Анализ нагрузки и расчет мощности для гибки 4 валков

Анализ нагрузки и расчет мощности привода четырехвалковой гибочной машины

Листопрокатный станок - это универсальное оборудование для прокатки листового металла в цилиндрические, дуговые и другие общие формы.

Она широко используется в таких отраслях, как котлостроение, судостроение, нефтедобыча, химическая промышленность, производство металлоконструкций и машиностроение.

Четырехвалковая листогибочная машина известна своим удобным выравниванием по центру, малым количеством излишков прямой кромки, высокой точностью коррекции округлости и эффективностью, так как она может завершить предварительную гибку и формовку заготовки за один процесс прокатки без необходимости переключения конца листа.

Он приобретает все большее значение в листовом обработка металлов давлением.

Условия возникновения силы изгиба валков при работе четырехвалковой машины гибка листового металла Сложные машины, испытывающие значительные нагрузки, требуют прочных и жестких подшипниковых узлов.

Таким образом, точная и надежная конструкция валки из пластин очень важна.

Для начала необходимо определить силовые параметры валковая гибочная машина необходимо определить, например, давление на ролик, изгибающий момент и мощность двигателя.

Анализ нагрузки прокатная машина может служить в качестве справочных данных для проектирования пластинчатых валков.

Расчет основной приводимой мощности пластины гибка валков Машина имеет решающее значение при выборе главного двигателя.

Мощность двигателя должна быть выбрана тщательно, так как слишком маленький двигатель будет долго перегружаться и повреждаться из-за нагрева изоляции, а слишком большой двигатель не будет полностью использовать свою выходную мощность и будет расходовать электроэнергию впустую.

Поэтому проведение анализа нагрузки и улучшение расчета мощности привода четырехроликового листогибочный станок имеет практическое значение при выборе подходящего двигателя.

В этом посте мы не только представим основную структуру и принцип работы четырехроликового листогибочный станокВ статье рассматриваются его силовые возможности, а также приводится формула расчета основной мощности привода четырехвалковой гибочной машины.

Структура и принцип работы четырехвалковой гибочной машины

Вальцовочный станок работает по принципу трехточечной формовки, используя относительное изменение положения и вращательное движение рабочего валка для непрерывного изгиба эластопласта и достижения желаемой формы и точности заготовки.

Структура четырехвалковой листогибочной машины показана на рисунке 1 и состоит из нескольких частей, включая низкую раму, переворачивающее устройство, верхний ролик, нижний ролик, два боковых ролика, высокую раму, соединительную балку, основание, балансировочное устройство, передаточное устройство, электрическую систему и гидравлическую систему.

Рабочий вал четырехвалковой листогибочной машины состоит из четырех валов: верхнего, нижнего и двух боковых.

Верхний вал является основным приводным валом и крепится к высокой и низкой раме через корпус подшипника. Его положение фиксировано и допускает только вращательное движение.

Нижний вал закреплен в подшипниковой опоре, которая может перемещаться по прямой линии, компенсируя толщину гнутая пластина.

Два боковых ролика также установлены в подшипниковых тумбах, которые могут перемещаться вверх и вниз под определенным углом к вертикали для достижения желаемого радиуса кривизны цилиндра.

Структура четырехвалковой листогибочной машины

Рис.1 Структура четырехвалковой листогибочной машины

  • 1. левая рама
  • 2. переворачивать устройство
  • 3. верхний ролик
  • 4. нижний ролик
  • 5. боковой ролик
  • 6. балансировочное устройство
  • 7. соединительная балка
  • 8. правая рама
  • 9. база

В целом, прокатка металлический лист в цилиндрическую заготовку на четырехвалковом гибочном станке состоит из четырех процессов, а именно:

  • Выравнивание по центру
  • Предварительная гибка
  • Прокат
  • Округлость коррекция

Во время работы прокатного станка передний конец листа помещается между верхним и нижним роликами и выравнивается с одним из боковых роликов. Затем нижний ролик поднимается, чтобы плотно прижать плиту, а другой боковой ролик поднимается, чтобы приложить усилие и согнуть конец металлической плиты.

