Badania optymalizacyjne dotycz��ce instalacji manometru tylnego na maszynie gn��cej

����Streszczenie: W niniejszym artykule dokonano optymalizacji projektu instalacji zwrotnej w gi��tarce. Metoda element��w sko��czonych jest u��ywana do analizy statycznej na ramie maszyny do gi��cia i okazuje si��, ��e rama maszyny jest kluczowym komponentem wp��ywaj��cym na dok��adno���� instalacji tylnego przyrz��du pomiarowego. Metod�� element��w sko��czonych analizuje si�� deformacj�� programu w miejscu instalacji, co zapewni��oby podstaw�� teoretyczn�� dla instalacji mechanizmu zwrotnego. Nast��pnie wybierany jest najlepszy program instalacyjny. Wyniki pokazuj��, ��e rama ma minimalne odkszta��cenie i ma najmniejszy wp��yw na dok��adno���� monta��u tylnego przyrz��du pomiarowego.

����1. Wst��p

����Szybki rozw��j wysokiej technologii przyni��s�� niespotykane dot��d mo��liwo��ci i wyzwania dla przemys��u wytw��rczego. Integracja nowoczesnej technologii produkcji i innych dyscyplin przyczyni��a si�� do rozwoju wysokiej precyzji, wysokiej stabilno��ci i wysokiej wydajno��ci produkcji obrabiarek. Mechanizm zwrotny gi��tarki przesuwa palec w celu realizacji tr��jwymiarowego ruchu w ruchu posuwisto-zwrotnym w trzech kierunkach X, R i Z, tym samym ko��cz��c prac�� o sta��ej d��ugo��ci w procesie obr��bki obrabiarki i zapewniaj��c ustalona d��ugo���� palca przy produkcji obrabiarki. Dok��adno���� jest wa��nym wska��nikiem dok��adno��ci gi��tarek. Autor por��wnuje schematy instalacji r����nych mechanizm��w tylnego przyrz��du do gi��tarek 100T / 3200. Za pomoc�� analizy statycznej metody element��w sko��czonych dane deformacji generowane przez narz��dzie do gi��cia w ramie roboczej s�� analizowane i por��wnywane. Wyniki analizy pokazuj��, ��e metoda mo��e naukowo por��wna�� kilka optymalnych schemat��w instalacji mechanizm��w tylnych.

����2. Trzy opcje instalacji mechanizmu tylnej gi��tarki maszyny do gi��cia

����2.1 Plan monta��u tylnego mechanizmu zawieszenia przedniego

����Jak pokazano na rysunku 1, mechanizm tylnego ogranicznika przedniego zawieszenia jest zamontowany po wewn��trznej stronie pionowej p��yty sto��u obrabiarki. Z instalacji na rysunku 1 mo��na stwierdzi��, ��e ca��y mechanizm jest po����czony dwoma ��rubami w dw��ch sta��ych podstawach w stanie wspornikowym; ruch posuwisto-zwrotny osi R osi X podczas pracy mechanizmu zwrotnego powoduje r��wnie��, ��e palce podtrzymuj��ce belk�� maj�� znaczny wp��yw na dok��adno���� linijki.

Rysunek 1 - Tylny mechanizm tylnego zawieszenia

����2.2 Plan monta��u tylnego mechanizmu zawieszenia tylnego

Jak pokazano na rysunku 2, mechanizm tylnego ogranicznika bocznego zawieszenia jest zamontowany na bocznych panelach lewego i prawego panelu ��ciennego maszyny. Po����czenie mocuj��ce uzyskuje si�� za pomoc�� ��rub, ca��y mechanizm unika stanu wspornika podczas produkcji, a na dok��adno���� sta��ej d��ugo��ci palca ustalaj��cego belk�� w du��ej mierze wp��ywa ruch posuwisto-zwrotny osi osi X; jednak��e istnieje r��wnie�� problem z odleg��o��ci�� mi��dzy lewym i prawym panelem ��ciennym maszyny do gi��cia stopniowo zwi��ksza si��, a do pewnego stopnia wp��ywa r��wnie�� na instalacj�� i precyzj�� tylnego ko��a z��batego.

Rysunek 2 - Boczny mechanizm zawieszenia tylnego

����2.3 Plan monta��u tylnego mechanizmu montowanego na pod��odze

����Tylny mechanizm pod��ogowy przedstawiony na rysunku 3 jest zamontowany na dw��ch specjalnych belkach przyspawanych przez maszyn�� do gi��cia. Schemat mechanizmu pozwala unikn���� stanu wspornika zamontowanego przez mechanizm tylnego nadkola i znacznie zmniejsza wp��yw instalacji i dok��adno���� mechanizmu tylnego przyrz��du ze wzgl��du na zmian�� odleg��o��ci mi��dzy lewym i prawym panelem ��ciennym obrabiarki .

