Investigation of oscillatory displacement of the hydraulic presses moving parts during their braking in the upper initial position

Abstract

Присвячено дослідженню коливальних переміщень рухомих частин гідравлічних пресів при їх гальмуванні у верхньому вихідному положенні та виявленню основних факторів коливальної системи, що впливають на інтенсивність затухання коливального руху. Дослідженнями встановлено, що, не зважаючи на наявність індивідуального сервопривода впускного клапана зворотних циліндрів, вибіг рухомої поперечини вгору після його закриття, який супроводжується інтенсивними коливальними явищами, неминучий. Аналізом експериментальних діаграм виявлено, що існуючий механізм гальмування рухомої поперечини у верхньому вихідному положенні є неприйнятним з точки зору швидкої та безударної реалізації процесу, а також точності зупинки. Крім того, при гальмуванні рухомої поперечини у верхньому положенні закриттям впускного клапана зворотних циліндрів неминуче має місце вибіг, який супроводжується тривалими коливаннями й гідроударами в системах робочих і зворотних циліндрів, що суттєво знижує продуктивність преса та ускладнює його роботу в режимі автоматичних ходів. Розроблено математичну модель затухаючих коливань рухомої поперечини у верхньому положенні після закриття впускного клапана зворотних циліндрів, яка враховує параметри коливальної системи, що складається з рухомої поперечини та мас рідини в робочих і зворотних циліндрах. Чисельним аналізом розробленої математичної моделі встановлено, що за наявності в конструкції преса врівноважувальних циліндрів період коливань збільшується зі зменшенням амплітуди майже вдвічі. При цьому повне затухання коливань настає раніше, ніж у випадку відсутності системи врівноважувальних циліндрів. Розроблено новий спосіб роботи гідравлічних пресів на холостих ходах, завдяки якому забезпечується усунення впливу коливальних явищ у верхньому положенні на перемикання преса зі зворотного на хід наближення, що призводить до підвищення швидкодії та якості керування гідравлічним пресом.

The investigations revealed that, despite the usage of individual servo drive of the inlet valve of return cylinders, ram overrun upwards after its being shut down which is accompanied by intensive oscillatory phenomena is inevitable. By analyzing the experimental diagrams it is stated that the existing mechanism of ram braking in upper starting position is unacceptable from the point of view of fast and non-impact process realization, as well as the accuracy of stoppage. The mathematical model of ram damped oscillations in the upper position after the inlet valve of return cylinders shut down, which takes into account the parameters of oscillatory system consisting of ram and fluid masses in power and return cylinders, is developed. A numerical analysis of the developed mathematical model established that when using counterbalance cylinders in press design, the period of oscillations increases with decreasing the amplitude. Besides, the complete damping of the oscillations occurs earlier than in the case of counterbalance cylinders absence.