Материал: Проектирование электропривода промышленных механизмов. Фролов Ю.М
где k - коэффициент запаса, учитывающий неточности расчета и выбираемый на основании опыта в пределах k =
1,2 - 1,5.
Номинальная мощность электродвигателя при этом, полагая, что ср = н , равна Pн = kPср.
Определение энергии при графическом задании нагрузки от хода ползуна пресса F(S)
Рассмотрим последовательность действий при графическом задании нагрузки от хода ползуна пресса F(S). При этом график технологической нагрузки разбивается на отдельные участки (рис. 3.10), на которых изменение нагрузки можно представить по линейному закону (линейно-кусочная аппроксимация).
Ввиду того, что зависимость хода ползуна от угла поворота нелинейная, то желательно, чтобы величина участка была не более 5 % от номинального хода пресса. Для упрощения расчета количество участков принимается равным двадцати.
F,Н |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
F1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
F2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
F 20 |
|
|
F3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
F3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
F i |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
2 |
|
3 |
|
4 |
|
... |
20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
S1=0 |
S2 |
S3 |
S4 |
|
S5 |
S20 |
S21=Sрп |
S, м |
||||||
Рис. 3.10. Разбиение графика нагрузки на участки
i |
Si, м |
Fi, Н |
1 |
S1 |
F1 |
2 |
S2 |
F2 |
... |
... |
... |
n |
Sn |
Fn |
n+1 |
Sn+1 = Spn |
Fn+1 = 0 |
|
|
|
Численные данные, полученные согласно графику, изображенному на рис. 3.10, заносятся в табл. 3.6.
Таблица 3.6
Для каждого значения Si определяем вспомогательную величину
m |
i |
(1 |
)2 k 2 |
|
S |
, |
(3.17) |
|
|||||||
|
|
|
R |
i |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где - безразмерный коэффициент, зависящий от вида нагрузки (при сжатии =1, при растяжении 
к - коэффициент дезаксиала, в пределах от 0,14 до 0,85; - коэффициент шатуна;
R - радиус кривошипа, м;
Si - текущий ход прессования, м.
Значения угла поворота кривошипа, соответствующие значениям хода ползуна, определяются по формуле
|
arcsin |
m i |
2 |
2 |
|
k 2 1 |
|
arcsin |
|
m i |
|
|
|
, (3.18) |
i |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|||
2 |
|
|
k 2 |
m 2 |
k 2 |
m 2 |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
i |
|
|
|
|
i |
|
|
|
где 0 - установочный угол кривошипа в нижнюю мертвую точку (НМТ).
Угол между продольной осью шатуна и осью движения
ползуна |
|
|
|
|
i arcsin |
sin( 0 |
i ) |
k , |
(3.19) |
Значения плеча крутящего момента на рабочем валу в зависимости от угла поворота кривошипа mki (в м)
mki R |
sin( |
0 |
i |
|
|
|
i ) |
|
|
1 |
|
|
1 |
cos( |
0 |
i |
) |
da |
|
cos |
|
|
|
|
2 |
cos |
|
a |
cos |
|
|
|
|||||
|
|
|
i |
|
|
i |
|
i |
|
|
|
|||||||
|
cos( |
0 |
|
i |
) |
|
db |
|
|
do |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
b |
cos |
|
|
|
|
o |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
i |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(3.20) |
|
Значения крутящего момента на рабочем валу Mki, соответствующие значениям хода ползуна при i = 1,2,3,..., 20 вычисляют по формуле
Mki = Fi.mki, |
(3.21) |
Полученные значения заносятся в табл.3.7.
|
|
|
|
|
Таблица 3.7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
i |
Si, м |
Fi, Н |
i, град. |
mki, м |
|
Mki, Н.м |
1 |
Si=0 |
F1 |
1 |
mk1 |
|
Mk1 |
2 |
S2 |
F2 |
2 |
mk2 |
|
Mk2 |
|
|
|
|
|
|
|
... |
... |
... |
... |
... |
|
... |
|
|
|
|
|
|
|
19 |
S19 |
F19 |
19 |
mk19 |
|
Mk19 |
|
|
|
|
|
|
|
20 |
S20= Spn |
F20 |
i20= pn |
mk20 |
|
Mk20 |
|
|
|
|
|
|
|
Далее выбирается наибольший крутящий момент из
табл. 3.7, который принимают за расчетный Mр=Mkimax , Н.м. Из табл. 3.7 при i=20 находим значение рабочего угла
поворота кривошипа (рабочего угла прессования) |
pn. |
|||
Идеальная работа деформации заготовки Ат.и (Дж) |
||||
определяется по формуле |
|
|||
|
1 |
20 |
|
|
A т.и |
|
(Fm 1 Fm ) (Sm 1 Sm ) . |
(3.22) |
|
2 |
||||
|
m 1 |
|
||
Данные для вычисления берутся из табл. 3.7.
Определение энергии при аналитической форме задания нагрузки от хода ползуна пресса F(S)
Рассмотрим последовательность действий при задания технологической нагрузки в виде функции F(S) от хода ползуна. В этом случае во входные данные необходимо
добавить шаг изменения ползуна |
|
S в метрах. |
|
|||||||||
Приведем функциональные зависимости нагрузки для |
||||||||||||
некоторых технологических операций /26/: |
|
|||||||||||
1) |
для |
операции |
холодного |
прессования |
||||||||
металлопорошка F(S) имеет вид |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
F (S) |
Fн |
1 |
|
1 |
|
|
S |
; |
(3.23) |
||
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
Sр п |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2) для операции холодной высадки F(S) |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
F (S) |
Fн |
|
1 |
|
S |
, |
|
|
(3.24) |
||
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
Sр п |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
где F - текущее значение усилия на ползуне, Н; S - текущее значение хода ползуна, м.
Значения Fi вычисляют по заданной аналитической зависимости F(S) через шаг изменения хода ползуна S, равный
5 % от Sрп.
Далее составляется табл. 3.7, для которой рассчитываются необходимые параметры через шаг изменения хода ползуна S с использованием формул
(3.17)– (3.21).
Как и в задаче с графическим заданием нагрузки находят величины Mp и pn.
Идеальная работа |
деформации |
заготовки Aт.и (или |
исходного материала) |
в общем |
случае находится |
интегрированием заданной аналитической зависимости
|
Sp |
|
A т.и |
F (S) dS |
(3.25) |
|
0 |
|
Интегрируя, можно получить следующие соотношения:
- для операции холодного прессования металлопорошка
A т .и |
100 1 |
|
|
Fн Sр п , |
(3.26) |
|
4 |
||||||
|
|
|
|
|||
- для операции холодной высадки |
|
|||||
A т.и |
20 Fн |
Sрп . |
(3.27) |
|||
Перед началом расчета по нижеприведенным формулам необходимо задать режим работы пресса и коэффициент использования числа ходов.
Для расчета нужно ввести значение коэффициента использования числа ходов пресса pх из интервала (0,3-0,1), причем для меньшего значения Fн берется большее значение
pх.
Работа холостого хода пресса (Дж )