горизонтальный пресс

Формула изобретения

1. Горизонтальный пресс, содержащий смонтированные на станине горизонтальный базирующий и вертикальный опорный столы, опорную стойку и силовой гидроцилиндр, тыльная крышка которого связана с опорной стойкой, отличающийся тем, что он снабжен винтом с хвостовиками на концах, один из которых выполнен со сферической головкой, а второй расположен с образованием заплечика, стойка выполнена с вертикальными опорной поверхностью и резьбовым отверстием, в котором установлен винт, и пазом, расположенным на опорной поверхности и сообщающимся с упомянутым резьбовым отверстием, связь тыльной крышки гидроцилиндра с опорной стойкой выполнена в виде фланца, установленного соосно гидроцилиндру в контакте с вертикальной опорной поверхностью стойки и сочлененного с тыльной крышкой гидроцилиндра цилиндрическим опорным шарниром, ось которого расположена в горизонтальной плоскости, при этом фланец выполнен с хвостовиком, имеющим расположенное по оси фланца отверстие и продольный сквозной паз, сферическая головка и сопряженный с ней хвостовик винта размещены соответственно в упомянутых отверстии и продольном пазу хвостовика фланца, а втулка установлена на винте в контакте своим заплечиком с заплечиком винта и связана с корпусом силового гидроцилиндра посредством звена, сочлененного с втулкой и корпусом соответственно верхним и нижним шарнирами с обеспечением возможности уравновешивания общей массы гидроцилиндра и фланца при зафиксированном их соосном положении.

2. Пресс по п.1, отличающийся тем, что стойка выполнена с цилиндрическим хвостовиком, установленным во втулке в контакте своей наружной боковой поверхностью с внутренней боковой поверхностью последней.

3. Пресс по пп.1 и 2, отличающийся тем, что винт снабжен воротком, закрепленным на его хвостовике, расположенном со стороны втулки.

4. Пресс по пп.1 3, отличающийся тем, что звено выполнено из двух половин, соединенных между собой резьбовой втулкой, сопряженной с одной половиной правой, а с другой левой резьбой, а нижний шарнир смонтирован на корпусе гидроцилиндра посредством установленного на последнем хомута.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к машиностроению, в частности к прессовому оборудованию и разборочно-сборочным устройствам.

Известен съемник опорных катков гусеничных тракторов, содержащий станину с горизонтальным базирующим столом и стойкой, в которой установлен винт, оснащенный приводным воротком, и навернутая на винт, оснащенный приводным воротком, и навернутая на винт гайка с ушками, размещенными в сквозных пазах стойки, площадку, закрепленную на ушках, и гидроцилиндр, закрепленный в горизонтальном уровне на площадке [I]

Гидроцилиндр известного устройства способен быть установленным и работать на разных уровнях относительно базирующего стола, на что и направлено изобретение.

Недостатком известного устройства является невозможность его применения на горизонтальном прессе, например, для выпрессовки оси качания каретки подвески гусеничного трактора, когда каретка устанавливается катками на горизонтальный базирующий стол и опирается внешним балансиром на вертикальный опорный стол станины пресса, воспринимающий усилие выпрессовки.

Усилие выпрессовки осей качания кареток достигает значительных, особенно после длительной эксплуатации трактора, величин до 600 кН. Конструкция крепления гидроцилиндра известного устройства обусловливает практическую сложность обеспечения прочности элементов такого крепления, которые должны воспринимать усилие выпрессовки при использовании устройства в прессе.

Наиболее близким к изобретению по совокупности признаков является гидравлический агрегат для выпрессовки осей качания и втулок балансира, входящий в поточную линию ОПР-1856 ГОСНИТИ для демонтажа кареток подвесок гусеничных тракторов ДТ-54, Т-75, Т-74, ДТ-75 [2]

Агрегат представляет собой горизонтальный пресс, содержащий станину с горизонтальным базирующим и вертикальным опорным столами, а также опорную стойку, шарнирно связанную с тыльной крышкой силового гидроцилиндра. При этом гидроцилиндр передней крышкой свободно опирается на базирующий стол станины в позиции горизонтально направленного штока. Каретка опирается катками на базирующий, а балансиром на опорный стол, воспринимающий усилие выпрессовки, при этом ось качания оказывается соосной со штоком гидроцилиндра.

Недостатком известного устройства является невозможность создания рабочих усилий силового штока на разных уровнях относительно базирующего стола станины. Например, при выпрессовке осей качания кареток подвески гусеничных тракторов, когда оси качания оказываются на разных уровнях, вследствие существенно разного износа ободов катков кареток или при разных марках тракторов.

Недостаток известного устройства обусловливается фиксированной позицией уровня гидроцилиндра относительно уровня базирующего стола станины.

