Berekeningen aan een frame van een pneumatisch ... 2 Berekeningen aan een frame van een...

download Berekeningen aan een frame van een pneumatisch ... 2 Berekeningen aan een frame van een pneumatische,

of 26

  • date post

    05-Jun-2020
  • Category

    Documents

  • view

    1
  • download

    0

Embed Size (px)

Transcript of Berekeningen aan een frame van een pneumatisch ... 2 Berekeningen aan een frame van een...

  • Berekeningen aan een frame van een pneumatisch, hydraulische pers Citation for published version (APA): Braak, L. H. (1981). Berekeningen aan een frame van een pneumatisch, hydraulische pers. (DCT rapporten; Vol. 1981.005). Eindhoven: Technische Hogeschool Eindhoven.

    Document status and date: Gepubliceerd: 01/01/1981

    Document Version: Uitgevers PDF, ook bekend als Version of Record

    Please check the document version of this publication:

    • A submitted manuscript is the version of the article upon submission and before peer-review. There can be important differences between the submitted version and the official published version of record. People interested in the research are advised to contact the author for the final version of the publication, or visit the DOI to the publisher's website. • The final author version and the galley proof are versions of the publication after peer review. • The final published version features the final layout of the paper including the volume, issue and page numbers. Link to publication

    General rights Copyright and moral rights for the publications made accessible in the public portal are retained by the authors and/or other copyright owners and it is a condition of accessing publications that users recognise and abide by the legal requirements associated with these rights.

    • Users may download and print one copy of any publication from the public portal for the purpose of private study or research. • You may not further distribute the material or use it for any profit-making activity or commercial gain • You may freely distribute the URL identifying the publication in the public portal.

    If the publication is distributed under the terms of Article 25fa of the Dutch Copyright Act, indicated by the “Taverne” license above, please follow below link for the End User Agreement: www.tue.nl/taverne

    Take down policy If you believe that this document breaches copyright please contact us at: openaccess@tue.nl providing details and we will investigate your claim.

    Download date: 11. Jun. 2020

    https://research.tue.nl/nl/publications/berekeningen-aan-een-frame-van-een-pneumatisch-hydraulische-pers(3a6d55e8-67d8-445a-8190-1b634ad0f5ae).html

  • Berekeningen aan een frame van een pneumatisch, hydraulische pers.

    Dr.ir. L.H. Braak

    WE 81-05 maart 1981

    Opdrachtgever: HONESS B.V. te Helmond

    via : Bestuurscommissie

    Contact en

    Bedrijfsleven, T.H.E.

  • 1

    Inhoudsopgave

    1 . I n l e i d i n g 2 . Modelvorming

    3 . Berekening van h e t p r o t o t y p e

    4. Confronta t i e metingen en berekeningen

    5. Wijzigingen i n h e t p r o t o t y p e

    6. Een nieuw ontwerp

    2

    4

    6

    10

    1 1 15

  • 2

    Berekeningen aan een frame van een pneumatische, hydraulische pers.

    I . Inleiding

    De firma Honess B.V. te Helmond is een kleine machinefabriek, waar in hoofdzaak gereedschappen voor het ponsen, stansen en snijden

    worden gemaakt. Om het bedrijf een bredere basis te geven is de ontwikkeling ter hand genomen van een pneumatisch, hydraulische pers. Deze pers met een maximale persdruk van 250 kN, heeft een grote uitlading nl. 300 mm., waardoor vrij grote platen bewerkt kunnen worden. Het frame van deze persen is uitgevoerd als een

    open C-frame (zie fig. I ) . Voor het eerste prototype was dit frame vervaardigd uit twee massieve platen elk 25 mm. dik.

    Bij het tweede prototype was de massieve plaat vervangen door een doosvormige constructie, waarbij de schetsplaten 10 nrm. dik waren en de strippen 12 mm. (zie fig. 2 ) . Verplaatsingsmetingen aan dit prototype toonden een te grote verplaatsing van het stempel. In punt A (fig. 1 ) werd een ver- ticale verplaatsing gemeten, die groter was dan 2 nun.

    Via het Bureau Contacten Bedrijfsleven werd door de firma Honess contact opgenomen met de vakgroep Technische Mechanica

    ~ van-de afd-eling-der Werktuigbouwkunde ~ ~ ~ ~ om ~ te - vragen ~~ ~ ~ o f ~ zij ~ ~~ be- -~ hulpzaam wilden zijn enerzijds bij de aanpassing van het proto-

    type en anderzijds bij het ontwerpen van een nieuw frame, zodanig

    dat de verticale verplaatsing van het stempel minder dan 0,5 nun. zal worden. In dit verslag worden de resultaten van de berekeningen gepresen-

    t eerd .

  • 3

    I !----/___I I

    F i g . 1 . Front- en z i j a a n z i c h t van de p e r s

  • 4

    2. Modelvorminn

    Voor de berekening van de pers wordt slechts één van de twee frames in ogenschouw genomen, Dit frame zal dan ook slechts de helft van de belasting behoeven te dragen.

