новая папка 1 / 216058

7. Как измерены и получены данные в табл.?

Результаты измерений и расчетов

				Таблица
№ удара		№ и наименование параметра	Отношение
			m2	m1
	1.	Смещение шабота S' , мм
		ш
	2.	Объем образца V, мм3
	3.	Высота образца до удара h0 , мм
	4.	Диаметр образца до удара d0 , мм
	5.	Высота после удара h , мм
	6.	Диаметр после удара d, мм
	7.	Деформация образца Sд , мм
	8.	Смещение шабота Sш , мм
1
	9.	Работа деформации Aд , Дж
	10. КПД удара по формуле (3)
	11. КПД удара по формуле (4)
	12. Коэффициент
2	Повторить замеры и расчеты по
	№ 3-12
3	Повторить замеры и расчеты по
	№ 3-12

Примечание к таблице: Необходимо помнить, что при подстановке в формулу

(5) размеры h и d после каждого предыдущего удара являются размерами h0 и d0 для последующего.

11

Лабораторная работа № 2

Сила ударного шаботного молота 1. Общие сведения

Определение сил, возникающих при ударе, является сложной инженерной задачей. Для расчета деталей молота на прочность можно ограничиться приближенной оценкой сил, действующих в наиболее тяжелых для молота условиях работы. Для штамповочных молотов такими условиями являются условия штамповки поковок в чистовых ручьях штампов при последних завершающих ударах.

Линейная деформация поковок во время указанных ударов получается незначительной (1-3 мм). Завершающие удары близки к так называемым холодным жестким ударам.

Линейная пластическая деформация поковки за один удар составляет

Sg h0 h ,

(1)

где h0 и h - соответственно начальная и конечная высота поковки (т.е. до

удара и после удара).

Силу, возникающую

при

ударе,

можно

оценить

по формуле

[1]:

2

m1

2

P

m1v1

1

, Н,

(2)

S

S

m m

2

д

ш

1

2

где m1 - масса падающих частей, кг;

v1 - скорость падающих частей, м/с;

Sд - деформация поковки за один удар;

Sш - смещение шабота при ударе, м.

Сила удара может в сотни и тысячи раз превосходить силу тяжести падающих частей. По этой причине считается, что молот с массой падающих частей в 1 тонну пo эффективности воздействия на поковку равносилен кривошипному или гидравлическому прессу с номинальным усилием в

10 МН.

12

Из уравнения (2) видно, что с увеличением скорости удара по степенной зависимости будет увеличиваться сила удара, а следовательно, и нагрузка на детали молота. Это обстоятельство является причиной низкой стойкости основных рабочих деталей молотов: штока, бабы, штамподержателя. С другой стороны, с увеличением скорости удара увеличиваются энергия удара и эффективность штамповки. Возникает противоречивая ситуация. В этой связи возникают вопросы: об установлении оптимального уровня скорости удара, о применении ударов дозированной энергии и др.

2. Цель работы Определить силы, возникающие при осадке образцов на лабораторном

копре, который является упрощенной моделью шаботного молота просто го действия.

3.Оборудование и инструмент

1)Большой лабораторный копер.

2)Свинцовые образцы диаметром 30 мм и высотой 50 мм.

3)Штангенциркуль.

4.Методика проведения работы

4.1.Производят осадку образцов на большом копре с высоты падения бабы

Н= 2 м. По каждому образцу наносится до 5 и более ударов. При каждом ударе фиксируют начальные и конечные высоты образцов.

Масса бабы m1 = 10 кг; 20 кг; 30 кг в разных опытах.

4.2.После каждого удара определяют линейную деформацию образца по формуле (1). Все данные заносят в таблицу.

4.3.Определяют скорость удара по формуле

v1 1.8g H , м/с,

где g - ускорение силы тяжести, м/с2 ; H - высота падения бабы, м.

4.4. Определяют силу каждого удара по формуле (2) и отношение силы удара к весу бабы, равному 10m1 . Результаты вычислений заносят в

13

таблицу. Смещение шабота большого

копра, установленного

жестко на фундамент, можно принять равным нулю. Масса шабота m2 800 кг.

4.5.Для каждой серии ударов с разными массами бабы составляется своя таблица.

4.6.Измерения выполняют с точностью применяемого инструмента.

