Безшаботний вертикальний гідравлічний молот

Безшаботний вертикальний гідравлічний молот, що містить верхню бабу з боковими амортизаторами, перехідними плитами і плунжерами, нижню бабу з центральним амортизатором, перехідною плитою і плунжером та бак гідравлічного зв'язку верхньої і нижньої баб, який відрізняється тим, що на верхню поверхню бака гідравлічного зв'язку верхньої і нижньої баб, співвісно з боковими плунжерами, встановлені привідні гідравлічні циліндри, поршні яких закріплені на бокових плунжерах верхньої баби, площа кільцевої поверхні кожного із двох поршнів підпорядкована нерівності: Корисна модель відноситься до галузі машинобудування, а саме - до конструкції ковальсько-штампувального обладнання. Відомо молот із двобічним ударом, який містить дві баби, встановлені у направляючі станини, які переміщуються одна на зустріч другій [патент України на корисну модель № 19623 "Безшаботний вертикальний молот"]. Недоліки відомого молота полягають у тому, що привідний циліндр закріплений до нижньої поверхні гідравлічного баку збільшує висоту молота на висоту привідного циліндра а також в наслідок того, що центральний плунжер, який взаємодіє з центральним штоком виконано як одне ціле у вигляді ступінчатого вала приводить до збільшення динамічного навантаження на амортизатор, встановлений між нижньою бабою та центральним плунжером, під час удару молота. Відомо безшаботний вертикальний молот, який містить верхню бабу з боковими штоками та плунжерами, нижню бабу з центральним штоком та плунжерами, гідравлічний бак з розташованими у ньому боковими і центральним плунжерами, два привідних гідравлічних циліндра, які взаємодіють з перехідною плитою, на яку спирається нижня баба [патент України на корисну модель № 20851 "Безшаботний вертикальний молот"]. Недолік даної конструкції - у збільшені навантаження на амортизатор, встановлений між перехідною плитою, на яку спирається нижня баба. Під час удару молота відбувається різке гальмування нижньої баби з прискоренням до 1000 прискорень вільного падіння та гальмування перехідної плити з центральним штоком та плунжерами і поршнями привідних гідравлічних циліндрів, які прикріплені до перехідної плити. В основу корисної моделі покладено задачу удосконалення вертикального безшаботного гідравлічного молота шляхом того, що привідний циліндр встановлений на верхню горизонтальну поверхню гідравлічного баку співвісно з боковими плунжерами, а поршні привідних циліндрів закріплені на цих же плунжерах. На кресленні представлена принципова схема безшаботного вертикального гідравлічного молота, який містить верхню бабу 1, яка спирається на бокові амортизатори 2, встановлені на перехідні бокові плити 3, що спираються на бокові плунжери 4, на яких закріплені поршні 5 гідравлічних привідних циліндрів 6, які закріплені на верхній поверхні гідравлічного баку 7; центральний плунжер 8 на верхній торцевій поверхні якого розташована центральна перехідна плита 9, на якій встановлено центральний n åM + P 0,9g i i=1 Fn £ ( 2 рр - р з тр ) , де g - прискорення вільного падіння; n åM i - сума мас рухомих частин молота; i=1 (р р - р з ) - робочій тиск і тиск зливу рідини; Pтр - сила тертя в напрямних баб і ущільненнях (11) 30386 (13) U поршнів. UA і (19) плунжерів 3 30386 4 де jн - прискорення нижньої баби; амортизатор 10, на верхню поверхню якого g - прискорення вільного падіння. спирається нижня баба 11. З метою уникнення вакууму у гідравлічному В статичному положенні баби нерухомі, що баці 7 приймають забезпечується рівністю площ центрального jн≤0,9g. (6) плунжера 8 і суми площ поперечних перерізів двох На основі (1) та (5) визначимо площу кільцевої бокових плунжерів 4. поверхні поршня 5 привідного циліндра 6 Безшаботний вертикальний гідравлічний n молот працює таким чином: У вихідному положенні, яке показано на 0,9g Mi + Pтр кресленні, баба 1 займає крайнє верхнє i=1 Fn £ положення, а нижня баба 11 - крайнє нижнє. 