Задача изобретения изменение фиксированных позиций гидроцилиндра пресса, при которых ось силового штока координируется в вертикальной плоскости по разным горизонталям.

Задача изобретения решается следующей совокупностью признаков предлагаемого устройства.

Предлагаемый пресс, как и известный, содержит станину с горизонтальным базирующим и вертикальным опорным столами и опорной стойкой, связанной с тыльной крышкой силового гидроцилиндра.

В отличие от известного, в предлагаемом устройстве на стойке выполнены вертикальная опорная поверхность, отверстие с резьбой, в которой установлен винт, и паз, пересекающий опорную поверхность и отверстие с резьбой. При этом тыльная крышка гидроцилиндра связана со стойкой посредством фланца, опирающегося на опорную поверхность и сочлененного с тыльной крышкой цилиндрическим опорным шарниром, ось которого установлена горизонтально. При этом на фланце выполнен размещенный в пазу стойки хвостовик, на котором выполнены центральное отверстие и продольный сквозной паз, а на винте выполнен нижний хвостовик и сферическая головка, размещенные в пазу и отверстии хвостовика фланца соответственно. Также на винте выполнен верхний хвостовик, образующий наружное заплечико, обращенное к верху. При этом на верхнем хвостовике установлена втулка с внутренним заплечиком, опирающаяся последним на заплечико верхнего хвостовика и связанная с корпусом гидроцилиндра шарнирным звеном, сочлененным с последними верхним и нижним шарнирами соответственно. Причем относительно нижнего шарнира общая масса гидроцилиндра и сочлененного с ним фланца уравновешена при положении фланца, временно, при уравновешивании, зафиксированного соосно с гидроцилиндром.

Совокупность признаков заявленного устройства позволяет получить технический результат, решающий поставленную задачу.

В исходной позиции (горизонтально установленный силовой шток) фланец опирается на опорную поверхность стойки в результате стремления шарнирного звена повернуться вокруг оси верхнего шарнира против часовой стрелки (при позиции устройства согласно чертежу). Возникает оно под действием момента силы веса гидроцилиндра. При этом между поверхностью отверстия хвостовика фланца и сферической головкой имеется зазор, который в общем случае может оказаться как сверху, так и снизу головки, или, в частности, выбранным по ту или иную сторону.

При вращении винта на подъем его нижний хвостовик и сферическая головка вращаются в хвостовике фланца. А заплечико верхнего хвостовика увлекает втулку через ее внутреннее заплечико к верху. При этом последняя через шарнирное звено воздействует на гидроцилиндр. Горизонтальная составляющая силы этого воздействия опять же обуславливает прижим фланца к опорной поверхности стойки. А вертикальная станет поднимать гидроцилиндр и связанный с ним фланец. Фланец под действием силы трения со стороны опорной поверхности стремится повернуться вокруг оси опорного шарнира по часовой стрелке. Сила трения на верхней кромке фланца все более возрастает возникают взаимодействия, могущие привести к чрезмерному затормаживанию верхней кромки фланца на опорной поверхности и его заклиниванию. При чрезмерном затормаживании фланца гидроцилиндр, увлекаемый шарнирным звеном, станет поворачиваться по часовой стрелке вокруг оси опорного шарнира (при этом и далее при обратном повороте гидроцилиндра вокруг оси опорного шарнира соответственно работают шарнирное звено и его шарниры, обеспечивая эти повороты гидроцилиндра). Поворот гидроцилиндра будет до тех пор, пока сферическая головка не вступит во взаимодействие с верхней поверхностью отверстия хвостовика фланца, выбрав зазор относительно последней. А зазоры в шарнирах выбрались ранее, еще при исходном положении под действием сил веса гидроцилиндра и фланца. Поэтому воздействие сферической головки на хвостик фланца будет в общем случае с опозданием относительно начала поворота гидроцилиндра. Под воздействием сферической головки на хвостовик фланца последний повернется в диаметральной плоскости против часовой стрелки. Поворот фланца произойдет вокруг точки (линии) опоры его нижней кромки на опорную поверхность (а также и вокруг оси опорного шарнира). Ось опорного шарнира отдалится от опорной поверхности, гидроцилиндр еще повернется вокруг оси опорного шарнира по часовой стрелке. А верхняя кромка фланца отвалится от опорной поверхности чрезмерное торможение исчезнет. При повороте фланца сферическая головка (вращаясь) сместится в хвостовике фланца к его концу. Подъем гидроцилиндра и фланца продолжится при изломе их осей по оси опорного шарнира, который провиснет. При этом сила трения уменьшится, сместившись к нижней кромке фланца, которая "тащится" по опорной поверхности. Величина этой силы трения и будет определять величину излома ("микроизлома") осей гидроцилиндра и фланца, препятствуя их "выпрямлению". А при остановке винта воздействие этой силы трения на фланец прекратится. Тогда, уравновешиваясь относительно оси нижнего шарнира, гидроцилиндр и фланец встанут в исходное положение. Фланец привалится к опорной поверхности, а сферическая головка сместится в хвостовике фланца к его основанию. При возобновлении подъема все повториться устройство, реагируя на чрезмерное торможение фланца, исключает его заклинивание. Но при относительно высоком трении в шарнирах (например, несмазанных) фланец привалится к опорной поверхности неполностью. Тогда в начальный момент нагружения силового штока фланец самоустановится всей своей поверхностью на опорной поверхности стойки. В вертикальной плоскости самоустановка обусловится возможностью поворота фланца вокруг оси опорного шарнира, а в горизонтальной возможностью поворота втулки и хвостовика фланца вокруг общей оси оси винта.