Точность вычислений - один знак после запятой.

Таблица

Сила удара на большом копре с массой шабота m1 800

( Масса бабы m1 ; высота падения Н =				)
		Номер удара
Параметр
	1	2		3	4	5
Скорость удара v1 , м/с
Высота образца до удара, мм
Высота образца после удара, мм
Деформация образца Sg , мм
Сила удара Р, кН
Отношение силы удара к силе тяжести бабы
Диаметр образца до удара, мм
Диаметр образца после удара, мм
Отношение высоты образца к его диаметру до
удара h d

5. Указания по технике безопасности Установку образцов на большой копер производить при снятой с копра бабе.

Подъем в сброс бабы выполнять только при закрытых щитках безопасности.

14

6. Содержание отчета Цель работы, расчетные формулы, таблицы данных. График зависи-

мости силы удара и деформации образца от порядкового номера удара при разных массах бабы. Графики зависимости силы удара от деформации Sg и от

отношения hd . Выводы на основе анализа полученных графиков.

7.Контрольные вопросы

1.Анализируя формулу (2), покажите, как влияет на силу удара скорость удара, деформация заготовки, смешение шабота.

2.Во сколько раз сила удара превосходит силу тяжести падающих частей в Ваших опытах? Каково общепринятое соотношение между этими параметрами?

3.Какие выводы можно сформулировать на основании полученных графиков?

4.Какая проблема возникает при повышении скорости удара молотов? Пути решения проблемы.

5.Перечислите преимущества и недостатки молотов по сравнению с оборудованием статического действия - прессами.

Лабораторная работа №3

Определение параметров копра для получения заданной деформации заготовки

1. Общие сведения На практике необходимую массу падающих частей паровоздушного

штамповочного молота определяют в зависимости от диаметра поковки и предела текучести материала поковки при данной температуре. Такая методика справедлива для молотов с определенной скоростью удара. При этом штамповка может производиться как за один удар, так и за несколько ударов, количество которых окончательно устанавливается при внедрении

15

технологического процесса. В лабораторных условиях представляет интерес возможно более точный расчет необходимых параметров копра, являющегося моделью молота простого действия, позволяющих получить заданную деформацию образца при его осадке. В лаборатории кафедры штамповки имеется малый копер с полной массой шабота 150 кг и массой бабы 10 кг (см. работу № 1) и большой копер с массой шабота 800 кг и сменными бабами массой 10; 20 и 30 кг (см. работу № 2).

2. Цель работы Определить параметры копра (массу бабы и высоту ее падения, а при

необходимости - количество ударов), необходимые для получения заданной деформации при осадке свинцового образца данных начальных размеров.

3.Оборудование и инструмент

1.Большой и малый лабораторный копер.

2.Штангенциркуль и метровая линейка.

3.Свинцовый образец с размерами по заданию преподавателя.

4.Методика проведения работы

4.1.Измеряют начальные размеры образца и определяют его размеры после осадки h и d по формулам (6) и (9) из работы № 1.

4.2.Определяют работу деформации Aд по формуле (5) из работы № 1.

4.3.Определяют необходимую энергию копра Тэ по формуле (4) из работы №1, по результатам которой принимают так же значение кпд удара y

при максимальном отношении массы шабота к массе бабы.

4.4.С учетом формул (7) и (8) из работы № 1 подбирают значение массы бабы m1 и высоту ее сброса Н для получения заданной деформации заготовки.

4.5.Если параметров большого копра недостаточно, рассчитывают по - лучение заданной деформации за два и более ударов.

4.6.Выполняют опыт с расчетными параметрами и сравнивают полученную

16

деформацию образца Sд' с заданной Sд . Вычисляют относительное отклонение полученного результата от заданного в процентах

Sд Sд' 100 %

Sд

4.7.Формулируют выводы.

5.Требования по технике безопасности см. работы № I и № 2.

6.Содержание отчета

Цель работы. Заданные размеры образца до и после деформации. Расчетные формулы. Расчетные параметры копра. Фактические размеры образца после деформации и относительное отклонение. Выводы.

7.Контрольные вопросы

1.В зависимости от каких параметров определяют необходимую массу падающих частей паровоздушного штамповочного молота двойного действия?

2.Как определяют то же для молота простого действия?