2 рр - р з . (7) Прямий холостий рух, який закінчується ударом, Приклад конкретного виконання. забезпечується подачею робочої рідини (машинне Вихідні данні: масло або водяна емульсія) в верхню порожнину Сума мас верхньої баби, амортизаторів, привідного циліндра 6, із нижньої порожнини перехідних плит, бокових плунжерів і поршнів рідина подається до зливу. Прискорення руху баб дорівнює 105 кг. буде визначатись по залежності Нижня баба, центральний амортизатор, 2Fn p p - p з - Р тр центральна опорна плита та центральний плунжер J= n мають таку саму масу 105 кг. Мі Швидкість руху кожної баби до удару v=3 м/с. і=1 , (1) Робочій тиск рідини у привідному циліндрі де Fn - площа кільцевої поверхні поршня 5; дорівнює 32 МПа. рр - тиск у робочій рідині; Тиск рідини у зливній магістралі дорівнює 0,6 рз - тиск зливу; МПа. Ртр - сила тертя в напрямних верхньої та Тиск рідини у гідравлічному баці при нижньої баби та ущільненнях плунжерів; нерухомих бабах дорівнює 16 МПа. n Прискорення руху баб - jв=jн=0,9g. Енергія удару молота буде дорівнювати Мі і=1 (Мн + Мв )v - сума мас рухомих частин 1, 2, 3, 4, 5, A= 8, 9, 10, 11. 2 , (8) Процес прямого холостого руху закінчується після підстановки маємо ударом, після якого починається зворотний 10 5 + 10 5 * 3 2 холостий рух, при якому верхня баба 1 рухається А= = 9 * 10 5 2 вгору, а нижня баба 11 - вниз. Такий рух Дж, (9) забезпечується тим, що в нижню порожнину час прямого холостого руху до удару робочого циліндра 6 подається рідина високого визначається по залежності тиску, а верхня порожнина 6 з'єднується зі зливом. v 3 t= = = 0,34 Прискорення зворотного холостого руху j н 0,9 * 9,8 с, (10) визначається по залежності (1). величина ходу кожної баби буде дорівнювати При зворотному холостому русі прискорення баб не може бути більше ніж прискорення вільного jt 2 0,9 * 9,8 * 0,34 2 S= = = 0,51 падіння, тому що для забезпечення нормальних 2 2 м. (11) умов роботи молота повинна задовольнятися Площу поперечного перерізу центрального умова нерозривності потоку рідини під плунжеру можна визначити із залежності центральним і боковими плунжерами яке FцPb=m нg, описується рівнянням fцVц=2fбVб, (2) m g 9,8 * 10 5 Fц = н = = 0,06 після вираження Vц і Vб через прискорення Pb 16 * 10 6 м2, (12) одержимо площа поперечного перерізу кожного бокового fцjнt=2fбjвt (3) плунжера дорівнює половині центрального, тобто підставив в нього Vц=2Vб отримаємо Fб=0,03 м2, (13) jн=jв, (4) діаметр бокового плунжеру буде дорівнювати де Vц - швидкість нижньої баби; Vб - швидкість верхньої баби; F Dб = 2 б jн - прискорення нижньої баби; p , jв - прискорення верхньої баби; fц - площа поперечного перерізу центрального 0,03 Dб = 2 = 0,195 плунжеру; 3,14 м, (14) fб - площа поперечного перерізу бокового Площа привідного бокового циліндра буде плунжеру. дорівнювати сумі площ бокового плунжеру і І так як при зворотному холостому русі нижня кільцевої поршня баба рухається вниз за рахунок сили тяжіння, її Fц=Fn+Fб, (15) прискорення не може бути більше за прискорення після підстановки числових значень з вільного падіння, тобто урахуванням (7) і того що Ртр, приймається рівним jн≤g, (5) å ( ( ) ) å å ( ) 5 0,1 від сили тяжіння рухомих частин отримаємо Fц = 2 * 10 5 * 0,9 * 9,8 + 2 * 10 5 * 0,1 * 9,8 ( 2 32 * 10 6 - 0,6 * 10 6 ) + 0,03 = 0,061 м2, (16) діаметр привідного циліндру буде дорівнювати Fn 0,061 =2 = 0,279 p 3,14 м. (17) Середнє прискорення зворотного холостого руху приймається рівним 0,5 від прискорення прямого холостого руху, тобто 0,45g. Час зворотного холостого руху буде дорівнювати Dц= 2 tз = 2s = 0,45g 2 * 0,51 = 0,48 0,45 * 9,8 30386 с, (18) час подвійного руху: t=tn+tз=0,34+0,48=0,82, кількість ударів за хвилину 60 60 n= = = 73 t 0,82 . Економічний ефект досягається за рахунок зменшення висоти молота і розвантаження вузла нижнього амортизатора молота. 6