冲压线上压力机的隔振设计和分析

　　1引言

　　机械压力机适用于大批量零件成型和自动化生产,是众多机械行业生产的重要设备。近几十年来,各机械制造业广泛使用这类设备。随着压力机品种增加,吨位提高,压力机逐步向大型、重型方向发展,特别是用于带状基础上的自动化冲压流水线,由于数十台冲压机非常集中,且周围往往有精密的模具修理设备,如镗床、铣床等。因此对冲压线上压力机的振动控制是必要的。本文以某厂的4条冲压线为工程实例,采用了与实际结构相符合的计算模型,对冲压线上压力机的隔振问题进行了数值计算分析,并和实测结果比较,提出了确定钢框梁和隔振支座刚度的方法。

　　2工程概况

　　某厂为一新建现代化汽车厂,冲压车间有4条自动化冲压生产线,冲压线上压力机型号及其参数分布状况详见表1。压力机下设置废料回收装置和储气罐等设备,压力机必须置于钢框梁上。距1号冲压线北侧35 m处的模修车间内设有机模修万能铣床1台,为确保铣床的正常工作和减少振动对操作工人、建筑物的影响,对冲压机采取了隔振措施。

其隔振设计要求如下:

　　(1)压力机工作台面振幅≤0.4 mm。

　　(2)基础的振动位移:A0Z≤0.0665 mm。

　　A0Z的计算是根据机模修万能铣床的允许

　　振动线位移4.8μm,允许振动线速度0.30mm/s和地面振动衰减公式(1)确定的。

式中Arz为r(m)处的垂直振幅(μm),k0为振幅系数,r0为设备基础的当量半径(m)。kz为综合衰减系数。ω0为压力机的自振圆频率。

　　3隔振方案

　　压力机主要由工作台、立柱、冲头、横梁等几部分组成,其振动主要是在下料完成的瞬间,冲头与工件相互作用力突然消失后因立柱弹性收缩引起的。由于冲压机位于钢框梁上,考虑到钢框梁的变形对压力机振幅的影响和压力机较高,在压力机起动时起动惯性力较大。隔振支座的设置应隔离压力机振动的传递和增大隔振系统的惯性矩。因此,隔振支座设置在基础沟壁和钢框梁之间,且在钢框梁端部和基础沟壁之间设置导向装置以控制压力机的水平位移。本工程隔振系统由隔振支座,钢框梁和导向装置组成,隔振支座以螺旋弹簧作为弹性支承元件,以粘性阻尼器作为阻尼元件。钢框梁采用焊接箱形梁。隔振系统布置如图1、图2所示。

　　4隔振基础的力学模型及计算

　　4.1按单自由度计算模型考虑

　　一般情况下,在工程设计中振动计算都是按单自由度来考虑。对冲压线上压力机来说,将钢框梁和压力机的质量合为一个质点,不考虑钢框梁的竖向刚度,按单自由度的振动体系考虑。如图3所示,利用公式(2)确定隔振支座竖向刚度,用公式(3)计算压力机的振幅。