Устройство для виброизоляции молота

(51) 5 итехничес ловеров ельство С13/06, 198 нститут(57) Сущностьвключает пневмный между фун ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(46) 15.03.93, Бюл. М (71) Ульяновский пол (72) Р.К,Лукс и В,Н.Т (56) Авторское свиде М 141088, кл. В 21 Л О ДЛЯ ВИБРОИЗОЛЯЦИ изобретения; устройство оамортизатор, установлен аментом и молотом, и пру жинные ограничивающие механизмы 6, Пневмоэмортизатор выполнен в виде основного герметичного резервуара 1 с резинокордовой оболочкой 2 на конце и дополнительных резервуаров 3, Каждый дополнительный резервуар имеет механизм 8 изменения объема пневмоамортизатора в виде поршня 14 и толкателя 15. Механизмы 6 установлены симметрично относительно основного резервуара. Каждый механизм 6 выполнен.в виде штока 11 с упором на конце. скобы 12 и пружины 13, расположенной на штоке между упором и скобой. 3 ил.Изобретение относится к области машиностроения, а именно к конструкции кузнечно-штамп.овочного оборудования и может найти применение при проектировании новых и реконструкции существующих заготовительных цехдв машиностроительных предприятий, оснащенных оборудованием ударного действия,Целью изобретения является создание устройства, пригодного для виброизоляции как ковочного так и штамповочного молота, уменьшающего по сравнению с прототипом и пружинно-рессорными устройствами ударные нагрузки на фундамент,На фиг. 1 изображена принципиальная схема. установки; на фиг. 2 - как изменяется во времени сила воздействия на фундамент в автоматическом режиме работы; на фиг. 3 - изменение силы воздействия и амплитуды с изменением объема П,Устройство содержит герметичный пневмоамортизатор 1, включающий в себя цилиндрическую рабочую камеру с резинокордовой оболочкой 2 и соединенные с ней дополнительные резервуары 3, амортизируемые массы 4, направляющие колонны 5, пружинные ограничивающие механизмы 6, включающие в себя шток 7, упорную скобу 8 и пружину 9, опорные пружинные амортизаторы 10, механизмы изменения объема П 11, включа 1 ощие в себя поршень 12 и толка- тель поршня 13, вентиль 14, фундамент 15,Устройство работает следующим образом. В нерабочем состоянии шабот опирается на пружины 10. Перед началом работы в П через вентиль 14 создается давлениеР 1РО = МЯIЯ + Рат,где М - амортизируемые массы; Рат - атмосферное давление; 9 - ускорение свободного падения. По мере увеличения давления до Р 1.амортизируемые массы поднимаются вверх, сжимая пружины механизма 6. При давлении Р 1 пружины 9 должны сжиматься на величину х 0 " 0,1 п 0. С изменением давления в устройстве происходит перераспределение. нагрузки. Если в нерабочем состоянии молот воздействовал на фундамент через пружины 10, то в исходном перед работой состоянии воздействие осуществляется через рабочее тело на основание рабочей камеры П и пружинные механизмы 6. После удара амортизируемые массы придут в движение, сжимая рабочее тело.По мере движения амортизируемых масс вниз возрастает сила воздействия на фундамент, Приращение этой силый- М 1+ Ь 2,где Ь 1 - приращение, вызванное уменьшением воздействия механизмов 6; Ь 12 - приращение, обусловленное повышениемдавления газа. Опустившись на величину и(амплитуда колебательного движения),амортизируемые массы за счет энергии сжатого газа, пойдут вверх и перед воздействием на пружины механизма 6 произойдетследующий удар, при котором Ьт 1 = 0 и,"0 следовательно, Ь 1 = Ь 1 г, Из-за взаимнойкомпенсации части энергии при встречныхударах Ь 12 при последующих тактах оказывается меньше силы воздействия первоготакта,Использование предлагаемого изобретения, по сравнению с прототипом и пружинно рессорными устройствами обеспечиваетзначительное понижение амплитудногозначения динамической составляющей си 20 лы воздействия на фундамент в режиме автоматической работы.Возможны и иные формы выполненияосновных узлов устройства. Например, вместо резинокордовой оболочки можно ис 25 пользовать поршень, перемещающийся порабочей камере, толкатель которого соединен с амортизируемыми массами. Пружин, ные ограничивающие механизмы можноразместить на направляющих колонных, например, в верхней их части. В этом случаероль вертикальных штоков будут выполнятьнаправляющие колонны, заканчивающиесяупорами, заменяющими скобу.Пример расчета устройства для виброиэоляции ковочного молота (прототипа).1, Исходные данные: молот ковочный,например, модели М 1345; масса шаботаМш = 47 10 кг; энергия падающих частейзЕ = 80 кДж; отношение массы шабота к40 массе падающих частей п = 1514, с. 256,2. Выбор и расчет необходимых параметров.