При опускании винта снижение гидроцилиндра и фланца возникает под действием сил их веса. Чрезмерное торможение, ведущее к заклиниванию, теперь может возникнуть на нижней кромке фланца. Излом осей гидроцилиндра и фланца будет тогда в обратную, случаю подъема, сторону (осью опорного шарнира к верху). А исключение чрезмерного торможения и восстановление исходного положения гидроцилиндра и фланца будет аналогичным случаю подъема.

Корректировка положения силового штока на новом уровне может производиться попеременными ходами винта вверх-вниз.

В частности, когда в исходном положении верхний или нижний радиальный зазор между сферической головкой и поверхностью отверстия хвостовика выбран полностью, не ухудшит конечного результата. Например, при выбранном верхнем радиальном зазоре и подъеме винта или не возникает чрезмерного торможения верхней кромки фланца (сферическая головка заранее "не пускает" фланец поворачиваться вокруг оси опорного шарнира), или излом осей гидроцилиндра и фланца произойдет одновременно, если верхняя кромка фланца встретится с неровностью на опорной поверхности.

Таким образом, совокупность признаков заявленного устройства обуславливает следующий технический результат:

при вращении винта гидроцилиндр перемещается по вертикали, причем без сбоев;

при остановке винта гидроцилиндр фиксируется в позиции, координирующей ось силового штока по горизонтали;

при нагружении силового штока корректируется точность координации оси силового штока по горизонтали.

В итоге решается поставленная в изобретении задача.

В частном варианте исполнения устройства на стойке выполнен цилиндрический хвостовик, установленный во втулке, взаимодействующий с боковой поверхностью последней.

Взаимодействие хвостовика стойки с внутренней поверхностью втулки исключает воздействие на винт горизонтальной составляющей усилия, передаваемого шарнирным звеном через верхний шарнир на втулку. Это снижает силы трения на взаимодействующих резьбовых поверхностях винта и стойки. Соответствующая действию горизонтальной составляющей часть сил трения перераспределяется на взаимодействующие поверхности втулки и хвостовика стойки, где в силу специфики образования сил трения на резьбовой поверхности они будут ниже, нежели бы на винте.

В другом частном варианте исполнения пресса на верхнем хвостовике винта закреплен вороток.

Это исключает необходимость применения отдельного инструмента для вращения винта, обуславливая удобство эксплуатации пресса.

В ином частном варианте исполнения пресса шарнирное звено выполнено из двух половин, соединенных резьбовой муфтой, сопряженной с одной половиной звена правой, а с другой левой резьбой, а нижний шарнир закреплен на корпусе гидроцилиндра посредством хомута, охватывающего последний.

Передвижение хомута вдоль гидроцилиндра обуславливает удобство уравновешивания общей массы гидроцилиндра и фланца относительно нижнего шарнира. А изменение посредством муфты длины шарнирного звена обуславливает удобство наладки устройства, компенсирующей полученные при его изготовлении (или в результате эксплуатации) отклонения параметров, влияющих на исходное положение силового штока (установлен горизонтально), фланца (прилегает к опорной поверхности всей своей поверхностью) и головки винта (размещена в отверстии хвостовика фланца).

На чертеже изображен пресс в продольном разрезе.