Для предварительной гибки другого конца листа его не нужно снимать с прокатного станка. Просто переместите пластину на другой конец машины и повторите процесс.

Непрерывная прокатка осуществляется путем однократной или многократной подачи до достижения желаемого радиуса кривизны цилиндра.

Наконец, выполняется коррекция округлости для достижения требуемой округлости и цилиндричности.

Видно, что использование четырехвалковой листогибочной машины позволяет поместить лист в машину только один раз и получить все необходимые изгибы.

Анализ нагрузки

2.1 Расчет максимального изгибающего момента плиты

Как показано на ФИГ. 2, распределение напряжений в сечении пластины вдоль направления стальная пластина высота во время линейного чисто пластического изгиба показана на ФИГ. 2.

Распределение напряжений в пластине

Рис.2 Распределение напряжений в пластине

Функциональная зависимость истинного напряжения может быть выражена следующим образом:

Формула анализа нагрузки 1 2

В приведенной выше формуле:

  • σ - напряжение в заготовке;
  • σs- предел текучести материала;
  • ε - деформация заготовки;
  • ε - линейный модуль армирования материала, указан в соответствующем руководстве.
  • y- расстояние от нейтральной оси до любой точки;
  • R′ - Радиус кривизны до отскока нейтрального слоя можно рассчитать следующим образом:
Формула анализа нагрузки 3

В приведенной выше формуле:

  • R - Радиус качения;
  • δ - толщина стальной прокат пластина;
  • E- модуль упругости стального листа;
  • K0 - Относительный модуль прочности материала, можно найти в соответствующем руководстве.
  • K1 - Коэффициент формы, прямоугольное сечениеK1=1.5

Изгибающий момент в сечении M равен:

Формула анализа нагрузки 4

Подставив формулы (1) и(2) в(4), получим:

Формула анализа нагрузки 5

В приведенной выше формуле:- Максимальная ширина листового проката.

Начальный деформирующий изгибающий момент M это:

Формула анализа нагрузки 6

2.2 Расчет усилия на рабочем валу

Конструктивные особенности четырех валов позволяют использовать два варианта расположения: симметричное и асимметричное.

Поэтому для четырехвалковой машины необходим отдельный анализ силы.

2.2.1 Ролики расположены симметрично.

Усилие, действующее на стальную пластину, показано на ФИГ. 3.

Влияние силы под роликом, расположенным симметрично

Рис.3 Влияние силы под роликом, расположенным симметрично

Согласно балансу сил, можно определить силу воздействия каждого рабочего валка на стальной лист:

Расчет усилия на рабочем валу

В приведенной выше формуле:

  • FH - Гидравлическое усилие на выходе нижнего ролика;
  • FcБоковой валик сила;
  • Fa - Верхний ролик прокатка листов сила деформации.
  • Fa - Суммарное усилие на верхнем валу;
  • α0 - Угол между линией действия силы бокового валика и линией действия силы верхнего валика.

Значение α0 может быть определена по следующей формуле в соответствии с геометрической зависимостью:

Формула расчета силы рабочего вала 10

В приведенной выше формуле:

  • Da - Диаметр верхнего вала;
  • Dc - Диаметр бокового валика;
  • γ - Угол наклона бокового вала, который представляет собой угол между направлением регулировки бокового вала и вертикальным направлением;
  • A - расстояние от точки пересечения угла наклона валика до центра верхнего валика.

2.2.2 Ролики расположены асимметрично.

На ФИГ. 4 показано усилие, действующее на стальную пластину при асимметричном расположении ролика.

Согласно балансу сил, можно определить силу воздействия каждого рабочего валка на стальной лист:

Формула расчета силы рабочего вала 11-13

В приведенной выше формуле:

  • Fb- Уменьшение усилия на валу;
  • α - угол между линией действия силы верхнего ролика и линией действия силы нижнего ролика;
  • β - угол между линией действия силы верхнего ролика и линией действия силы бокового ролика.

