Устройство для виброизоляции молота Советский патент 1993 года по МПК B21J13/06 

фиг.1

////////%

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к конструкции куз- нечно-штамповочного оборудования и может найти применение при проектировании новых и реконструкции существующих заготовительных цехбв машиностроительных предприятий, оснащенных оборудованием ударного действия.

Целью изобретения является создание устройства, пригодного для виброизоляции как ковочного так и штамповочного молота, уменьшающего по сравнению с прототипом и пружинно-рессорными устройствами ударные нагрузки на фундамент.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема.установки; на фиг. 2 - как изменяется во времени сила воздействия на фундамент в автоматическом режиме работы; на фиг. 3

- изменение силы воздействия и амплитуды с изменением объема П.

Устройство содержит герметичный пневмоамортизатор 1, включающий в себя цилиндрическую рабочую камеру с резино- кррдовой оболочкой 2 и соединенные с ней дополнительные резервуары 3, амортизируемые массы 4, направляющие колонны 5, пружинные ограничивающие механизмы 6, включающие в себя шток 7, упорную скобу 8 и пружину 9, опорные пружинные амортизаторы 10, механизмы изменения объема П 11, включающие в себя поршень 12 и толкатель поршня 13, вентиль 14, фундамент 15.

Устройство работает следующим обра; зом. В нерабочем состоянии шабот опирается на пружины 10. Перед началом работы в П через вентиль 14 создается давление

Рч Po Mg/S + Рат,

где М - амортизируемые массы; Рат - атмосферное давление; g - ускорение свободного падения. По мере увеличения давления до Р.1 .амортизируемые массы поднимаются вверх, сжимая пружины механизма 6, При давлении Pi пружины 9 должны сжиматься на величину х0 n.0,1h0. С изменением давления в устройстве происходит перераспределение .нагрузки. Если в нерабочем состоянии молот воздействовал на фундамент через пружины 10, то в исходном перед работой состоянии воздействие осуществляется через рабочее тело на основание рабочей камеры П и пружинные механизмы 6. После удара амортизируемые массы придут в движение, сжимая ра бочее тело.

По мере движения амортизируемых масс вниз возрастает сила воздействия на

: фундамент. Приращение этой силы

Af Afi + Afa,

где Af 1 - приращение, вызванное уменьшением воздействия механизмов 6; Л fa приращение, обусловленное повышением давления газа. Опустившись на величину h

(амплитуда колебательного движения), амортизируемые массы за счет энергии сжатого газа, пойдут вверх и перед воздействием на пружины механизма 6 произойдет следующий удар, при котором Afi 0 и,

0 следовательно, Л f Л fa. Из-за взаимной компенсации части энергии при встречных ударах Л fa при последующих тактах оказывается меньше силы воздействия первого такта.

5 Использование предлагаемого изобретения, по сравнению с прототипом и пружинно- рессорными устройствами обеспечивает значительное понижение амплитудного значения динамической составляющей си0

5

лы воздействия на фундамент в режиме автоматической работы.

Возможны и иные формы выполнения основных узлов устройства. Например, вместо резинокордовой оболочки можно использовать поршень, перемещающийся по рабочей камере, толкатель которого соединен с амортизируемыми массами. Пружин- . ные ограничивающие механизмы можно разместить на направляющих колонных, на0 пример, в верхней их части. В этом случае роль вертикальных штоков будут выполнять направляющие колонны, заканчивающиеся упорами, заменяющими скобу.

Пример расчета устройства для вибро5 изоляции ковочного молота (прототипа).

1. Исходные данные: молот ковочный,

например, модели М 1345; масса шабота

Мш 47 103 кг; энергия падающих частей

Е 80 кДж; отношение массы шабота к

0 массе падающих частей п , с. 256.

2. Выбор и расчет необходимых параметров.

Из-за изменения положения станины относительно шабота в установке действу- $ ют возвращающая сила Fi kixi, приводящих к первому колебательному движению, Второе колебательное движение, которое возникает в анализируемой системе, связано с процессом сжатия и разрежения рабо0

5

чего тела. Нетрудно видеть, что для данной системы энергия первого Wi и второго Wa колебательных движений равны между собой и определяются выражением

Wi A/2 0,5Ei,

где EI - энергия, которую получит шабот при ударе.

(1 + е)2/(п + 1)2.

где Ј 0,25 - коэффициент восстановленияПриращение силы воздействия пружин- скорости. но-рессорной установки при той же величиТ.к. Fi 2Sxp g, где р- плотность газа; не смещения. S - суммарное поперечное сечение резино- Af 2Ei/h2 2 7,32 103/0,095 154 кН. кордовых оболочек, опирающихся в шабот, 5

то. Расчет производился без учета сил сопротивления, создаваемых пневмогидроаki 2S/og, - мортизаторами. Из полученных результатов

видно, что эффективность действия протоР-М 5 id5-0,029к2 Ю типа, при рассматриваемых условиях, при- где р j .- §31.300 5.8-3 мерно такая же как у пружинно-рессорных

мсистем. Но в таком режиме прототип работать не может из-за того, что hi и h2 h0.

g 47-10 -9,8 | ,jg,| М2.Уменьшить величину hi и h2 можно включе- 4V Р Рат 4-Ю5 15 нием пневмогидроамортизаторов с большим коэффициентом жесткости. Но это Н приведет к понижению эффективности ра- ki 2 -1,151 -5,8 -9,8 130,9 Ј. боты устройства.

