РАСЧЕТ  И  СРАВНЕНИЕ  КИНЕМАТИЧЕСКИХ,  ЭНЕРГОСИЛОВЫХ  ПАРАМЕТРОВ  РАБОТЫ  ВЕРТИКАЛЬНОЙ  ГИБОЧНОЙ  ТРАВЕРСЫ  ПРЕССА  ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ  ФОРМОВКИ  ТЭСА  1020  И  ЕЕ  ГИДРОЦИЛИНДРОВ

Рыжова  Эльвира  Андреевна

студент  6  курса,  кафедра  Технологии  и  оборудования  обработки  металлов  давлением,  Выксунский  филиал  НИТУ  «МИСиС»,  РФ,  г.  Выкса

Фортунатов  Александр  Николаевич

научный  руководитель,  доцент  кафедры  Технологии  и  оборудования  обработки  металлов  давлением,  Выксунский  филиал  НИТУ  «МИСиС»,  РФ,  г.  Выкса

В  работе  рассмотрена  технология  производства  сварных  труб  большого  диаметра  ответственного  назначения  в  условиях  трубоэлектросварочного  агрегата  1020  (ТЭСА  1020).  Были  рассмотрены  конструкция  и  принцип  работы  пресса  предварительной  формовки  трубной  заготовки.

Целью  данной  работы  был  расчёт  кинематических  и  энергосиловых  параметров  работы  гибочной  траверсы  пресса  и  блока  гидроцилиндров  при  рабочем,  холостом  и  возвратном  ходе. 

Пресс  предварительной  формовки  в  условиях  трубоэлектросварочного  агрегата  1020  (ТЭСА  1020)  формует  центральную  часть  трубных  заготовок.  Верхний  гибочный  инструмент  пресса  (пуансон)  крепится  на  подвижной  гибочной  траверсе.  Привод  траверсы  представляет  собой  четыре  блока  гидроцилиндров.  Каждый  блок  состоит  из  5  гидроцилиндров  3  для  рабочего  хода  и  2  для  возвратного  [1].

В  работе  были  составлены  кинематические  схемы  оборудования  траверсы  и  рассчитаны  параметры  их  работы  и  гидроцилиндров  при  рабочем,  холостом  и  возвратном  ходе.

На  рисунке  1  представлена  схема  блока  гидроцилиндров  при  рабочем  ходе.

Рисунок  1.  Схема  блока  гидроцилиндров

Так  же  схема  траверсы  пресса  и  силы,  действующие  на  нее  при  рабочем,  холостом  и  возвратном  ходе. 

На  рисунке  2  представлена  траверса  пресса  и  силы,  действующие  на  нее  при  рабочем  ходе. 

Рисунок  2.  Схема  траверсы  пресса  при  рабочем  ходе:  F  —  усилие  на  траверсу  от  одного  блока  гидроцилиндров,  Н;  mg  —  вес  подвижных  частей  узла  гибочной  траверсы  пресса,  Н

В  работе  произвели  расчет  и  сравнение  силы  трения  и  блоке  гидроцилиндров,  силы  изгиба  участка  трубной  заготовки,  силу  инерции,  скорость  и  ускорение  для  холостого  хода,  рабочего  и  возвратного  хода  траверсы.

Скорость  при  рабочем  ходе  равна  v_р.х  =  0,05  м/с,  при  холостом  ходе  равна  v_х.х  =  0,1,  при  возвратном  ходе  v_в.х  =  0,08  м/с.

Ускорение  максимальное  при  рабочем  ходе  а_р.х  =0,016  м/с²,  максимальное  ускорение  при  холостом  ходе  а_х.х  =0,05  м/с²  и  максимальное  ускорение  при  возвратном  ходе  а_в._х  =  0,02  м/с². 

Сумма  сил  трения  для  рабочего,  холостого  и  возвратного  хода  равна  ΣF_тр  =26472,5  Н,  сила  инерции  для  рабочего  хода  максимальное  значение  при  расчете  R_р.х  =  432,208  Н/м,  R_х.х  =1350,64  Н/м  —  сила  инерции  при  холостом  ходе,  R_в.х  =540,25  Н/м.  Сила  изгиба  заготовки  для  рабочего  хода  равна  F_гиба  =  60,97  МН/м. 

Из  уравнений  равновесия  сил  рассчитали  —  максимальное  давление  жидкости  гидросистемы:  при  рабочем  ходе  равно  р_р.х  =  145,67  МН/м²,  при  р_х.х  =12,36  МН/м²  -  холостой  ход,  возвратный  ход  р_в.х  =2,326  МН/м²

Производился  расчет  давление  и  расход  жидкости  в  гидроцилиндрах  вертикальной  траверсы  пресса  предварительной  формовки  ТЭСА  1020  при  рабочем,  холостом  и  возвратном  ходе.

По  результатам  расчета  построили  диаграмму  изменения  давления  в  гидроцилиндрах  вертикальной  траверсы  пресса  при  рабочем,  возвратным  и  холостым  ходом  [2,  3].

Рисунок  3.  Диаграмма  сравнения  давления  при  рабочем,  холостом  и  возвратном  ходе  гибочной  траверсы  пресса

Построена  диаграмма  сравнения  расхода  жидкости  в  гидроцилиндрах  вертикальной  траверсы  пресса  для  гидроцилиндров  диаметра  180  мм  и  220  мм,  рабочий,  холостой  и  возвратный  ход.

Рисунок  4.  Диаграмма  сравнения  расхода  жидкости  в  гидроцилиндрах

Итоговые  результаты  расчёта  приведены  в  таблице  №  1.

Таблица  1. 

Итоговые  результаты  расчета

По  итогам  расчёта  максимальное  давление  в  гидроцилиндрах  получено  при  рабочем  ходе  и  равно  145,67  МПа,  максимальный  расход  жидкости  0,015  м³/с.

Полученные  данные  могут  быть  применены  для  расчетов  на  прочность  деталей  оборудования  пресса  и  режимов  его  работы.  По  рассчитанному  расходу  жидкости  и  давлению  по  известным  методикам  можно  провести  выбор  насосов  гидросистемы  привода  пресса  и  параметров  её  работы.

Список  литературы:

1.Самусев  С.В.,  Фортунатов  А.Н.,  Овчарова  Н.В.  Теория,  технология  и  оборудование  для  производства  прямошовных  труб  большого  диаметра  в  линии  ТЭСА:  учебное  пособие  для  практических  занятий  Выкса:  Выксунский  филиал  НИТУ  «МИСиС»,  2010.  —  128  с.

2.Самусев  С.В.,  Фортунатов  А.Н.,  Фролова  Н.А.,  Пашков  Н.Г.  Методы  расчета  калибровок  инструмента  и  энергосиловых  параметров  процесса  производства  сварных  труб  в  линии  процессов  и  ТЭСА:  сборник  задач  Выкса:  ВФ  МИСиС,  2006.  —  155  с. 

3.Холин  К.М.  Основы  гидравлики  и  объёмные  гидроприводы  М:  «Машиностроение»,  1989.  —  264  с.