Значение α, β может быть определено по следующей формуле в соответствии с геометрической зависимостью:

Формула расчета силы рабочего вала 14

В приведенной выше формуле:

  • Db - Нижний диаметр вала;
  • B - расстояние между линией действия верхнего валика и центром нижнего валика,
  • B= [1+Db /(2R'+δ]B';
  • B' - длина оставшейся прямой кромки, B'=2δ
Формула расчета силы рабочего вала 15

В формуле: A1 = Asinγ/sin(γ - φ)

Формула расчета силы рабочего вала
Влияние силы под роликом, расположенным несимметрично

Расчет приводимой мощности

3.1 Крутящий момент привода верхнего ролика

Верхний ролик четырехвалковой гибочной машины - это приводной ролик, и общий крутящий момент, действующий на него, складывается из крутящего момента, обусловленного деформацией и трением.

Момент трения включает в себя сопротивление трения, возникающее при качении ролика вала по изгибающей пластине, и момент, возникающий при трении в подшипниках.

Крутящий момент, затрачиваемый на деформацию, можно определить по работе, совершаемой внутренними изгибающее усилие и внешняя сила, действующая на верхний ролик.

Формула расчета приводимой мощности 16-17

В формуле:

  • W- Работа, совершаемая внутренними силами при изгибе;
  • W- Работа верхнего валика под действием внешних сил;
  • L - The Угол изгиба соответствует длине пластины.

Приравнивая формулу (17) к формуле (18), получаем крутящий момент, затрачиваемый на деформацию:

Формула расчета приведенной мощности 18

Крутящий момент для преодоления трения можно определить по формулам (19) и (20).

Момент трения ролика вала при симметричном расположении:

Формула расчета приведенной мощности 19

Момент трения ролика вала при несимметричном расположении:

Формула расчета приведенной мощности 20

В приведенной выше формуле:

  • f - Коэффициент трения качения,  f =0,8 мм
  • μ - коэффициент трения скольжения шейки ролика, μ=0,05-0,1;
  • da, db, dдиаметр горловины верхнего, нижнего и бокового роликов по отдельности.

Общий крутящий момент на верхнем ролике составляет:

Формула расчета приведенной мощности 21

3.2 Мощность привода верхнего ролика

Формула расчета мощности привода такова:

Формула мощности привода верхнего ролика

В формуле:

  • ν - скорость качения;
  • r - радиус ведущего ролика, r=Da /2
  • η - эффективность передачи, η=0.9

В соответствии с реальными условиями применения четырехвалковой листогибочной машины, мощность привода ведущего ролика рассчитывается в процессе предварительной гибки и прокатки, а мощность привода главной приводной системы является большим значением в результате расчета:

мощность привода главной приводной системы

В приведенной выше формуле:

  • P- Мощность привода главной приводной системы;
  • P - Сила привода ведущего ролика при предварительной гибке;
  • P - Мощность привода ведущего ролика при прокатке круга.

Рассчитанное значение Pq  мощности привода может быть использована в качестве основы для выбора мощности главного двигателя.

Заключение

(1) На основе структурных характеристик и принципа работы четырехвалковой листогибочной машины анализируется усилие рабочего валка и выводится формула для расчета рабочего валка при различных вариантах расположения.

(2) Анализируя максимальный деформирующий изгибающий момент и силу опоры рабочего ролика, а также используя принципы преобразования функций, устанавливается взаимосвязь между силой, изгибающим моментом и мощностью привода устройства. Предложен метод расчета мощности привода главной приводной системы.

В соответствии с реальными условиями применения мощность привода для предварительной гибки и прокатки рассчитывается отдельно, а мощность главного двигателя выбирается на основе большего расчетного значения.

