3.Динамический анализ основного механизма пресса. Выбор электродвигателя и расчет маховика

Масштаб плана положений К_l= l_АВ/AB=0.08/80=0.001м/мм

Силы технологического сопротивления в положениях (2) и (3) рабочего хода соответственно составят:

в положении (2) 0,7Q₀ = 0.7∙600000 = 420000 H,

в положении (3) Q₀ = 600000 H. В этих положениях силами тяжести и силами инерции пренебрегаем.

В положениях холостого хода силы тяжести звеньев:

G₂= m₂∙g=129∙9.81=1265.49 H, G₃= m₃∙g=1250∙9.81=12262.5 H; максимальная же сила инерции шатуна не превышает величины P_и2=m₂a_s2=129∙(138∙0.02)=356 H, что составляет значительно менее 10% силы тяжести ползуна. Поэтому во всех положениях холостого хода силами инерции шатуна пренебрегаем также.

При выполнении силового расчета выделим из механизма ассурову группу звеньев 2-3 и рассмотрим ее равновесие. После определения реакции в шарнире А определим уравновешивающий момент, приложенный к кривошипу 1. Из равновесия групп определим методом планов реакции во всех кинематических парах механизма.

Рабочий ход.

Положение (2). На диаду 2-3 действует сила прессования 0,7Q₀, реакции R₄₃ со стороны стойки 4 на ползун 3 и R₁₂ со стороны кривошипа 1 на шатун 2. Из условия равновесия группы 2-3 в целом составим векторное уравнение:

0,7Q₀+ R₄₃+ R₁₂=0.

Назначим масштаб плана сил: К_р=420/42=10 кН/мм

Из построенного треугольника сил определим

R₁₂=42,4∙10=424 кН

Из условия равновесия кривошипа R₄₁= R₁₂=424Н

h₂₁=37.39 мм

Уравновешивающий момент

М_ур= R₂₁∙h₂₁∙К_l = 424∙37,39∙0,001=15,85кНм

Положение (3). На диаду 2-3 действует сила прессования Q₀, реакции R₄₃ со стороны стойки 4 на ползун 3 и R₁₂ со стороны кривошипа 1 на шатун 2. Из условия равновесия группы 2-3 в целом составим векторное уравнение:

Q₀+ R₄₃+ R₁₂=0.

Назначим масштаб плана сил: К_р=600/60=10 кН/мм

Из построенного треугольника сил определим

h₂₁=19,33 мм,

R₁₂=60,15∙10=601,5 кН

Из условия равновесия кривошипа R₄₁= R₁₂=601,5 кН

Уравновешивающий момент М_ур= R₂₁∙h₂₁∙К_l = 601,5∙19,33∙0,001=11,627 кНм

Холостой ход.

Положение 2. На ползун 3 действуют силы тяжести G₃, сила инерции ползуна P_и3 = m₃a_В =1250∙(74,08∙0.02654) = 2457,604H, на шатун 2 действуют силы тяжести G₂, сила инерции шатуна P_и2 = m₂a_S2 = 129∙(87,55∙0.02654) = 299,7414H, реакции R₄₃ со стороны стойки 4 на ползун 3 и R₁₂ со стороны кривошипа 1 на шатун 2. Из условия равновесия группы 2-3 в целом составим уравнение ∑М_А:

P_и2h₂+G₃h₃+P_и3h₃+G₂h_G2 -R₄₃h₄₃=0.

Отсюда R₄₃=( P_и2h₂+G₃h₃+P_и3h₃+G₂h_G2)/h₄₃

R₄₃=(299,7414∙37,13+12262,5∙56,57+2457,604∙56,57+1265,49∙19,8)/191,3=8145,71 H

Составим векторное уравнение: G₃+ P_и3+ G₂+ R₄₃+R₁₂+ P_и2=0.

Назначим масштаб плана сил: К_р=8145,71/40,79=200 Н/мм

Масштаб плана положений К_l= l_АВ/AB=0.08/80=0.001м/мм

Из построенного треугольника сил определим R₁₂=90,47мм

Из условия равновесия кривошипа R₄₁= R₁₂=90,47мм

Уравновешивающий момент М_ур= R₂₁∙ К_р ∙ h₂₁∙К_l = 90,47∙200∙37,86∙0,002=1370,1Нм

Положение 3. На ползун 3 действуют силы тяжести G₃, сила инерции ползуна P_и3 = m₃a_В = 1250∙(45,17∙0.02654) = 1498,51H, на шатун 2 действуют силы тяжести G₂, сила инерции шатуна P_и2= m₂a_S2 = 129∙(69,11∙0.02654) = 236,609H, реакции R₄₃ со стороны стойки 4 на ползун 3 и R₁₂ со стороны кривошипа 1 на шатун 2. Из условия равновесия группы 2-3 в целом составим уравнение ∑М_А:

P_и2h₂+G₃h₃+P_и3h₃+G₂h_G2 -R₄₃h₄₃=0.

Отсюда R₄₃=(G₃h₃-P_и3h₃+G₂h_G2 +P_и2h₂)/h₄₃

R₄₃=(12262,5∙80+1498,51∙80-236,609∙23,37+1265∙49)/28=6229,37 H

Составим векторное уравнение: P_и2+G₃+ P_и3+ G₂+ R₄₃+R₁₂=0.

Назначим масштаб плана сил: К_р=6229,37/31,15=200 Н/мм

Масштаб плана положений К_l= l_АВ/AB=0.08/80=0.001м/мм

Из построенного треугольника сил определим R₁₂=80,65мм

h₂₁=37,13 мм

Уравновешивающий момент М_ур= R₂₁∙ К_р ∙h₂₁∙К_l = 80,65∙200∙37,13∙0,002=1197,8Нм

Положение 4. На ползун 3 действуют силы тяжести G₃, сила инерции ползуна P_и3 = m₃a_В = 900∙(67∙0.02) = 1206H, на шатун 2 действуют силы тяжести G₂, сила инерции шатуна P_и2 (составляет менее 5% от G₃,в дальнейшем пренебрегаем), реакции R₄₃ со стороны стойки 4 на ползун 3 и R₁₂ со стороны кривошипа 1 на шатун 2. Из условия равновесия группы 2-3 в целом составим уравнение ∑М_А:

P_и2h₂+G₃h₃+P_и3h₃+G₂h_G2 -R₄₃h₄₃=0.

Отсюда R₄₃=( P_и2h₂+G₃h₃+P_и3h₃+G₂h_G2)/h₄₃

R₄₃=(297,93∙4,05+12262,5∙56,57+2398,22∙56,57+1265,49∙19,8)/191,83=4460,3H

Составим векторное уравнение: P_и2+G₃+ P_и3+ G₂+ R₄₃+R₁₂=0.

Назначим масштаб плана сил: К_р=4460,3/22,3=200 Н/мм

Масштаб плана положений К_l= l_АВ/AB=0.08/80=0.001м/мм

Из построенного треугольника сил определим R₁₂=81,28мм

Из условия равновесия кривошипа R₄₁= R₁₂=81,28мм

h₂₁=19,8 мм

Уравновешивающий момент М_ур= R₂₁∙ К_р ∙h₂₁∙К_l = 81,28∙200∙19,8∙0,002=643,7Нм

Положение 6 симметрично положению 4, поэтому М_ур=-643,7Нм

Положение 7 симметрично положению 3, поэтому М_ур=-1197,8Нм

Положение 8 симметрично положению 2, поэтому М_ур=-1370,1Нм

По полученным значениям М_ур строим кривую моментов сил сопротивления.