7. Дискретное моделирование нижней станины пресса модели к7041

В настоящее время большинство станин прессов представляют собой пространственные сварные конструкции. Поэтому для рационального проектирования необходима трехмерная информация о распределении деформаций и напряжений в деталях пресса.

Целью данного исследования является выявление полей напряжений в листах стола, в частности в зоне отверстия под шпильку и определение рациональности использования данной конструк­ции.

При разработке конструктивных схем деталей за основу приня­ты их рабочие чертежи пресса модели К7041 с внесением некоторых упрощений. Все внесенные в модели упрощения согласованы со специалис­тами ГКБ ВАО "ТЯЖМЕХПРЕСС". Возможность и допустимость таких уп­рощений объясняется малой степенью их влияния на распределение напряжений и, в конечном итоге, на оценку прочности и жесткости подсистемы деталей пресса.

На рисунке 107 представлена объединенная контактная модель нижней станины листоштамповочного пресса, в состав которой входят стол (1), выдвижной стол (2), подштамповая плита (3) и стяжная шпилька.

Рисунок 107 – Объединённая конечноэлементная модель пресса К7041 (детали условно раздвинуты)

Конструктивная схема стола пресса выполнена в виде сваренных между собой листов различной толщины вертикальной или горизонтальной ориентации. Конечно­элементная модель стола образована 1052 пластинчатыми элементами и 1166 объемными элементами, объединяющих 2339 узла.

Конструктивная схема выдвижного стола выполнена по тому же принципу, что и схема стола. Ансамбль из 442 пластин­чатых и 577 объемных элементов содержит 2339 узла.

Шпилька представлена как стержневое призматическое тело, имеющее монолитно соединенную с ним нижнюю гайку. Ан­самбль из 272 пентаэдров содержит 285 узлов.

Конструктивная схема подштамповой плиты со­держит 9 горизонтальных пазов и 84 сквозных отверстия под выталкиватели. Ансамбль из 2876 объемных элементов со­держит 3363 узла.

Конечноэлементные сетки всех деталей, включенных в контактные подсистемы, в зонах сопря­жения согласованы друг с другом.

Рассматриваемое номинальное усилие пресса К7041 складывается из технологи­ческих усилий на внутреннем и наружным ползунах Р_н=Р_вн+Р_нр и составляет Р_н =12,50 МН.

Усилие со стороны стяжной шпильки определяется по теории затянутого соединения и принимается равным 1,6Р_н.

На центральную часть подштамповой плиты действует техноло­гическая нагрузка, равнодействующая которой составляет Р_н. Нагрузки прикладывается равномерно по расположенному в центре пря­моугольнику с габаритными размерами составляющих 2/3 от размеров подштамповой плиты.

На стол в области шпилечного колодца по области сопряжения с вертикальными плитами стойки равномерно приложена нагрузка принятая 0,6Р_н, являющаяся реакцией со стороны стойки.

Результаты моделирования напряженно-деформирован-ного состояния подсистемы при технологическом нагружении представлены на рисунках 108–114.

При приложении технологического нагружения основная часть деформации приходится на область контакта стола и шпильки. Максимальные по величине напряжения наблюдаются в центральной части пресса.

Рисунок 108 – Эпюры перемещений в столе

Рисунок 109 Эпюры перемещений в выдвижном столе

Рисунок 110 Эпюры эквивалентных напряжений в столе

Рисунок 111 – Эпюры эквивалентных напряжений в выдвижном столе

Рисунок 112 – Напряжённо-деформированное состояние шпильки

Рисунок 113 – Эпюры перемещений в подштамповой плите

Рисунок 114 – Эпюры эквивалентных напряжений в подштамповой плите