1.4. Наклон пресса на фундаменте, силы в анкерных болтах

Расчетная схема для данного исследования представлена на рис. 1.6. Обозначения на рисунке: точка С – центр масс пресса; m_n – масса пресса; g – ускорение свободного падения.

При расчете полагаем, что гайки анкерных болтов завернуты до соприкосновения с опорной поверхностью станины без натяга болта.

Рис. 1.6. Расчетная схема открытого кривошипного пресса

Очевидно, что пресс после скола заготовки будет попеременно поворачиваться относительно опорных точек О' и О'', причем эти колебания быстро затухают. Поэтому максимум амплитуды колебаний будет достигнут при первом наклоне относительно точки О'.

Уравнение движения пресса относительно точки О' имеет вид

(1.23)

(при t = 0; ψ = 0; = 0),

где: I_0' – момент инерции пресса относительно точки О';

ψ , и – угол наклона пресса относительно точки О' и угловые скорость и ускорение;

n – число анкерных болтов, препятствующих повороту относительно точки О';

– жесткость одного анкерного болта;

l – расстояние между опорами пресса (точками О и О');

m_n – масса пресса;

– наименьшее расстояние от вертикали, проходящей через центр масс пресса, до точки О';

l₁ – плечо силы , которое вычисляется по формуле, исходя из схемы установки

,

где: и – координаты точки А в системе координат – (рис. 1.6).

Поскольку нас, прежде всего, интересует наибольший угол наклона ψ_mах, определяющий наибольшую растягивающую силу, возникающую в анкерных болтах (обозначим ее через ), то, как и в предыдущих случаях, уравнение (1.23) будем решать, определяя силу с учетом (1.12).

В результате имеем следующее выражение:

, (1.24)

где .

Наибольший угол наклона находится как максимум выражения (1.24).

Если через обозначить наименьшее время, когда будет выполнено равенство

, (1.25)

то, тогда

(1.26)

Зная ψ_max, теперь уже по формуле

(1.27)

определяем наибольшую величину растягивающей силы, действующей в одном анкерном болте.

1.5. Колебания пресса на виброопорах

Колебания открытых кривошипных прессов, установленных на виброопорах (виброизолирующих опорах), после скола заготовки можно описать на основе расчетной схемы, приведенной на рис. 1.7.

Рис. 1.7. Расчетная схема открытого кривошипного

пресса, установленного на виброопорах

Используя уравнения Лагранжа второго рода, можно легко составить

следующую систему уравнений движения для рассматриваемого случая:

,

, (1.28)

(при , , , , Ý_C=0, , =0),

где: , и – вертикальное перемещение (по оси Z), скорость и ускорение в вертикальном перемещении центра масс пресса (точка С);

Y_С, и – горизонтальное перемещение (по оси У), скорость и ускорение в горизонтальном перемещении центра масс пресса;

β, и – угол поворота, угловые скорость и ускорение при повороте пресса вокруг центра масс;

– момент инерции пресса во вращательном движении вокруг центра масс;

и – жесткость виброопор в точках Д и В в вертикальном направлении;

– жесткость виброопор в горизонтальном направлении;

, , ₂ , , , – геометрические параметры (рис. 1.7);

и – проекции возмущающих сил на оси Z и Y.

При начальных условиях:

решение полученных уравнений может быть выполнено численным методом.

При этом если целью работы будет являться анализ колебаний пресса на виброопорах, то тогда решение системы (1.28) следует провести исходя из условия, что сила для определения проекций и записывается в форме (1.11), а если необходимо получить наибольшие значения вертикального, горизонтального и углового смещения пресса, то тогда, как и в предыдущих случаях, силу можно определять по формуле (1.12).

Для практических целей обычно необходимо знать перемещение не центра масс пресса, а мест крепления опор (точки Д и В).

Зная , и , вертикальные ( и ) и горизонтальные (У_Г) смещения точек В и Д можно найти по формулам:

Z_B = Z_С – b β;

Z_Д = Z_С + а β;

Y_Г = Y_С + h₂ β.

Кроме того, при установке открытых прессов на виброопоры, необходимо исключить их перемещения по полу цеха.

По известным Z_B, Z_Д и У_Г легко получить критерий, определяющий устойчивое положение пресса. Очевидно, если

,

где: – коэффициент трения между виброопорой и полом.

При выполнении этого условия пресс, после скола заготовки, не будет смещаться.

В противном случае, возможно перемещение пресса по полу и при этом станет необходимым осуществлять мероприятия по предотвращению такого явления.

Уточнение методики определения параметров колебания кривошипных прессов, выполняющих разделительные технологические операции, при установке их на виброизолирующие опоры актуально, поскольку такая установка находит все большее распространение в силу ее эффективности, экономичности и возможности довольно быстрой организации новых участков, а также переориентации технологических потоков.

Полученные формулы позволяют уточнить силы, действующие на основание, что особенно важно при установке прессов на межэтажные перекрытия.

Также следует учесть, что предложенная методика расчета приемлема и для любых кривошипных прессов, а не только для прессов с С-образной станиной.