Из-за изменения положения станиныотносительно шабота в установке действу 45 ют возвращающая сила Г 1 =И 1 х 1, приводящих к первому колебательному движению,Второе колебательное движение, котороевозникает в анализируемой системе, связано с процессом сжатия и разрежения рабо 50 чего тела. Нетрудно видеть, что для даннойсистемы энергия первого И/1 и второго ЧЧ 2колебательных движений равны между со- .бой и определяются выражением ф/1=.Ю 2 = 0,5 Е 1,где Е 1 - энергия, которую получит шабат приударе.Е 1= пЕ(1+ е)/(и+ 1)2,1801705 где е = 0,25 - коэффициент восстановления скорости,Т.к; Р 1 = 2 Яхр 9, где р - плотность газа; Я - суммарное поперечное сечение резинокордовых оболочек, опирающихся в шабот, 5 то Ь 1=2 Ярд,РМ 5 10,0 029 кг10". р = ==1., - =5,8-з Я: мш 471098 1151 2 ат 4 105 1 15 1(1 = 2 1,151 5,8 9,8 = 130,9 - ,Н Приняв длину пневмовода, например, ной 1 м, имеемЧ 1 = Я = 1,1515 м, масса газа вг р = 1,15 5,8 = 6,68 кг.Период колебания Т 1 = 2 Ып/к, где . =2 Мш+ аг оМш 20=168,3 с,11 = чЕ 1=30 плитуда колебаний Ь 1 = 1,15 = 8,06 0 Н/м. сса. В данной системе Лб =(Р 1- Р 07 10 1=107 к ш/2, Т 2= 6,28ф 2 = 1l нение объем 9 м,Ч 2=Н 1=1,3 с; пусть хо = 0,005 ко = (Р 1 Ро)Я/хасс = 107 10 пг= Изм 1 = 0,095 м. ЬЧ= Ь 2 Я =00 5 1,151= =1,042 м,ЬЧ = 1,151- 0.109 ния восичины перемжением Для оценки в пользуемся вы Р 2 = Р 1(Ч 1/Чг) = 5(1,151у,25, Е 1= де Е 1 = пЕ(1+ 7,3210 Дж,Для второго колкг=уР 1 Я /Ч 1, гдеу- постоянная адиабкг =1,4 10 1,15Тг = 2 лф/Мггде,й- приведенная м ебательного движенияаты для воздуха,35 Приращение силы воздействия пружинно-рессорной установки при той же величине смещенияЬ 1 =2 Е 1 й 2=2 7,32 10 /0,095=154 кН,Расчет производился беэ учета сил сопротивления, создаваемых пневмогидроамортизаторами. Иэ полученных результатов видно, что эффективность действия прототипа, при рассматриваемых условиях, примерно такая же как у пружинно-рессорных систем, Но в таком режиме прототип рабо- татЬ НЕ МОжЕт Иэ-Эа ТОГО, Чтс П 1 И ПгПо Уменьшить величину п 1 и пг можно включением пневмогидроамортизаторов с большим коэффициентом жесткости, Но это приведет к понижению эффективности работы устройства,Таким образом, рассматриваемое устройство может работать только с включенными пневмогидроамортизаторами, по эффективности действия оно не превосходит пружинно-рессорные устройства. Пример расчета устройства для виброизоляции ковочного молота модели М 13451, Исходные данные см. в примере расчета прототипа.2, Выбор и расчет необходимых параметров,Время между двумя ударами 1 о = 60/ Р= =60/50 = 1,2 с. Пусть время, за которое шабат молота после удара возвратится в исхо ное состояние будете=1,22 с, Т,к. т= 4, то М = дгМшйг = 3,144710 /1,22 =3,12 10 Н/м, Приняв Я = 1 м и Ч 1=3 м, находим, что Р 1= Ит/ уЯ = 3,12 10 3/1 4 х х 1 = 6,68 ат, Р= Мш д/Я + Рат = 4710 х х 9,8/1+1 10 =5,61 ат м, Т.к. кохо = (Р 1 - Ро)Я, то 0,005 = 0,214 10 Н/м,(оо /2=0,214 1025 10 /2=0,267 КДж женный между фундаментом и амортизирующими массами молота и выполненный в виде герметичного резервуара для сжатого воздуха с резинокордной оболочкой на 5 конце цилиндрической вертикальной стойки, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и уменьшения ударных нагрузок на фундамент, оно снабжено дополнительны ми резервуарами, соединенными с основным, механизмами изменения объема пневмоамортиэатора, каждый иэ которых состоит их поршня и толкателя, размещенных в дополнительных резервуарах, и пру жинными ограничивающими механизмами,симметрично установленными относительно основного резервуара, расположенного по оси молота, и выполненными каждый в виде вертикального штока, один конец кото рого жестко связан с амортизируемымимассами молота, а другой имеет упор, упор.ной скобы, жестко закрепленной на фундаменте, и пружинь 1, расположенной на штоке между его упором и упорной скобой.25 Выражение (1 превращается в равенство при им. В этом случае ЬЧ= Япх х 0,058 = 0,058 мз. Ч 2 = Ч 1- Ь Ч = 2,943 мэ, Р 2 Р 1 41/ЧЙ = 6,68(3/2,943)= 6,865 ат. АР = Р 2- Р 1=0,185 ат, Ма=0,185105 1= = 18,5 кН, Ь= Ь 11 + Ь 2 = 107 + 18,5 = =125,5 кН.При пружинно-рессорной виброизоляции М=2 Е 1/И=2 7,32 10 /0,058=252,4 кН Если удары будет проходить до воздействия на пружины, то при последующих уда- рах Ь 1 = 0 и ЬЬ 2 = 18 5 к Н формула изобретения Устройство для виброизоляции молота, содержащее пневмоамортиэатор, располо-сч"с 3 40 Составитель Р,Луксайаг. 3едактор В.Трубченко . Техред М.Моргентал Корректор С,Патруш оизводственно-издательский комбинат"Патент", г. Ужгоро эгэринэ, 101 Заказ 816 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям приГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5