Гидравлические прессы — один из видов базового оборудования, которое применяется на машино-и приборостроительных предприятиях страны. Современные конструкции гидропрессов хорошо адаптированы к выполнению различных кузнечно-штамповочных операций, начиная от чеканки ювелирных изделий и заканчивая листовой штамповкой деталей авиатехники.
Глубокая вытяжка на гидропрессах широко используется в промышленной практике при обработке листового металла (рис. 1). Мелкие производители вытягиваемых штамповкой деталей и поставщики-представители автомобильной промышленности особенно ценят эти машины из‑за их высокой гибкости в производственных процессах, а также за удачный дизайн оборудования [1]. Однако глубокие исследования конструкции жесткости и прочности гидропрессов рамного типа, работающих в условиях действующего производства, еще не проводились. Между тем полученные результаты могут стать основой для дальнейшей оптимизации конструктивных решений гидравлических прессов.
На нашем предприятии рамный гидропресс работает преимущественно в условиях ударных нагрузок: в первоначальный момент рама подвергается динамическому воздействию, которое обусловлено реакцией сопротивления материала — низкоуглеродистой стали марки сталь 10кп. Вследствие продолжительности действия таких усилий в раме возникают внутренние напряжения. На разные части машины они действуют неодинаково: в одних узлах формируются преимущественно напряжения растяжения, в других — сжатия.
Оптимизация конструктивных соотношений рамы гидравлического пресса может быть произведена путем применения одной из прикладных программ САПР, в частности, пакета ANYSYS.
Подготовка моделирования условий эксплуатации с помощью ANYSYS включала в себя следующие данные и упрощающие допущения:
1. Напряжения (и соответствующие им деформации) распространяются не только на раму и колонны, но также и на рабочий гидроцилиндр, который располагается по оси симметрии оборудования.
2. Кроме перепадов в расходе рабочей жидкости, никакие гидравлические факторы на работоспособность пресса не влияют.