Шесть насосов агрегатов 0.1…0.6 с помощью трубопроводов соединены с маслобаком. Бак снабжен приборами для контроля и сигнализации уровня, температуры масла, воздушным фильтром.
Маслобак с помощью трубопроводов соединен со станцией фильтрации и подогрева масла 0.9.
Станция фильтрации служит для предварительной фильтрации масла в баке. Масло перекачивается при помощи насоса и фильтруется через двойной переключающийся фильтр. Фильтр снабжен визуальным и электрическим устройством индикации засорения.
Для компенсации потерь рабочей жидкости вследствие утечек в гидроприводе, для сглаживания пульсаций подачи насосов, для обеспечения работы в аварийных ситуациях применен гидроаккумулятор 0.7.
Рабочее давление в гидроцилиндрах 1.0…6.0 настраивается с помощью предохранительных клапанов непрямого действия с пропорциональным управлением 1.01…6.01.
Рабочее давление в гидросистеме регулируется с помощью предохранительного клапана непрямого действия с пропорциональным управлением 0.8.
Гидрораспределители с электрическим пропорциональным управлением 1.1…6.1 изменяют не только направление, но и расход проходящей через него поток рабочей жидкости, т.е. осуществляет регулирование скорости исполнительных механизмов.
Перемещение верхней балки с инструментом обеспечивают 2 поршневых гидроцилиндра 5.0, 6.0.
Необходимое усилие формовки обеспечивают 4 плунжерных гидроцилиндра 1.0…4.0. плунжерные гидроцилиндры создают до 85% общего усилия формовки, а остальное усилие создают поршневые гидроцилиндры.
Насосы засасывают рабочую жидкость из гидробака и подается в напорную линию. На напорных магистралях всех насосов установлены предохранительные клапаны для защиты насосов от перегрузок и включения насосов на холостой ход. Напорные магистрали всех насосов подают масло высокого давления в общий трубопровод. Далее рабочая жидкость поступает к гидрораспределителям 1.1…4.1 и 5.1, 6.1. При переключении гидрораспределителей 1.1…4.1 из нейтрального положения «0» в положение «а», а гидрораспределителей 5.1, 6.1 в положение «b» масло поступает в плунжернык гидроцилиндры 1.0…4.0 и поршневые полости дифференциальных цилиндров 5.0, 6.0. Одновременно происходит слив рабочей жидкости из штоковых полостей дифференциальных цилиндров5.0, 6.0 через гидрораспределители 1.1…4.1 в бак. При этом происходит опускание балки вниз.
При переключении гидрораспределителей 1.1…4.1 в нейтральное положение «0» и гидрораспределителей 5.1,6.1 в положение «а» рабочая жидкость от распределителей 5.1, 6.1 поступает в штоковые полости дифференциальных цилиндров 5.0, 6.0. Одновременно происходит слив рабочей жидкости из плунжерных цилиндров 1.0…4.0 и поршневых полостей дифференциальных цилиндров 5.0, 6.0 в бак. Происходит поднятие балки вверх.
 |
1. Фактическое усилие дифференциального цилиндра равно:
Сила инерции равна:
где М = 14т - масса пуансона и жидкости;
ускорение движения пуансона равно:
Сила трения равна:
Трение в манжетах равно:
где lм = 20 мм, длина манжеты;
fтр = 0,12 – коэффициент трения;
Трение в шевроне равно:
где k=0,22 МПа, нормативный коэффициент контактного давления;
lш = 10 мм, длина шеврона.
Общая сила трения равна:
Фактическое усилие дифференциального цилиндра:
Фактическое давление цилиндра:
Давление насоса получилось равным рн =30,75МПа < 31,5 МПа. Таким образом, габариты дифференциального цилиндра подходят для фактического усилия.
2. Фактическое усилие плунжерного цилиндра равно:
Сила трения равна:
где k=0,22 МПа, нормативный коэффициент контактного давления;
lш = 10 мм, длина шеврона.
Фактическое усилие плунжерного цилиндра:
Фактическое давление насоса:
Давление насоса получилось равным рн =30,6МПа < 31,5 МПа значение приведено из ТИ 22-ТР.ТС-41-2013 ред.0 Трубы электосварные прямошовные диаметром 508-1422 мм
Выбранный насос походит по техническим характеристикам. Таким образом, габариты плунжерного цилиндра подходят для фактического усилия.
Выбор количества насосов для работы верхней балки пресса
Время опускания балки на холостом ходе определяем по значениям хода балки и скорости её перемещения согласно разделу 3:
Время опускания балки при формовке:
Время подъема балки при формовке:
Время, затраченное на возврат балки в исходное положение:
Полость плунжерного цилиндра должна быть заполнена рабочей жидкостью при помощи выбранного насоса за время: 
Объем полости цилиндров, который необходимо заполнить жидкостью при опускании балки, равен:
Расход жидкости, требуемый для работы плунжерного гидроцилиндра:
= 
Расход жидкости, требуемый для работы дифференциального поршневого гидроцилиндра:
= 
Общий расход жидкости для блока гидроцилиндров:
Длина напорной линии 
, длина сливной линии 
.
Определяем диаметр трубопроводов напорной линии
где: 
скорость жидкости напорной линии, 
м/с;
Полученные в результате расчета значения диаметра 
округляют до ближайшего большего значения из стандартного ряда: 
Определяем диаметр трубопроводов сливной линии
где: 
скорость жидкости сливной линии, 
м/с;
.
Полученный в результате расчета значения диаметра округляют до ближайшего большего значения из стандартного ряда: 
Определяем толщину стенки трубопроводов.
