Устройство для виброизоляции молота

 

Сущность изобретения: устройство включает пневмоамортизатор, установленный между фундаментом и молотом, и пружинные ограничивающие механизмы 6. Пневмоамортизатор выполнен в виде основного герметичного резервуара 1 с резинокордовой оболочкой 2 на конце и дополнительных резервуаров 3. Каждый дополнительный резервуар имеет механизм 8 изменения объема пневмоамортизатора в виде поршня 14 и толкателя 15. Механизмы 6 установлены симметрично относительно основного резервуара. Каждый механизм б выполнен.в виде штока 11 с упором на конце , скобы 12 и пружины 13, расположенной на штоке между упором и скобой. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 В 21 J 13/06

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (21) 4808196/27 (22) 29.03.90 (46) 15.03.93, Бюл. № 10 (71) Ульяновский политехнический институт (72) P.Ê,Ëóêñ и В,Н.Таловеров (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 141088, кл. В 21 J 13/06, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВИБРОИЗОЛЯЦИИ

МОЛОТА (57) Сущность изобретения: устройство включает пневмоамортизатор, установленный между фундаментом и молотом, и пру„.,5U„„1801705 А1 жинные ограничивающие механизмы 6, Пневмоэмортизатор выполнен в виде основного герметичного резервуара 1 с резинокордовой оболочкой 2 на конце и дополнительных резервуаров 3, Каждый дополнительный резервуар имеет механизм 8 изменения объема пневмоамортизатора в виде поршня 14 и толкателя 15. Механизмы

6 установлены симметрично относительно основного резервуара. Каждый механизм 6 выполнен.в виде штока 11 с упором на конце. скобы 12 и пружины 13, расположенной на штоке между упором и скобой. 3 ил.

1801705

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к конструкции кузнечно-штамповочного оборудования и может найти применение при проектировании новых и реконструкции существующих заготовительных цехдв машиностроительных предприятий, оснащенных оборудованием ударного действия, Целью изобретения является создание устройства, пригодного для виброизоляции как ковочного так и штамповочного молота, уменьшающего по сравнению с прототипом и пружинно-рессорными устройствами ударные нагрузки на фундамент.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема установки; на фиг. 2 — как изменяется во времени сила воздействия на фундамент в автоматическом режиме работы; на фиг. 3 — изменение силы воздействия и амплитуды с изменением объема П.

Устройство содержит герметичный пневмоамортизатор 1, включающий в себя цилиндрическую рабочую камеру с резинокордовой оболочкой 2 и соединенные с ней дополнительные резервуары 3, амортизируемые массы 4, направляющие колонны 5, пружинные ограничивающие механизмы 6, включающие в себя шток 7, упорную скобу

8 и пружину 9, опорные пружинные амортизаторы 10, механизмы изменения объема ll

11, включающие в себя поршень 12 и толкатель поршня 13, вентиль 14, фундамент 15, Устройство работает следующим образом. В нерабочем состоянии шабот опирается на пружины 10. Перед началом работы в П через вентиль 14 создается давление

Р1 > РО= М9/S+ Рат,. где М вЂ” амортизируемые массы; Р т — атмосферное давление; g — ускорение свободного падения. По мере увеличения давления до

Р амортизируемые массы поднимаются вверх, сжимая пружины механизма 6. При давлении Р1 пружины 9 должны сжиматься на величину х 0,1h<..С изменением дав.ления в устройстве происходит перераспределение. нагрузки. Если в нерабочем состоянии молот воздействовал на фундамент через пружины 10, то в исходном перед работой состоянии воздействие осуществляется через рабочее тело на основание рабочей камеры П и пружинные механизмы 6.