Не забывайте, что делиться - значит заботиться! : )
Шейн
Автор

Шейн

Основатель MachineMFG

Как основатель MachineMFG, я посвятил более десяти лет своей карьеры металлообрабатывающей промышленности. Мой обширный опыт позволил мне стать экспертом в области производства листового металла, механической обработки, машиностроения и станков для обработки металлов. Я постоянно думаю, читаю и пишу об этих предметах, постоянно стремясь оставаться на переднем крае своей области. Позвольте моим знаниям и опыту стать преимуществом для вашего бизнеса.

Далее

Освоение CAD/CAM: Основные технологии с пояснениями

Основные концепции автоматизированного проектирования и автоматизированного производства Автоматизированное проектирование и автоматизированное производство (CAD/CAM) - это комплексная и технически сложная дисциплина системного инжиниринга, которая включает в себя такие различные области, как компьютерная [...]...

Виртуальное производство: Концепции и принципы

Концепция виртуального производства Виртуальное производство (ВП) - это фундаментальная реализация реального производственного процесса на компьютере. В нем используются технологии компьютерного моделирования и виртуальной реальности, поддерживаемые высокопроизводительными [...]...

Понимание гибких производственных систем: Руководство

Гибкая производственная система (FMS) обычно использует принципы системной инженерии и групповой технологии. Она объединяет станки с числовым программным управлением (ЧПУ) (обрабатывающие центры), координатно-измерительные машины, системы транспортировки материалов, [...]...

Изучение 4 передовых методов нанофабрикации

Подобно тому, как производственные технологии играют важнейшую роль в различных областях, технология нанофабрикации занимает ключевое место в сфере нанотехнологий. Технология нанофабрикации включает в себя множество методов, в том числе механические [...].

Сверхточная обработка: Виды и технологии

Сверхточная обработка относится к прецизионным производственным процессам, в которых достигаются чрезвычайно высокие уровни точности и качества поверхности. Ее определение относительно и меняется по мере развития технологий. В настоящее время эта технология позволяет достичь [...].

Выбор правильного приспособления для ЧПУ: Типы и советы

В настоящее время механическую обработку можно разделить на две группы в зависимости от серийности производства: Среди этих двух категорий, первая составляет около 70-80% от общей стоимости продукции механической обработки [...]...

Топ-4 метода специальной обработки в современном машиностроении

В этой статье в основном представлены несколько зрелых методов специальной обработки. I. Обработка электрическим разрядом (EDM) EDM - это метод обработки токопроводящих материалов, использующий явление электрической коррозии во время [...]...

Что такое обработка с ЧПУ? Виды, преимущества, недостатки и этапы обработки

Что такое обработка с ЧПУ? Числовое программное управление (ЧПУ) - это метод управления движением и операциями обработки на станках с помощью оцифрованной информации. Станки с числовым программным управлением, часто сокращенно называемые [...]...

Изучение высокоскоростной резки: Обзор технологий и применение

Обработка резанием остается наиболее распространенным методом механической обработки, играющим важную роль в механическом производстве. С развитием производственных технологий технология обработки резанием претерпела значительный прогресс в [...].

Топ-7 новых инженерных материалов: Что нужно знать

Под передовыми материалами понимаются недавно исследованные или находящиеся в стадии разработки материалы, обладающие исключительными характеристиками и особыми функциональными свойствами. Эти материалы имеют огромное значение для развития науки и техники, [...]...

Методы расширения металла: Исчерпывающее руководство

Формирование выпуклости подходит для различных типов заготовок, таких как чашки глубокой вытяжки, разрезанные трубы и прокатные конические сварные изделия. Классификация по средствам формования выпуклости Методы формования выпуклости можно разделить [...].
MachineMFG
Поднимите свой бизнес на новый уровень
Подпишитесь на нашу рассылку
Последние новости, статьи и ресурсы, еженедельно отправляемые в ваш почтовый ящик.

Свяжитесь с нами

Вы получите наш ответ в течение 24 часов.