Пристрій підшаботної віброізоляції шабота кувального молота

Пристрій підшаботної віброізоляції шабота кувального молота, що містить віброізолюючий елемент у вигляді гофрованих сталевих листів, установлений між опорними поверхнями шабота і фундаменту, який відрізняється тим, що пристрій обладнаний пневматичними циліндрами, осі яких розташовані вертикально і симетрично щодо вертикальної осі молота, основи циліндрів шарнірно прикріплені до фундаменту, а штоки - до шабота, сумарна площа поршнів пневматичних циліндрів визначається за залежністю: 38109 Поставлена задача досягається тим, що пристрій підшаботної віброізоляції кувального молота, що містить установлений між опорними поверхнями шаботу і фундаменту віброізолюючий елемент у вигляді гофрованих сталевих аркушів, обладнаний пневматичними циліндрами, осі яких розташовані вертикально і симетрично щодо вертикальної осі молота, підстави циліндрів шарнірно кріпляться до фундаменту, а шток до шабота, сумарна площа поршнів пневматичних циліндрів визначається за залежністю: A= 2 æV ö 2 A = y0 + ç 0 ÷ , çω ÷ è шø де К1, К2 - граничні коефіцієнти запасу, К1 = 1,2; К2 = 1,4; Р - тиск повітря в цеховій магістралі, Р = 0,4... 0,6 Мпа; Е - граничне значення коефіцієнту відскоку для кувальних молотів, Е = 0,3; Z - енергія удару молота, регламентована за ДСТ 9752-75; m - маса падаючих частин; С - жорсткість підшаботної віброізоляції; М - маса шабота; g - прискорення вільного падіння. Використання пневматичних циліндрів в пристрої підшаботної віброізоляції кувального молоту створює додаткову силу, яка дозволяє збільшити статичну деформацію віброізолятора. Розмір статичної деформації стає більшим, ніж розмір очікуваного зазору між опорними поверхнями шаботу та віброізолюючого елементу. Запропоноване технічне рішення запобігає утворенню зазору, що сприяє підвищенню ефективності віброізоляції і надійності роботи молотової установки. На кресленні представлена схема пристрою підшаботної віброізоляції кувального молота. Підшаботна віброізоляція містить фундамент 1, на бічних стінках якого закріплені підстави 2, до яких кріпляться пневматичні циліндри 3 з поршень-штоками 4. Циліндри за допомогою трубопроводів 5 забезпечуються стисненим повітрям. Тиск стиснутого повітря створює зусилля на поршень-шток 4, що передається через шабот 6 на віброізолятор 7. Робота пристрою підшаботної віброізоляції кувального молота здійснюється в такий спосіб. Шабот 6 за допомогою власної ваги створює статичну деформацію віброізолятора 7 Dlcm Mg , C (2) де: А - амплітуда коливань шабота, P - зусилля на поршнях пневматичних циліндрів. Відомо (див.: Сушкова Т.С. До розрахунку підшаботної віброізоляції молотів // Вісник Вищих навчальних закладів. Машинобудування. - 1984. № 4. - С. 118-121), що ù ù K1 é 2(1 + E )2 ZmC K é 2(1 + E )2 ZmC - gM ú , - gM ú ³ F ³ 2 ê ê 2 p ê ( m + M )2 g 2 p ê ( m + M )2 g ú ú û ë û ë Δl cm = Mg + P , C (3) де: у0 - початковий зсув шабота, у нашому випадку P y0 = ; , C V0 - швидкість шабота після удару, wш - парціальна частота коливань шабота. Початкова швидкість шабота V0 = mV1 (1 + E ) , m+M (4) де: m - маса падаючих частин, Е - коефіцієнт відскоку, для кувальних молотів Е = 0,3, V1 - швидкість удару. Швидкість удару визначається з рівняння V1 = 2Z , m (5) де: Z - ефективна енергія удару, що регламентується за Держстандарт 9252-75. З урахуванням (5) початкова швидкість шабота дорівнює V0 = (1 + E ) 2Zm . m+M (6) Парціальна частота коливань шабота ωш = C . m (7) Вираз (2) з урахуванням (3), (6), (7) після деяких перетворень набуде вигляду (1) P³ де: М - маса шабота, g - прискорення вільного падіння, С - жорсткість віброізолятора. До циліндра 3 по трубопроводу 5 подається стиснене повітря, що створює зусилля, передане поршень-штоком 4, і збільшує статичну деформацію віброізолятора 7 до такого ступеня, щоб зазор між ним і шаботом 6 не утворювався. Умова відсутності зазору між віброізолятором 7 і шаботом 6 ù 1 é 2 (1 + E )2 ZmC - gM ú . ê 2 2 ê (m + M ) g ú ë û (8) Загальна статична деформація віброізолятора DLcm = Dlcm + Dlcm¢, (9) де: Dlcm ¢ - додаткова деформація віброізолятора, створена зусиллям Р, визначається у формулі (8). Після удару падаючих частин шабот почне коливатися з амплітудою А. При досягненні крайньо 2 38109 нює різниці амплітуди коливань шабота 6 і статичної деформації го нижнього положення сумарна деформація віброізолятора 7 буде дорівнювати DL = DLcm+A. D = А-Dlcm = 8,9·10-3-4,8·10-3 = 4,1·10-3 м (10) Після зупинки шабот 6 почне рух нагору і досягне крайнього верхнього положення, коли переміститься на величину, яка дорівнює подвоєній амплітуді. Залишкова деформація віброізолятора 7 буде Dlост = DL-2A. (11) Таким чином, необхідно створити додаткову деформацію віброізолятора пневматичними циліндрами 3, осі яких розташовані вертикально і симетрично осі молота, підстава 2 циліндра шарнірно кріпиться до фундаменту 1, а поршень-шток 4 до шабота 6. Додаткова деформація повинна дорівнювати Наявність залишкової деформації при досягненні шаботом 6 крайнього верхнього положення забезпечить запобігання утворенню зазору між шаботом 6 до віброізолятором 7. Зусилля Р, створюване поршнем пневмоциліндра 3, складе P = pF, Dlcm¢=D Для створення зазначеної додаткової статичної деформації пневмоциліндри повинні мати сумарну площу поршнів, згідно (13), рівну (12) F= де: р - тиск повітря в цеховій магістралі, р = = 0,4...0,6 Мпа, F - площа поршня пневматичного циліндру. З урахуванням граничних коефіцієнтів запасу і (12) вираз (8) набуде вигляду ( - 9.81 ×1.5 ×10 ) 4 ] = 0.367м 2 Сумарне зусилля на поршнях пневмоциліндрів, згідно (12), дорівнює ù ù K1 é 2(1 + E )2 ZmC K é 2(1 + E )2 ZmC - gM ú , - gM ú ³ F ³ 2 ê ê 2 p ê ( m + M )2 g 2 p ê ( m + M )2 g ú ú ë û ë û Р = pF = 5·105·0,367 = 183,5 кН. Щоб уникнути розгойдування молота рівнодіюча всіх сил пристрою повинна збігатися з вертикальною віссю молота, тобто осі циліндрів повинні бути розташовані симетрично щодо вертикальної осі молота. Їх повинно бути не менше 2. У випадку застосування 4-х циліндрів, площа одного циліндра дорівнює де: К1, К2 - граничні коефіцієнти запасу, К1 = 1,2; К2 = 1,4. Приклад конкретного виконання. Вихідні дані для розрахунку: Молот пароповітряній з масою падаючих частин m =1000 кг Маса шабота М = 1,5·104кг Тиск у магістралі Р = 6·105кг Коефіцієнт відскоку j = 0,3 Енергія удару молота Z = 12,5 кДж Жорсткість грунту під підставою фундаменту Кг = 3,2·109 H/м Припустиме середньоквадратичне значення віброшвидкості [V] = 0.2·102м/c Швидкість удару V1 = 5 м/с Амплітуда коливань шабота А = 8,9·103 м Коефіцієнт запасу К1 = 1,2 Жорсткість віброізолятору, що забезпечує вимоги ДСТ 12.1.012-90, визначається за формулою (див.: Дуганов Г.В., Храмой А.И., Коган М.С. і ін. Боротьба з вібрацією і шумом у ковальському виробництві. - К.: Техніка, 1984. - С. 50): C= é 2 3 3 7 ê 2 (1 + 0.3 ) 12.5 ×10 ×10 × 3.056 ×10 5 ê 2 2 × 6 ×10 10 3 + 15 ×10 3 9.81 ë 1.2 F¢ = F 0.367 = = 0.092м 2 , n 4 де: n - кількість пневмоциліндрів. Діаметр поршня D= 4F ¢ 4 × 0.092 = = 0.342 м π 3.14 Отриманий діаметр поршня дорівнює 342 мм, може бути визнаний конструктивним для пароповітряного молота з масою падаючих частин 1000 кг. Запропоноване технічне рішення, у порівнянні з використовуваними пристроями віброізоляції кувальних молотів, дозволяє запобігти утворенню зазору між віброізолятором і шаботом, що виникає в результаті коливань останнього, виключити можливість перекосу шабота внаслідок влучення окалини в зазор, що утвориться, і, підвищити надійність роботи молотової установки. Пристрій підшаботної віброізоляції кувального молота передбачено впровадити на AT «Лугцентрокуз» і інших підприємствах, що виготовляють чи експлуатують молоти. Економічний ефект досягається за рахунок підвищення надійності молотової установки і збільшення довговічності. 1.94K г [V ](m + M ) mV1 (1 + E ) і складе 3,056·107 Н/м. Статична деформація віброізолятора під дією ваги шабота, згідно (1), 1.5 ×10 4 × 9.8 = 4.8 ×10 -3 м Δl cm = 3.056 ×10 7 При використанні існуючих способів віброізоляції зазор між шаботом і віброізолятором дорів 3 38109 Фіг. __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 4