3.Почему нельзя применить эту методику для достижения цели, поставленной в данной лабораторной работе?

4.Изложите последовательность методики определения необходимой энергии удара в данной работе.

5.Что следует изменить в расчетных параметрах копра, если отклонение

по п. 4.6 окажется неприемлемо большим?

Лабораторная работа № 4

Общее устройство пневматического молота 1. Общие сведения

Пневматические молоты применяются для свободной ковки поковок на плоских и вырезных бойках. Согласно ГОСТ 712-75 пневматические молоты выпускаются с массой падающих частей 50 ÷ 1000 кг, с энергией удара от 0,8

до 28 кДж и с числом ударов в минуту 224 ÷ 95 для мелких и крупных молотов соответственно.

17

2. Цель работы Изучить принцип устройства и работы пневматического молота.

3. Методика проведения работы

В начале занятия преподаватель сообщает студентам краткую информацию о пневматическом молоте, установленном в лаборатории. При этом называются все детали и механизмы молота, видимые снаружи. Учебный мастер демонстрирует перед студентами работу молота в режимах автоматических ударов, единичных ударов, удержания бабы на весу,

прижима поковки, холостого хода компрессора. Преподаватель отвечает на вопросы студентов.

опытно-экспериментального завода) приведена на рис. Далее студенты самостоятельно изучают конструкцию и принцип работы молота по пп. 5 и 6, после чего преподавателем производится индивидуальный опрос каждого студента непосредственно у молота на предмет знания его устройства и работы.

Письменный отчет не составляется.

4. Указания по технике безопасности После демонстрации работы молота, перед началом самостоятельного

изучения его студентами, рубильник электропитания молота должен быть выключен.

5. Конструктивные особенности Конструкция ковочного пневматического молота модели МВ4127 с массой

падающих частей 50 кг (производство Липецкого опытноэкспериментального завода) приведена на рис.

18

172 5

210	210	7	8
	6
			9

5	295
4	200
3	12

11

2

1

10

1575

Рис. Пневматический молот MB 4I27:

1 - станина; 2 - шабот; 3 - шток-баба; 4 - рабочий цилиндр; 5 - поршень шток-бабы; 6 - краны управления; 7 - поршень компрессора; 8 - компрессорный цилиндр; 9 - электродвигатель; 10 - клиноременная передача;

11кривошипный вал; 12 – шатун

Одностоечная открытого типа станина 1 выполнена заодно с рабочим 4 и компрессорным 8 цилиндрами. В основании станины клиновым устройством типа "ласточкин хвост" закреплен шабот 2. Баба 3 служит одновременно штоком рабочего поршня 5, выполнена с поршнем как одно целое и называется "шток-баба". Шток компрессорного поршня 7 шатуном 12

соединен с кривошипным валом 11, который вращается от электродвигателя 9 через клиноременную передачу 10. Для управления работой молота имеется система кранов 6, управляемых, в свою очередь, через систему рычагов от педали или рукоятки.

19

6. Принцип работы Вращательное движение кривошипного вала 11 через шатун 12 преоб-

разуется в возвратно-поступательное движение компрессорного поршня 7. Это приводит к попеременному сжатию и разрежению воздуха в верхней и нижней полостях компрессорного цилиндра, из которого сжатый воз дух -

энергоноситель - поступает в рабочий цилиндр и в режиме автоматических ударов вызывает возвратно-поступательное движение шток-бабы. Таким образом, воздух служит упругой связью между компрессорным и рабочим поршнями.

При движении шток-бабы вниз накопленная ей кинетическая энергия в конце хода при ударе по заготовке переходит в работу пластической деформации последней.

При движении шток-бабы вверх удара в крышку цилиндра не происходит, так как там благодаря особой конструкции образуется воздушная подушка.

Врежиме удержания бабы на весу краны управления повернуты так, что сжатый воздух из цилиндра компрессора поступает только в нижнюю полость рабочего цилиндра (под поршень).

Врежиме прижима поковки - наоборот - только в верхнюю полость. При включении электродвигателя и при паузах в работе осуществляется

холостой ход компрессора. В этом случае обе полости компрессор ного цилиндра через краны управления соединены с атмосферой, и привод работает без нагрузки.

Подробное описание процессов, происходящих в цилиндрах пневматического молота, приводится в работах [1,4,5].

20