.Таким образом, рассматриваемое устПриняв длину пневМбвода, например, рав- 20 ройство может работать только с включенной 1 м, имеемными пневмогидроамортизаторами, по Vi SI 1,1515 м3, масса газа rri2 Vi эффективности действия оно не превосхо- ,15- 5,8 6,68 кг. дит пружинно-рессорные устройства. Период колебания Ti 2лУтА , где т 2МШ + т2 . 25 Пример расчета устройства для вибро . изоляции ковочного молота модели М1345 Ti 6,28 V2-47-10V130.9 168,3 с. 1. Исходные данные см. в примере расчета прототипа.

Амплитуда колебаний hi V2Wt/ki VEi/ki 2. Выбор и расчет необходимых пара30 метров.

V7,32 10/130 9 7,5 м.Время между двумя ударами to 60/ v

Для второго колебательного движения 60/50 1.2 с. Пусть время, за которое шаk2 yPfS2/ /i .гдебот молота после удара возвратится в исходное

у- постоянная адиабаты для воздуха,состояниебудётг 1,22 с. T.K.t jrvMi/k , то

35 k л2 Muj/t2 3,142 47 103/1,222

,4- Ю5 1,152/1,15 8,06 105Н/м. 3,12 105 Н/м. Приняв S 1 м2 и Vi 3 м3,

находим,4ToPi kVi/yS2 3,12 105-3/1.4х Т2 ,/ х 1 6,68 ат. Ро Мш -g/S + Рат 47 Ю3 х

х9,8/1 + 1 ,61 ат где ц- приведенная масса. В данной системе

.- . ;. Afi(Pi-P0)S 1,07-105-1 107 кН. ft Mu./2,,28 V47 10V2 -8.06 10Г 1,3 с;

, . . - . ;пусть х0 0,005 м. Т.к. k0Xo (Pi - Po)S, то ha VElTkT- 0,095 м. . k0 (Pi - Po)S/Xn, Изменение объема AV h2S 0,095- 1,151 45 k0 107 -105/0,005 0,214 Ю8 Н/м.

,109M3.V2 Vi-AV 1,151-0,109 1.042м3, Для оценки величины перемещения вос- .пользуемся выражением

P2 Pl(Vi/V2) Х 5-(1,151/1,042)м 5,75 ат, 50- 2

Е1 + +(Рат5+Мш-д)п АР Р2-Р1 0,75ат..

Приращение силы воздействия Af .у. г / 1-,

I м

.2.1.,В,0.75.,0 172КН.. -X-rL l hSTvTJ J. 1

где Ei nE(1 + Ј)2/(n + 1)2, Ј 0,25. Ei 7,32 103Дж,

k0Xo2/2 0,214- 108;25- 0,267кДж.

Выражение (1) превращается в равенство при h 0,058 м. В этом случае Л V Sh 1х х 0,058 0.058 м3. Va Vi - А V 2,943 м3.

Р2 - Pi (Vi/V3) Y 6,68(3/2,943)м - 6,865 ат. ДР P2-Pi 0,185 ат, Af2 0,185 Ю5- ,5кН, Af Aft + Af2 107+ 18,5 125,5 кН.

При пружинно-рессорной виброизоляции

Af 2Ei/h 2 7,32 Ю3/0,058 252,4 кЫ.

Если удары будет проходить до воздействия на пружины, то при последующих ударах

. Afv-Ои Af Д ,5KH.26 Формула изобретения

Устройство для виброизоляции молота, содержащее пневмоамортизатор, располо- 25

. v

Чч i

200 -

5

6

5

женный между фундаментом и амортизирующими массами молота и выполненный в виде герметичного резервуара для сжатого воздуха с резинокордной оболочкой на конце цилиндрической вертикальной стойки, о т л ичающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и уменьшения ударных нагрузок на фундамент, оно снабжено дополнительными резервуарами, соединенными с основным, механизмами изменения объема пнезмоамортизатора, каждый из которых состоит их поршня и толкателя, размещенных в дополнительных резервуарах, и пружинными ограничивающими механизмами, симметрично установленными относительно основного резервуара, расположенного по оси молота, и выполненными каждый в виде вертикального штока, один конец которого жестко связан с амортизируемыми массами молота, а другой имеет упор, упор- -ной скобы, жестко закрепленной на фундаменте, и пружины, расположенной на штоке между его упором и упорной скобой.

Сущность изобретения: устройство включает пневмоамортизатор, установленный между фундаментом и молотом, и пружинные ограничивающие механизмы 6. Пневмоамортизатор выполнен в виде основного герметичного резервуара 1 с рези- нокордовой оболочкой 2 на конце и дополнительных резервуаров 3. Каждый дополнительный резервуар имеет механизм 8 изменения объема пневмоамортизатора в виде поршня 14 и толкателя 15. Механизмы 6 установлены симметрично относительно основного резервуара. Каждый механизм б выполнен.в виде штока 11 с упором на конце, скобы 12 и пружины 13, расположенной на штоке между упором и скобой. 3 ил.

Редактор В.Трубченко

Техред М.Моргентал

Заказ 816Тираж Подписное

ВНИИПЙ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при/КНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Корректор С.Патрушева