повзун до повного зникнення пружної деформації. Кут повороту головного валу до повного розвантаження від пружної деформації Δl_max по формулі (4.17) становить

Кут «мертвого» тертя по формулі (3.8) становить

Так як кут α_м більший чим кут α_у, то витрати енергії продовжуються до повного розвантаження преса, тобто до кута повороту вала α_у.

Для декількох точок навантажувального графіка (в даному прикладі для 19 точок) визначається значення крутильного моменту і робота робочого ходу на кожному відрізку. На рис. 4.9 показано графік крутильного моменту в залежності від кута повороту головного валу. В даному прикладі робота робочого ходу А_р становить 557,405 кДж.

Робота пластичної деформації визначається по формулі (4.6)

Коефіцієнт повноти графіку k_р по табл. 4.3 для гарячого штампування рівний 0,168.

Таким чином, ККД робочого ходу складає