Приклад 10. Виконати розрахунок витрат енергії на робочий хід при вирубанні заготовок на універсальному одно кривошипному пресі зусиллям 1 мн.

Початкові дані:

Номінальне зусилля преса P_н, МН – 1;

Номінальний хід повзуна S_н, мм – 130;

Довжина шатуна L, мм – 800;

Радіус шатунної шийки валу r_A , мм – 150;

Радіус з єднання шатуна і повзуна r_B , мм – 80;

Радіус корінних опор валу r _O , мм – 70;

Коефіцієнт тертя в шарнірах ГВМу μ – 0,05.

Рішення

Типовий графік при вирубанні листової заготовки на вказаному пресі показано штриховою лінією на рис. 4.2. По табл. 4.2 визначено, що номінальна товщина листа, що вирубається на пресі зусиллям 1 МН, складає 6 мм. Приймаючи поправочний коефіцієнт k рівним 0,5, по формулі (4.7) база деформації складає

Якщо прийняти заходження пуансона в матрицю 1,5 мм, то початок деформування по формулі (4.8) починається за до крайнього нижнього положення, а закінчується по формулі (4.9) при Положення повзуна в момент досягнення максимального зусилля по формулі (4.10) складає

Жорсткість преса по формулі (4.11) становить

Коефіцієнт пропорційності К по табл..4.4 для відкритих листоштампувальних пресів становить 0,5…0,6.

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

При вирубанні заготовки початок операції залишається незмінним, а інші точки графіка технологічного зусилля зміщуються до КНП. Так, точки А і В зміщуються відповідно в точки А_s і В_s на величину Δl_max і їх координати становлять відповідно

Точка а графіку деформації мала координату h_a=0,5(h_m+h₂)=0,5(7,5+6,51)=7,005 мм. Пружна деформація при зусиллі Р_а=Р_н/2 становить 0,5^.Δl_max=0,86 мм. Тоді точка а_s буде мати координату S_as=7,005-1,72+0,86=6,145 мм. Точки b і c розташовані посередині відрізків, створених точкою а, і відповідно точки b_s і с_s також розташовані посередині відрізків створених точкою а_s, тобто зусилля і координати точок b_s і с_s становлять

Для інтервалу між точками А_s і В_s розподіл додаткових точок виконується аналогічно.

Навантажувальний графік зусиль показано товстою лінією на рис 4.2.

Графік крутильного моменту, показаний на рис. 4.3, та витрати енергії під час робочого ходу обчислені по вищезгаданій методиці з використанням програмного пакету MathCAD. Робота робочого ходу складає 5,014 кДж, робота пластичної деформації по формулі (4.6)

Таким чином, ККД робочого ходу становить

Використання програмних продуктів дозволяє легко проводити дослідження впливу технологічних і конструктивних факторів на результати рахунків.

Наприклад, якщо процес вирубування виконувати на цьому ж пресі із зменшеним ходом повзуна, наприклад 40 мм, то робота робочого ходу складатиме 6,383 кДж, а ККД робочого ходу знизиться до 0,3915. Але при цьому зменшується максимальний крутильний момент з 37,3 кНм до 24,4 кНм, тобто більше чим в 1,5 рази, що, звичайно ж, благодійно впливає на умови роботи ГВМу, зменшує динамічні навантаження, тощо.

Рис. 4.2. Графік технологічного зусилля та навантажувальний графік зусилля при вирубуванні листових деталей

Рис. 4.3. Графік крутильного моменту при вирубуванні листових деталей