─ напорная линия
─
где: 
запас прочности, принимаем 
;
максимальное рабочее давление;
допустимое напряжение, для стальных труб 
;
Принимаем толщину стенки трубопроводов напорной линии 
.
─ сливная линия
Принимаем толщину стенки трубопроводов сливной линии 
.
Расчет потерь давления в гидросистеме
Определяем режим движения жидкости:
─ напорная линия
где 
кинематическая вязкость жидкости, 
;
.
Следовательно, режим движения жидкости турбулентный.
─ сливная линия
.
.
Следовательно, режим движения жидкости турбулентный.
Значение коэффициента потерь на трение по длине 
п ри турбулентном течении для гидравлически гладких труб, определяется:
─ напорная линия
─ сливная линия
Потери давления на трение по длине трубопровода:
─ напорная линия
где 
плотность рабочей жидкости, 
;
─ сливная линия
Потери давления на местных сопротивлениях:
─ напорная линия
где 
коэффициент потерь на местном сопротивлении, 
;
количество крутых поворотов, 
;
─ сливная линия
Принимаем потери давления в гидроаппаратах, по справочным таблицам:
;
;
Определяем суммарные потери давления в гидроприводе поступательного движения, представленного.
─ потери давления в напорной линии
─ потери давления в сливной линии
─
Давление, выдаваемое насосом ….
Количество насосов, необходимое для работы верхней балки пресса:
Количество насосов принимается равным n=6, …..
За время опускания 
насос сможет перекачать в цилиндр объем жидкости, равный:
Рабочая мощность насосов при формовке:
Рабочая мощность одного насоса:
Полная мощность насосов при формовке:
Полная мощность одного насоса:
2.4 Расчет гидроцилиндров на прочность
Рисунок 23 - Расчетная схема плунжерного цилиндра
Исходя из фактического усилия пресса, возникающего на инструменте при формовке, которое равно 
, усилие на плунжерный цилиндр равно:
Определение диаметра плунжерного цилиндра для данного рабочего усилия:
В действительности диаметр плунжера 
Рабочий объем полости одного плунжерного цилиндра равен:
где: l - ход верхней балки.
Минимальная толщина стенки гидроцилиндра равна:
где [σ] – допустимое напряжение, 
.
- расчетное давление, 
Принимаем толщину стенки 
В действительности толщина стенки плунжерного гидроцилиндра 
Минимальная толщина дна гидроцилиндра равна:
Принимаем толщину дна 
В действительности толщина днища равна 
.
Определение напряжение сжатия плунжера:
Напряжение в стенке цилиндра равно:
где p - рабочее давление жидкости;
α - отношение диаметров цилиндров;
где d1 - внутренний диаметр цилиндра;
d2 - наружный диаметр цилиндра;
Расчетное напряжение в стенке цилиндра превышает допустимые пределы 
120÷140МПа.
Для снижения напряжения в стенке цилиндра увеличим толщину стенки до Sст=115мм, тогда пересчитываем напряжение при отношении 
:
Расчетное напряжение в стенке цилиндра не превышает допускаемое, которое равно 
120÷140МПа.
Напряжение в сечение по центру днища равно:
где 
- коэффициент, учитывающий ослабление сечения отверстия для провода жидкости.
Расчетное напряжение по центру днища превышает допускаемое, которое равно 120÷140МПа.
Для снижения напряжения увеличиваем толщину дна до 
Напряжение в сечение по центру днища меньше допустимого 120÷140МПа.
Расчет на прочность дифференциального цилиндра
Рисунок 24- Расчетная схема дифференциального цилиндра
На дифференциальный цилиндр приходится следующее усилие:
Исходя из расчетного усилия, параметры дифференциального цилиндра должны быть следующими.
Диаметр поршня равен:
Принимаем диаметр поршня 
В действительности диаметр поршня равен 
Диаметр штока определяется из условия:
Принимаем диаметр штока 
В действительности диаметр штока равен 
Рабочий объем поршневой полости одного дифференциального цилиндра равен:
Рабочий объем штоковой полости одного дифференциального цилиндра равен:
Расчет параметров дифференциального цилиндра.
Минимальная толщина стенки гидроцилиндра равна:
где: 
= 600 МПа – допустимое напряжение
Принимаем толщину стенки 
В действительности толщина стенки цилиндра 
Минимальная толщина дна гидроцилиндра:
Принимаем толщину дна 
В действительности толщина днища равна 
.
Напряжение сжатия штока:
Напряжение в стенке цилиндра:
где: p = 31,5МПа - рабочее давление жидкости;
α - отношение диаметров цилиндров;
где: 
- внутренний диаметр цилиндра;
- наружный диаметр цилиндра;
Расчетное напряжение в стенке цилиндра превышает допустимые пределы 120÷140МПа.
Для снижения напряжения в стенке цилиндра увеличим толщину стенки до Sст=85мм, тогда пересчитываем напряжение при отношении 
:
Расчетное напряжение в стенке цилиндра входит в допустимые пределы 120÷140МПа
Напряжение в сечение по центру днища:
где: - коэффициент, учитывающий ослабление сечения отверстия для провода жидкости;
Для снижения напряжения увеличиваем толщину дна в 3 раза и принимаем 
Напряжение в сечение по центру днища меньше допустимого 120÷140МПа.
3 Экономика производства
3.1 Расчет производительности пресса шаговой формовки
3.2 Определение экономического эффекта от изменения режима формовки
3.3 Расчет затрат на электроэнергию и износ оборудования на укчастке
4 Вопросы по технике безопасности труда в цехе и экологии производства.