После удара амортизируемые массы придут в движение, сжимая рабочее тело.

fig мере движения амортизируемых масс вниз возрастает сила воздействия на фундамент, Приращение этой силы где Л« — приращение, вызванное уменьшением воздействия механизмов 6; A f2 — приращение, обусловленное повышением давления газа. Опустившись на величину h (амплитуда колебательного движения), амортизируемые массы за счет энергии сжатого газа, пойдут вверх и перед воздействием на пружины механизма 6 произойдет следующий удар, при котором Л« = 0 и, 10 следовательно, b f = Afz, Из-за взаимной компенсации части энергии при встречных ударах Ь fz при последующих тактах оказывается меньше силы воздействия первого такта.

Использование предлагаемого изобретения, по сравнению с прототипом и пружинно рессорными устройствами обеспечивает значительное понижение амплитудного значения динамической составляющей си20 лы воздействия на фундамент в режиме автоматической работы.

Возможны и иные формы выполнения основных узлов устройства. Например, вместо резинокордовой оболочки можно ис25 пользовать поршень, перемещающийся по рабочей камере, толкатель которого соединен с амортизируемыми массами. Пружин, ные ограничивающие механизмы можно разместить на направляющих колонных, например, в верхней их части. В этом случае роль вертикальных штоков будут выполнять направляющие колонны, заканчивающиеся упорами, заменяющими скобу.

Пример расчета устройства для виброизоляции ковочного молота (прототипа).

1, Исходные данные: молот ковочный, например, модели M 1345; масса шабота

Мщ = 47 10 кг; энергия падающих частей з

Е = 80 кДж; отношение массы шабота к

40 массе падающих частей п = 15i4, с. 256).

2. Выбор и расчет необходимых параметров.

Из-за изменения положения станины относительно шабота в установке действу45 ют возвращающая сила Р = х, приводящих к первому колебательному движению, Второе колебательное движение, которое возникает в анализируемой системе, связано с процессом сжатия и разрежения рабо50 чего тела. Нетрудно видеть, что для данной системы энергия первого W> и второго ЧЧ колебательных движений равны между со- . бой и определяются выражением

W1 =. W2 = 0,5Е1, где Е> — энергия, которую получит шабат при ударе.

E> = nE(1+ е) /(и+ 1), 1801705 где е = 0,25 — коэффициент восстановления скорости.

Т.к; F> = 2$хр g. где р — плотность газа;

S — суммарное поперечное сечение резинокордовых оболочек, опирающихся в шабот, то

Приращение силы воздействия пружинно-рессорной установки при той же величине смещения

hf =2E1/h2=2 7,32 10 /0,095= 154 кН, 5

Расчет производился беэ учета сил сопротивления, создаваемых пневмогидроамортизаторами. Иэ полученных результатов видно, что эффективность действия прото10 типа, при рассматриваемых условиях, примерно такая же как у пружинно-рессорных систем. Но в таком режиме прототип работать не может из-эа того, что ht и h2 > ho, Уменьшить величину h> и h2 можно включе15 нием пневмогидроамортизаторов с большим коэффициентом жесткости. Но это приведет к понижению эффективности работы устройства, Таким образом, рассматриваемое уст20 ройство может работать только с включенными пневмогидроамортизаторами, по эффективности действия оно не превосходит пружинно-рессорные устройства.

k> =2Spg, P.M 5 10 0,029 к2

" « = 1 гб =5,8 — з

Мш 47 10 9,8 1,151 м2

4 10

k) = 2 1,151 5,8 9,8 = 130,9 —, Н

Приняв длину пневмовода, например, равной 1 м, имеем

V> = Sf = 1,1515 м, масса газа m2 = V>

p= 1,15 . 5,8 = 6,68 кг.

Период колебания T> = 2m/m/k, где m =

=2Мш+ а2 2Мш, 25 Пример расчета устройства для виброизоляции ковочного молота модели М1345

1. Исходные данные см. в примере расчета прототипа.

2. Выбор и расчет необходимых пара30 метров.

