НАУКА и ОБРАЗОВАНИЕ

Файл статьи: SE-BMSTU...o014.Pdf (1141.61Кб)

УДК 621.73.06; 621.97.06; 51-74

Россия,  МГТУ им. Н.Э. Баумана

При эксплуатации шаботных молотов возникают жесткие соударения штамповой оснастки и, как следствие, практически мгновенные, ударные остановки движения падающих частей молота. Такие режимы сопровождаются ускоренными поломками штоков молотов за счет возникновения в них значительных волновых напряжений. Широко распространены в инженерной практике вариационные, разностные, интегральные методы расчета волновых напряжений. Однако их применение требует от исследователя определенных навыков и наличия специальных программ. Рассматривается метод оценки изменения волновых напряжений в штоках молотов, основанный на преобразованиях Лапласа волнового уравнения. Представлен порядок составления и решения операторным методом дифференциальных уравнений, описывающих волновые процессы распространений деформаций и напряжений в штоке молотов при жестком ударе и с учетом демпфирования соединения штока с бабой. Определено влияние масс поршня и штока, а также механических и геометрических характеристик штока на уровень напряжений в заделке штока в бабе молота. Анализ полученных результатов показывает, что достаточно эффективным методом практического повышения долговечности штоков является способ амортизации ударной нагрузки на шток путем введения в месте его соединения с бабой демпфирующих устройств в виде эластичной "прокладки" той или иной конструкции или гидравлических амортизаторов. Влияние демпфера приводит к изменению фронта волны, он становится пологим. Показано, что напряжения в заделке штока пропорциональны сумме волновых напряжений от удара собственно штока и поршня, входящих в общую массу системы. Влияние поршня на напряжения в штоке при ударе проявляется в прямой пропорции отношения его массы к массе штока. Также на величину напряжений влияют геометрические параметры штока и скорость падающих частей перед ударом. Представленный в работе метод расчета напряжений может быть с успехом применен для выбора оптимальных масс и геометрических параметров штока и поршня при жестком ударе без демпфирования и с учетом рассеивания энергии до момента жесткой остановки падающих частей молота.

1. Бочаров Ю.А. Кузнечно-штамповочное оборудование: учеб. для студ. высш. учеб. заведений. М.: ИЦ «Академия», 2008. 480 с.
2. Пойменов И.А. Анализ изломов разрушенных штоков штамповочных молотов //   Кузнечно-штамповочное производство. 1969. №   11. С. 21-26.
3. Коган М.С., Утробин В.И., Власов О.Г. и др. Исследование напряжений в штоке штамповочного молота м.п.ч. 16 //   Кузнечно-штамповочное производство. 1975. №   11. С. 30-35.
4. Бочаров Ю.А., Власов О.Г., Коган М.С. и др. Проблемы совершенствования штамповочных молотов //   Кузнечно-штамповочное производство. 1975. № 2. С. 30-32.
5. Бурмистров С.Б. Разработка методики проектирования механической системы штамповочного молота по техническим параметрам штамповки: дис. … канд. техн. наук. М., 1990. 179 с.
6. Hong Yan, Zhi Min Huang. Numerical Simulation of Hammer Forging Process for Inconel 718 // Advanced Materials Research. 2011. Vol . 383-390. P . 697-712. DOI : 10.4028/www.scientific.net/AMR.383-390.697
7. Санкин Ю.Н., Юганова Н.А. Динамическая модель заготовки при проектировании ковочных молотов // Прикладная математика и механика: сб. науч. тр. Ульяновск : УлГТУ, 2011. С. 458-464.
8. Пантелеев А.В. Теория функций комплексной переменной и операционное исчисление в примерах. М.: Высшая школа, 2001. 376 с.
9. Машиностроение. Энциклопедия. В 40   т. Т.  IV -4. Кузнечно-штамповочное оборудование. Литейное производство / под ред. Ю.А.   Бочарова. М .: Машиностроение , 2005. 926 с .