Исследование условий эксплуатации станины пресса силой 750 МН и разработка мероприятий, обеспечивающих безотказную работу пресса

• Автор: Кулагин, Дмитрий Александрович
• Шифр специальности: 05.02.09
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 137 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение

Г лава 1. Объект исследования, обзор литературы и постановка задачи

1.1. Устройство, принцип работы и технические характеристики пресса силой 750 МН

1.2. Свойства материалов базовых деталей пресса силой 750 МН

1.3. Анализ исследовательских работ, проведенных на прессе силой 750 МН, и их результатов

Выводы по главе 1, постановка задачи

Глава 2. Математическое моделирование условий работы станины пресса силой 750 МН и определение напряженно - деформированного состояния её элементов

2.1. Теоретические основы МКЭ

2.2. Оценка точности результатов расчетов МКЭ

2.3. Расчет напряженно — деформированного состояния станины пресса силой 750 МН

2.4. Уточненный расчет НДС углового соединения станины
2.5. Оценка степени наклепа поверхности силового контакта пластин ригелей после 50 лет эксплуатации
2.6. Выбор методики определения коэффициента запаса по усталости
2.7. Анализ результатов расчета и оценка усталостной прочности станины пресса силой 750 МН
Выводы по главе
Глава 3. Экспериментальное исследование напряженно - деформированного состояния станины пресса силой 750МН
3.1. Методика проведения измерений
3.2. Экспериментальное исследование НДС пластин вертикальных стоек
3.3. Экспериментальное исследование НДС пластин верхних ригелей
3.4. Анализ полученных результатов

Выводы по главе
Глава 4. Создание постоянно действующей Системы диагностики базовых деталей станины и параметров технологического процесса пресса силой 750 МН
4.1. Задачи, решаемые Системой диагностики пресса силой 750 МН
4.2. Выбор мест установки датчиков, их типа и количества
4.3. Структура аппаратной части Системы диагностики
4.4. Математическая обработка измеряемых сигналов
4.6. Пути расширения технологических возможностей пресса
Выводы по главе
Общие выводы по работе
Список используемой литературы
ВВЕДЕНИЕ
Мощные гидравлические прессы, осуществляющие процессы обработки давлением, развивают самые большие среди технологических машин усилия. Эти усилия создаются и воспринимаются базовыми деталями (гидравлическими цилиндрами, поперечинами, колоннами, элементами рамных станин). Поэтому базовые детали мощных гидравлических прессов воспринимают весьма высокие уровни удельных нагрузок. Это является причиной того, что наибольшее число отказов мощных гидравлических прессов с наиболее тяжелыми последствиями связано с отказами базовых деталей.
Уникальный гидравлический штамповочный пресс силой 750 МН находится в эксплуатации 50 лет, и, оставаясь самым мощным в мире, становится все более технологически востребованным. Для обеспечения заданных технологических параметров базовые детали пресса силой 750 МН имеют габариты и массы, предельные по условиям изготовления, транспортировки и монтажа. Общая масса базовых деталей такого пресса составляет порядка 25000 тонн, при этом 8600 тонн приходятся на станину, 4800 тонн на узел подвижной траверсы, 2200 тонн на блоки рабочих цилиндров, 1740 тонн на стол с выталкивателем.
Практика эксплуатации показывает, что наибольшее число отказов мощных гидравлических прессов связано с усталостным разрушением базовых деталей, причем проектные запасы усталостной прочности этих деталей составляли П = 1,5 - 2,0. В таблице 1 приведены отказы базовых деталей мощных гидравлических прессов, зафиксированные в 2002 - 2010 гг. В связи с весьма длительным процессом накопления и развития усталостных повреждений разрушения базовых деталей (обычно внезапные) происходят через много лет после начала эксплуатации. В качестве характерного примера отметим произошедшее в сентябре 2008 г. внезапное разрушение основания штамповочного пресса силой 500 МН фирмы «Места». Пресс введен в

ная функция в узле определяется одним значением (скалярная или одномерная векторная функция).
2. Значение непрерывной функции п в каждом узле считается переменной, которая должна быть определена.
3. Область разбивается на конечное число подобластей, называемых элементами. Последние имеют общие узлы и в совокупности аппроксимируют форму упругого тела.
4. Непрерывная функция п аппроксимируется на каждом элементе полиномиальными функциями Л , называемыми функциями формы, значения
которых внутри элемента и на его границах определяются через значения функции в узлах. Здесь индекс к относится к элементу, а индекс г - к узлу. Для каждого элемента назначаются свои полиномы, но они подбираются так, чтобы выполнялись некоторые условия относительно функций при переходе через границы элементов. В классической реализации метода конечных элементов функции при переходе через границы элементов должны оставаться непрерывными.
Приведенный алгоритм основан на методе Релея-Ритца. Его идея заключается в том, что бесконечномерная задача заменяется и-мерной, то есть введением п пробных функций:
у = Д, у = У2, ..., г = Г„.
В классе всевозможных линейных комбинаций V = уД 4-... + упУп вычисляется такая частная комбинация й> = и[У[ +... + ипУп, которая минимизирует П(У).
Так, идея заключается в том, что минимизация выражения полной потенциальной энергии системы по всем возможным функциям п заменяется минимизацией по подпространству V, а вместо отыскивается функция й>, считая, что эти функции окажутся близкими.
Коэффициенты {ц,,м2 ... мя} - параметры Ритца - будем называть узловыми значениями функции м>. Близость приближенного решения к точному