Determinarea Experimentală a Rigidității Batiului Presei Mecanice PAI 40

4.1. Scopul lucrării

Deoarece configuraţia complexă a batiului şi variaţia secţiunilor nu permit efectuarea unor calcule teoretice suficient de precise pentru determinarea deformaţiei elastice, este necesar să se efectueze şi determinarea experimentală a acesteia.

În lucrare se determină experimental deformaţia elastică a batiului şi pe baza acesteia se calculează caracteristica de rigiditate. Se va calcula atât caracteristica de rigiditate liniară - pe direcţia forţei – Cl, cât şi caracteristica de rigiditate unghiulară, C. Se calculează de asemenea, lucrul mecanic consumat pentru deformarea elastică a batiului şi apoi se stabileşte cât reprezintă acesta din lucrul mecanic nominal al presei. Rigiditatea determinată experimental se compară cu cea stabilită teoretic prin calcul pe baza unor relaţii analitice.

4.2. Consideraţii teoretice

4.2.1. Funcţiile batiului. Factorii care condiţionează forma şi dimensiunile batiului preselor.

Batiul este organul ale cărui funcţii sunt de a prelua forţa ce se dezvoltă în timpul presării, de a asigura, prin ghidaje, conducerea culisorului şi a susţine toate părţile componente ale presei. Datorită importanţei deosebite pe care o prezintă în asigurarea performanţelor presei şi comportării acesteia în exploatare, batiul constituie o parte a cărei dimensionare şi testare trebuie să se execute cu maximum de răspundere.

Dimensionarea şi stabilirea formei, se aleg astfel încât în condiţiile unei greutăţi minime, batiul să asigure preluarea întregii forţe de presare fără ca aceasta să se deformeze peste o limită dată. Pe de altă parte forma batiului trebuie să satisfacă şi cerinţe legate de fabricaţie şi exploatare cum sunt: posibilitatea turnării, prelucrarea simplă, posibilitatea de deservire uşoară, asigurarea avantajoasă a montării tuturor subansamblelor ş.a. Condiţiile menţionate mai sus sunt satisfăcute de batiurile în formă de "C", "U" sau apropiat acestora, care se folosesc la cele mai multe din presele cu FN  1000 kN. Aceste maşini sunt cunoscute şi sub numele de prese cu batiul deschis.

Alţi factori care influenţează forma şi dimensiunile batiului sunt: poziţia arborelui cu manivelă, numărul culisoarelor, tipul mesei şi unele particularităţi ale sistemului de antrenare.

Batiurile sunt construcţii turnate din fontă sau oţel, sau sudate. În ultimul timp marea majoritate a preselor, au batiul executat din tablă sudată.

Sub acţiunea sarcinii de presare apar deformaţii elastice ale batiului şi ale unora din subansamblurile ce alcătuiesc presa. Datorită deformărilor elastice au loc modificări ale poziţiilor reciproce ale diverselor părţi din presă în raport cu poziţiile anterioare acţiunii forţei de presare. Mărimea deformaţiilor şi modul de deformare a batiului depind de mai mulţi factori, dintre care cei mai importanţi sunt: modulul şi direcţia forţei, viteza de presare, forma şi dimensiunile secţiunilor batiului, materialul din care este executat batiul, poziţia arborelui cu manivelă, particularităţile constructive şi de prelucrare ş.a.

Batiul este organul cel mai intens solicitat al unei prese, iar deformaţia lui se răsfrânge nefavorabil nu numai asupra preciziei cinematice a presei ci şi asupra unor parametrii de exploatare. În cele ce urmează se prezintă pe scurt implicaţiile deformării batiului.

Fig. 4.1. Batiul în formă de C

Batiul (figura 4.1) are trei părţi importante: partea superioară, delimitată de conturul exterior şi planul orizontal B-B, partea mijlocie, cuprinsă între planele B-B şi D -D (planul D - D conţine suprafaţa de bazare a ştanţei sau matriţei) şi partea inferioară, delimitată de planul D-D (suprafaţa mesei) şi restul conturului exterior

Deformarea elastică a celor trei părţi ale batiului se manifestă prin apariţia unor deplasări liniare şi unghiulare ale acestora (reprezentate cu linie întreruptă). Datorită deplasărilor părţii superioare a batiului se modifică poziţia axei de rotaţie a arborelui cu excentric şi poziţia ghidajelor culisorului. Datorită deplasărilor părţii inferioare se modifică poziţia suprafeţei mesei de aşezare a ştanţei sau matriţei.

Fig. 4.2. Schema deplasărilor diferitelor suprafeţe funcţionale ca urmare a deformării batiului

Raportând presa la un sistem fix, figura 4.2, se poate pune în evidenţă modificarea poziţiei unor părţi importante ale presei ca urmare a deformării batiului.

Dacă înainte de aplicarea sarcinii FN, planele c şi m ce definesc poziţia suprafeţei inferioare a culisorului şi respectiv cea a suprafeţei mesei sunt paralele, în timpul presării, ca urmare a deformării elastice, aceste plane se îndepărtează reciproc şi se rotesc în sensuri opuse făcând ca distanţa Ho dintre ele să crească. De asemenea, cele două plane se rotesc cu unghiurile C şi m. În aceste condiţii distanţa dintre masă şi culisor creşte devenind H0 +Ho, iar axa cinematică a culisorului nu mai coincide cu axa mesei ci se intersectează cu aceasta sub unghiul batiului deformat b în punctul B, situat la înălţimea zo faţă de poziţia iniţială a mesei.

Creşterea cu Ho a cotei Ho este rezultatul însumării efectelor deformărilor elastice ale celor trei părţi ale batiului, ale mecanismului mişcării principale şi a celui executor, cu jocurile din îmbinările existente pe direcţia forţei de presare.

În cele ce urmează, creşterea cotei Ho datorată deformării batiului va fi notată cu .