одностоечная станина пресса открытого типа

Формула изобретения

ОДНОСТОЕЧНАЯ СТАНИНА ПРЕССА ОТКРЫТОГО ТИПА, содержащая стойку со стенками коробчатого сечения замкнутого контура и стол, отличающаяся тем, что, с целью снижения деформаций и металлоемкости станины, наружный контур сечения стойки выполнен в форме трапеции, сопряженной большим основанием с прямоугольником, при этом прямоугольная часть наружного контура расположена у фронта и выполнена большей или равной ширине стола пресса по фронту, а основания трапеции выбираются по соотношению

b₁ / b₂ 2(h / a)^{3 /2} ,

где b₁, b₂ - фронтальная и тыльная стороны;

h - высота сечения;

a - вылет станины пресса,

при этом внутренняя полость сечения выполнена в виде трапеции, подобной трапециевидной части наружного контура, причем расположение внутренней полости определяется из условия

Y= ,

где Y_c2 - расстояние от фронта пресса до центра тяжести внутренней полости сечения;

F_с - площадь сечения.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к кузнечно-прессовому оборудованию, в частности к рациональному проектированию одностоечных станин коробчатого типа.

Известна одностоечная станина с прямоугольным коробчатым сечением несущего участка станины, расположенного над плоскостью стола до уровня направляющих. Качество станины, да и всего пресса определяется ее изгибной деформацией под действием момента, создаваемого силой на ползуне. Стремление уменьшить деформации вынуждают увеличивать момент инерции упомянутого сечения, что приводит к повышению металлоемкости пресса, ибо 80% массы пресса приходится на станину.

К недостаткам известного технического решения конструкции станины с прямоугольным коробчатым сечением следует отнести высокие деформации и завышенную металлоемкость. Напряжения в сечении весьма неравномерны, в частности, в задней стенке сечения они минимальны.

Целью изобретения является максимальное снижение деформаций открытых станин коробчатого типа при снижении их металлоемкости.

Это достигается за счет рационального выбора формы и размеров сечения. Минимальная деформация участка станины будет обеспечена при минимизации отношения М/J_z (изгибающего момента к моменту инерции сечения).

Предлагаемое техническое решение заключается в том, что наружный контур сечения коробчатой станины имеет форму трапеции, сопряженной большим основанием с прямоугольником, причем прямоугольная часть наружного контура расположена у фронта пресса, внутренняя полость сечения трапециевидной формы. Трапеция внутренней полости подобна трапециевидной части наружного контура сечения (₁=₂). Причем отношение сторон трапеции внешнего контура следует выбирать по соотношению:

b₁/b₂ 2 (h/2)^3/2 , (1) где b₁, b₂ - основания трапеции;

h - высота сечения;

а - вылет станины.

Основание трапеции b₁ должно быть больше или равно ширине стола по фронту пресса. Ширина стола по фронту пресса регламетируется ГОСТами.

Расположение внутренней полости сечения определяется по соотношению:

Y_c2= , (2) где Y_c2 - расстояние от фронта пресса до центра тяжести внутренней полости;

F_c - площадь сечения.

Соотношение (1) позволяет достичь равенства напряжений по сечению станины, а соотношение (2) - минимальных деформаций участка станины с предлагаемой формой сечения. Соотношение (1) и (2) получены с помощью формул бруса, традиционно применяемых для расчета открытых станин.

На фиг. 1 изображена одностоечная станина коробчатого типа; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - распределение напряжений, полученное методом конечных элементов: а - для сечения традиционной прямоугольной формы и б - для сечения предлагаемой формы.

Внутренняя полость выполнена в виде трапеции, подобной трапециевидной части наружного контура и расположена так, чтобы обеспечить минимальную деформацию сечения. Естественные скругления на контуре сечений не учитываются, ибо их влияние незначительно.

Использование предлагаемого технического решения позволит получить эффект от значительного снижения деформации и уменьшения металлоемкости станин коробчатого типа, что приведет к уменьшению перекоса ползуна и к увеличению износостойкости инструмента.

Результаты сравнения приведены в таблице.

Металлоемкость станины при использовании предлагаемого технического решения уменьшается в 1,3 раза при увеличении изгибной жесткости в 1,7 раза. Выравнивание напряжений по сечению говорит о том, что весь металл сечения "работает", нет ненагруженных участков сечения.