Скорости опускания цепи кантователя и противовеса

В зависимости от способа передвижения ковочными кранами заготовок различают: ковку заготовок с применением патрона, ковку заготовок без патрона и ковку заготовок на оправке. Для манипулирования заготовкой в процессе ковки с помощью патрона производится подкатка ее цапфы.

Закрепление заготовки в патроне осуществляется его навинчиванием на предварительно закатанную цапфу. В процессе ковки патрон поддерживается цепью кантователя и противовесом, подвешенным на вспомогательном подъеме.

С применением патрона производится главным образом вытяжка коротких заготовок. Особенностью поддержания заготовок с помощью патрона является то, что консольное расположение заготовки относительно точек подвеса патрона создает на цепь кантователя дополнительную нагрузку. При каждом нажатии верхнего бойка заготовка смещается вниз на половину хода верхнего бойка. Вместе с заготовкой смещается вниз и цепь кантователя. При неподвижном противовесе цепь кантователя смещается на меньшую величину, чем заготовка. Отставание в смещении обусловлено тем, что из-за наличия зазоров в месте соединения заготовки с патроном, а при отсутствии зазоров - за счет пластического изгиба цапфы, происходит перекос их осей.

Перемещение цепи может быть представлено в виде

f = 0.5h - S,

или f ≈ 0.5h(1 - l₁/l₂);

где h - перемещение верхнего бойка пресса;

S - перемещение цепи кантователя за счет поворота патрона относительно цапфы заготовки;

l₁ - расстояние от оси вращения патрона относительно цапфы заготовки до цепи кантователя;

l₂ - расстояние от оси вращения патрона относительно цапфы заготовки до противовеса.

На основании экспериментальных данных имеем

h = V_бt при V_б ≈ const,

где V_б - скорость движения верхнего бойка пресса во время рабочего хода;

t - время перемещения на величину h.

Подставляя полученные соотношения, получаем выражение для скорости смещения цепи кантователя

V = 0.5V_б(1-l₁/l₂).

В процессе ковки с применением патрона опытные машинисты производят опускание противовеса во время деформации заготовки, исключая тем самым изгибы цапфы и заготовки. В этом случае цепь кантователя получает дополнительную скорость от опускания противовеса.

Дополнительная скорость смещения цепи кантователя может быть определена из рассмотрения уравнения движения механизма вспомогательного подъема на спуск в предположении отсутствия колебаний груза и приведенной к середине пролета массы вспомогательного моста и массы тележки.

Уравнение движения приведенной к поступательному движению массы вспомогательного подъема запишется в виде:

,

где m_в - приведенная к поступательному движению масса вращающихся частей механизма вспомогательного подъема;

- перемещение приведенной массы вращающихся частей механизма вспомогательного подъема;

Р_Вд - приведенное к канатам усилие электродвигателя вспомогательного подъема;

Q_П - масса противовеса.

Усилие электродвигателя принимается переменным в функции скорости вращения ротора

,

где Р_Вmax - максимальное приведенное пусковое усилие электродвигателя механизма вспомогательного подъема;

V_Ов - приведенная к поступательному движению скорость вращения ротора электродвигателя вспомогательного подъема при идеальном холостом ходе.

Тогда .

Решение этого уравнения имеет вид ,

где λ_в - показатель экспоненты, ;

t - время.

Выражение для скорости перемещения приведенной массы механизма вспомогательного подъема

.

Скорость смещения цепи кантователя при ковке с применением патрона при учете опускания противовеса

.

Учитывая, что механизм вспомогательного подъема разгоняется на спуск до сверхсинхронной скорости за десятые доли секунды, а продолжительность хода составляет 1 - 1.5 с, то для практических расчетов с некоторым завышением можно принять скорость опускания противовеса постоянной, равной

.

Вытяжка тяжелых и длинных заготовок производится двумя ковочными кранами. Во время ковки заготовка поддерживается непосредственно цепями кантователей. Ковка заготовки без патрона с помощью двух ковочных кранов показана на рис.9.1. Как и в предыдущем случае при каждом нажатии заготовка смещается на половину хода верхнего бойка. На эту же величину смещается и цепь кантователя. Скорость перемещения цепи кантователя при ковке без патрона

V = 0.5 V_б ,

где V_б - скорость движения бойка пресса.

Рисунок 10.5 - Схема ковки без патрона

Раскатка бандажей и колец производится на оправках. В процессе ковки оправка поддерживается патроном или непосредственно цепью кантователя. Особенностью ковки на оправке является то, что смещение цепи кантователя происходит не в результате деформации заготовки, а за счет уменьшения зазора δ между оправкой и подставкой. Деформация заготовки начинается после того, как зазор становится равным нулю. Зазор между подставкой и оправкой создается для того, чтобы не проскальзывала цепь кантователя при вращении оправки с заготовкой. Скорость перемещения цепи кантователя во время рабочего хода верхнего бойка V ≈ 3V_б .