Rysunek 3 - Mechanizm tylnej przegrody typu pod��ogowego

����3. Analiza statystyczna stojaka i wyznaczenie celu optymalizacji

����3.1 Modelowanie szafy

����Model szafy pokazany jest na rysunku 4, kt��ry jest ram�� maszyny do gi��cia 100T3200 o maksymalnym ci��nieniu roboczym 1 000 kN. Schemat instalacji do projektowania mechanizmu tylnego przyrz��du pomiarowego to:

����(1) schemat instalacji mechanizmu tylnego przyrz��du montowanego na pionowej p��ycie sto��u warsztatowego;

����(2) schemat instalacji mechanizmu tylnego przyrz��du montowanego na lewym i prawym panelu ��ciennym;

����(3) schemat monta��u mechanizmu tylnego ogranicznika zamontowanego na specjalnej belce pod��ogowej;

����Po��o��enia instalacji trzech schemat��w znajduj�� si�� odpowiednio na wewn��trznej stronie pionowej p��yty sto��u, wewn��trznej strony lewej i prawej p��yty ��ciennej oraz g��rnej powierzchni specjalnej belki stoj��cej na pod��odze, jak pokazano na fig. 4.

Rysunek 4 - Model szafy

����3.2 Analiza statyczna

����Rama jest poddawana obci����eniu statycznemu, bezw��adno���� i t��umienie mo��na pomin����. Pod dzia��aniem obci����enia statycznego rama jest statyczna. W tej chwili musi by�� w pe��ni ograniczony. Poniewa�� bezw��adno���� nie jest brana pod uwag��, masa nie ma wp��ywu na struktur��, a efekt bezw��adno��ci konstrukcji mo��e by�� r��wnie�� ignorowany, wi��c eksperyment spe��nia wymagania analizy statycznej.

Oprogramowanie ANSYS Workbench zosta��o wykorzystane do analizy statycznej analizy ramy maszyny, a trzy schematy instalacji pionowej p��yty sto��u, lewego i prawego panelu ��ciennego oraz specjalnej belki stoj��cej zosta��y ustawione tak, aby wybra�� optymalne rozwi��zanie za pomoc�� analizy statycznej . R��wnanie analizy statycznej to: [K] {u} = {F}, gdzie [K] jest macierz�� sztywno��ci, {u} to wektor przemieszczenia, a {F} to obci����enie statyczne. W analizie nie uwzgl��dniono wp��ywu obci����enia dynamicznego na system, a ustawienie t��umienia i bezw��adno��ci [K] jest ignorowane. Rozwi���� i postprocesuj, tworz��c system analityczny, definiuj��c podstawowe parametry i atrybuty materia��u, buduj��c modele geometryczne, zaz��biaj��c, stosuj��c obci����enia i ograniczenia. Ustaw modu�� spr����ysto��ci ramy maszyny na 200 GPa, wsp����czynnik Poissona 0,3, a dane deformacji w trzech kierunkach X, Y i Z pokazano na rysunkach 5, 6 i 7.

Rysunek 5 - Analiza odkszta��ce�� w kierunku X.

Rysunek 6 - Analiza deformacji w kierunku Y.

Rysunek 7 - Analiza deformacji w kierunku Z.

����Tabela 1 pokazuje dane o odkszta��ceniu po��o��enia skrajni tylnej w trzech po��o��eniach pionowej p��yty sto��u, lewej i prawej p��yty ��ciennej oraz przymocowanej do pod��o��a belki specjalnej tylnej pod obci����eniem roboczym 1000 kN.

����4. Wniosek

����W tych samych warunkach mechanizm tylny jest instalowany w trzech r����nych pozycjach, a stabilno���� zapewniona przez stojak r��wnie�� jest inna. Z tabeli 1 wynika, ��e ������tylny przyrz��d pomiarowy jest zainstalowany w pionowej p��yciesto��u warsztatowego (ryc. 1). Stabilno���� wsparcia zapewnionego przez obrabiark�� podczas produkcji jest najs��absza; gdy jest zainstalowany z boku lewego i prawego panelu ��ciennego (rys. 2), wspornik zapewniany przez obrabiark��jest lepsza ni�� stabilno���� zainstalowana w pionowej p��ycie sto��u warsztatowego (ryc. 1); kiedy jest zainstalowany na g��rnej powierzchni specjalnej belki stoj��cej (rys. 3), stabilno���� zapewniona przez obrabiark�� jest najlepszaw trzech systemach.

����Dzi��ki analizie statycznej ramy maszyny za pomoc�� oprogramowania ANSYS Workbench, stwierdzono, ��e schemat instalacji tylnej powierzchni belki specjalnej zamontowanej na pod��odze zainstalowanej w trzech schematach by�� najlepszy.