Время между двумя ударами 1, = 60/

=60/50 = 1,2 с. Пусть время, за которое шабат молота после удара возвратится в исхо ное состояние будетc=1,22 с, Т.к.т= Л, то

35 k = Л2 Мш/t2 = 3 142 47 10З/1 222

=3,12 105 Н/м, Приняв $ = 1 м2 и V> = 3 мз, находим, что Pt kV>/y$ =3,12 10 . 3/14х х1=668ат. Р =M g/S+Р т=47 10 х х9,8/1 + 1 . 10 = 5,61 ат

Лf> =(Р1- Ро)$ = 1,07 10 1 = 107 кН.

Т1= 6,28

= 168,3 с

Амллитуйй кайебаний hi = ЛУ = че 1 и =

= 7ЛРРй.

Для второго колебательного движения

k2=yР1$ /V>, где

) - постоянная адиабаты для воздуха, k2 =1,4 10 1,15 /1,15 = 8,06 10 Н/м

Т2 = 2Лф/k2 где,й — приведенная масса. 8 данной системе,0 = Мш/2,Т2= 6,28 =1,3с; йюЛ ЗВ пусть хо = 0,005 м. Т.к. koxo = (Р1- Ро)$, то

h2 = VK k2 = VE 1 = 0,095 M. ko = (P) — Po)S/x, Изменение объема Л V = п2$ = 0,095 1,151 = k = 107 .10 /0,005 = 0,214 . 10 Н/м, 45 з

Для оценки величины перемещения воспользуемся выражением

0,109м,Ч2=V> - ЛV=1,151-0,109 =1,042 м, P2 = Pi(V1/Ч2) = 5 . (1,151/1,042) = 5,75 ат, 50

E1+ — + (Рат$ + Мш Я)п =

koxo

ЛP = Р2- Р1= 0,75 ат.

У вЂ” 1 у-1((т:ьв7н,) ) Приращение силы воздействия Л f = 2$hP5S

=2 1,15.075 10 = 172 кН. где Е1 = пЕ(1+ я) /(n + 1)2. я = 0,25, E) =

=7,32 10 Дж, 1801705

Ко о /2 0,214 10 25 10 /2=0,267 кДж женный между фундаментом и амортизирующими массами молота и выполненный в виде герметичного резервуара для сжатого воздуха с резинокордной оболочкой на

5 конце цилиндрической вертикальной стойки, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и уменьшения ударных нагрузок на фундамент, оно снабжено дополнительны10 ми резервуарами, соединенными с основным, механизмами изменения объема пневмоамортиэатора, каждый иэ которых состоит их поршня и толкателя, размещенных в дополнительных резервуарах, и пру15 жинными ограничивающими механизмами, симметрично установленными относительно основного резервуара, расположенного по оси молота, и выполненными каждый в виде вертикального штока, один конец кото20 рого жестко связан с амортизируемыми массами молота, а другой имеет упор, упор-ной скобы, жестко закрепленной на фундаменте, и пружины, расположенной на штоке между его упором и упорной скобой.

Выражение (1) превращается в равенство при h - 0 058 м. В этом случае Ь V = Sh - 1x х 0,058 = 0,058 мз. Vz = V> - Ь V = 2,943 мз, Р2 - Р1 41/Чф = 6,6&(3/2,943) = 6,865 ат. АР = Р2 - Р j = 0,185 ат, Ьт = 0,185 10

1= = 18,5 кН, Ьf = Ьт1+ A f2 = 107+ 18,5 =

=125,5 кН.

При пружинно-рессорной виброизоляции

Af=2E1/h= 2 7,32 10 /0,058=252,4кН

Если удары будет проходить до воздействия на пружины, то при последующих ударах

Ь |1 = 0 и b, f < b, fz = 18,5 кН

Формула изобретения

Устройство для виброиэоляции молота, содержащее пневмоамортиэатор, располо- с

Ч1" 4

0,02 20

- з ч

Фиг. 3

Корректор С.Патрушева

Составитель Р,Лукс

Редактор B.Tðóá÷åíко . Техред М.Моргентал

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 816 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при„ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5