    Omdat het ter beschikking staande rekenprograma geen koker-elementen

    bevat wordt het frame geschematiseerd tot een vlak plaatprobleem (zie fig. 2 ) . De buigstijfheid van een dwarsdoorsnede van het frame wordt in hoofdzaak verkregen door het oppervlak van de boven- en onderstrip. In het rekenmodel wordt dit effect bereikt door de randen van de plaat te koppelen met zg. randelementen, waarvoor in dit geval trekstaven

    worden gekozen. Zodoende kan in het rekenmodel een nagenoeg gelijk- waardige buigstijfheid worden verkregen als in de werkelijke con- s truc tie. Het gebruik van randelementen van het type TREK 2 eist voor een juiste aansluiting, elementen van het type TRIM 3 voor de plaat. Deze membraanelementen zijn driehoekig van vorm en hebben een lineair verplaatsingsveld en dus een constant rek- en spannings-

    veld.

    I___ r*--7"-F-y a- --Jzzz- A--i

    fig. 2. Doorsnede in constructie en in rekenmodel.

    De kracht van de perscilinder wordt door een drietal bouten over-

    gebracht op de bovenzijde van een frame. Hoewel de montageflens zich niet in het midden van het frame bevindt en er dus ook een wringend moment zal optreden in een willekeurige dwarsdoorsnede, wordt dit effect in de berekening niet meegenomen. We nemen aan dat de verstijvingsstrippen in het kokerframe, een vervorming ten

    gevolge van torsie voldoende zullen tegengaan.

  • 5

    D e krach t d i e door de c i l i n d e r op h e t werkstuk wordt u i tgeoe fend ,

    wordt v ia een grondp laa t doorge le id naar d e onderbalk van h e t frame.

    B i j de f a b r i c a g e i s gezorgd voor een goede passing tussen grondp laa t

    en frame.

    B i j de berekening wordt de perskracht g e l i j k m a t i g v e r d e e l d o v e r een

    breed te van 1 5 0 mm.

    De schematisering van de ondersteuning van een frame i s n i e t zondermeer

    eenduidig. Be ide frames z i j n onderl ing gekoppeld door een p a a r s t r i p p e n ,

    en worden via deze s t r i p p e n vas tgebout aan een s t a l e n o n d e r t a f e l . B i j

    de berekening wordt u i tgegaan van een scharnier- en een r o l o p l e g g i n g

    i n de punten B en C ( z i e f i g . 1) ; d e berekende r e s u l t a t e n z i j n waar-

    s c h i j n l i j k i e t s t e l a a g daar de oplegpunten i n w e r k e l i j k h e i d d i c h t e r

    b i j e l k a a r kunnen l i g g e n .

  • 6

    3 . Berekening van h e t p r o t o t y p e

    A l l e berekeningen z i j n u i t g e v o e r d b i j maximale p e r s k r a c h t . Voor één

    frame g e e f t d a t dus een r e s u l t e r e n d e k r a c h t op boven- en o n d e r z i j d e

    met een g r o o t t e van 125 kN.

    Voor d e berekening van h e t plaatmodel i s d i t model v e r d e e l d i n d r i e -

    hoekige elementen ( z i e f i g . 3 ) .

    F i g . 3 . Elementverdel ing.

  • 7

    \ '

    Fig. 4 . Vervormde geometrie; prototype

  • 8

    Op grond v a n de r e s u l t a t e n u i t de berekeningen z i j n de f i g . 4 e n 6

    gemaakt. I n f i g . 4 i s d e vervormde coutour overdreven weergegeven

    met a ls r e f e r e n t i e de onvervormde contour. U i t deze f i g u u r b l i j k t

    d u i d e l i j k de g r o t e doorvering van de bovenarm, d i e e c h t e r a l wordt

    i n g e l e i d door v e r d r a a i i n g van h e t middenstuk. Verder b l i j k t dat ook

    de onderarm u i t e r a a r d n i e t gehee l s t i j f i s . U i t d e t a b e l l e n , behorende

    b i j de berekening, b l i j k t d a t de ver t ica le v e r p l a a t s i n g v a n h e t

    u i t e r s t e punt A van d e bovenbalk g e l i j k i s aan 2.37 mm.; t e r w i j l i n

    de c i l i n d e r h a r t l i j n een vert icale v e r p l a a t s i n g van 1 .99 mm. o p t r e e d t . Door h e t k a n t e l e f f e c t van de montageflens van d e p e r s , zou een punt

    van h e t s n i j - of ponsgereedschap d a t 330 mm. onder h e t montagevlak

    l i g t een h o r i z o n t a l e v e r p l a a t s i n g van 1.88 m. kunnen ondergaan.

    ,

    F i g . 5. Horizonta le v e r p l a a t s i n g van h e t stempel.

    H i e r b i j is dan w e l v e r o n d e r s t e l d d a t h e t stempel aan d e o n d e r z i j d e

    v r i j kan bewegen. A l s v 1 en v2 de ver t ica le v e r p l a a t s i n g e n z i j n v a n

    de eindpunten van de montageflens dan g e l d t immers ( z i e f i g . 5):

    N.B. I n d e berekening h e e f t h e t montagevlak een b r e e d t e van 140 mm.