Устройство содержит станину 1 с горизонтальным базирующим и вертикальным опорным столами (последний на чертеже не показан), закрепленную на станине опорную стойку 2, винт 3, сопряженный с резьбой 4 отверстия 5 стойки, и фланец 6, опирающийся на вертикальную опорную поверхность 7 стойки. С фланцем 6 посредством цилиндрического опорного шарнира 8 сочленен гидроцилиндр 9, силовой шток 10 которого установлен горизонтально. Шарнир 8 образован цапфой, смонтированной в ушке 11 фланца 6 и проушине тыльной крышки гидроцилиндра 9, при этом ось шарнира установлена горизонтально. Гидроцилиндр 9 связан шарнирным звеном 12 с втулкой 13, на которой выполнено внутреннее заплечико 14. Последним втулка 13 опирается на заплечико 15, образованное верхним хвостиком 16 винта 3. На стойке 2 выполнен цилиндрический хвостовик 17, установленный внутри втулки 13. Последняя на хвостовик 17 опирается правой боковиной внутренней поверхности под действием сил веса гидроцилиндра 9 и фланца 6. На фланце 6 выполнен хвостовик 18, свободно размещенный в вертикальном пазу 19, образованном на стойке 2. На хвостовике 18 выполнены продольный паз 20 и центральное отверстие 21. Паз 20 сквозной относительно отверстия 21. На винте 3 выполнены нижний хвостовик 22 и сферическая головка 23, размещенные в пазу 20 и отверстии 21 соответственно. Ось верхнего шарнира 24 шарнирного звена 12 размещена в диаметральной плоскости втулки 13 в средней части ее высоты (для чего цапфа шарнира 24 выполнена раздвоенной, а верхний конец звена 12 в форме вилки с ответными цапфе отверстиями). Нижний шарнир 25 звена 12 закреплен на корпусе гидроцилиндра 9 посредством хомута 26. При этом относительно шарнира 25 общая масса гидроцилиндра 9 и фланца 6 уравновешена их общий центр тяжести 27 находится на одной вертикали с осью шарнира 25. При уравновешивании фланец 6 временно фиксируется соосно с гидроцилиндром 9. Для уравновешивания используется хомут 26 путем его перемещения вдоль корпуса гидроцилиндра 9. Шарнирное звено 12 выполнено из двух половин, соединенных резьбовой муфтой 28, сопряженной с одной половиной звена правой, а с другой левой резьбой. Изменением длины шарнирного звена 12 посредством муфты 28 осуществляется наладка исходного положения устройства при его изготовлении ось силового штока 10 устанавливается горизонтально при опирающемся на опорную поверхность 7 фланце 6. На хвостовике 16 закреплен вороток 29.

Шарнирное звено 12, шарниры 24, 25, муфта 28, гидроцилиндр 9 и хомут 26.

Устройство работает следующим образом.

При вращении воротком 29 винта 3 на подъем его заплечико 15, воздействуя на заплечико 14 втулки 13, стремится поднять последнюю. Силы трения, передаваемые вращающимся заплечиком 15 на заплечико 14 втулки 13, повернуть последнюю вокруг ее оси существенно не могут вследствие их малости относительно сил инерции массы гидроцилиндра 9 и фланца 6 и жесткости звена 12. Усилие в звене 12 нарастает и через шарнир 25 передается на гидроцилиндр 9. Горизонтальная составляющая этого усилия увеличивает прижим фланца 6 через шарнир 8, к опорной поверхности 7. А вертикальная составляющая стремится поднять гидроцилиндр 9 вместе со связанным с ним фланцем 6. Еще при неработающем винте 3 радиальные зазоры в шарнирах уже выбраны под действием сил веса гидроцилиндра 9 и фланца 6, а зазоры между сферической головкой 23 и поверхностью отверстия 21 в общем случае имеются (установочные зазоры размещения головки в отверстии, к тому же увеличивающиеся в результате эксплуатации устройства). Поэтому в начальный момент подъема винта 3 фланец 6 увлекается вверх только гидроцилиндром 9 через шарнир 8. Под действием сил трения со стороны опорной поверхности 7 фланец 6 стремится повернуться вокруг оси шарнира 8 по часовой стрелке. Силы трения на верхней кромке фланца 6 все более возрастают. Возникает эффект, ведущий к чрезмерному торможению фланца 6 и его заклиниванию между опорной поверхностью 7 и шарниром 8, если бы не наличие шарнирного звена 12. При чрезмерном торможении фланца 6 гидроцилиндр 9 станет поворачиваться вокруг оси шарнира 8 по часовой стрелке благодаря повороту звена 12 вокруг оси шарнира 24 против часовой стрелки. Гидроцилиндр 9 поворачивается вокруг оси шарнира 8, пока головка 23, выбрав зазор, не вступит во взаимодействие с верхней поверхностью отверстия 21 хвостовика 18. Тогда головка 23 станет поворачивать фланец 6 в его диаметральной плоскости против часовой стрелки. Поворот фланца 6 произойдет вокруг точки (линии) опоры нижней кромки фланца на опорную поверхность 7 (а также вокруг оси шарнира 8). Верхняя кромка фланца 6 отвалится от опорной поверхности 7 чрезмерное торможение фланца исчезнет. При повороте фланца 6 головка 23, вращаясь, сместится в отверстии 21 к концу хвостовика 18, шарнир 8 отдалится от опорной поверхности 7, соответственно увеличив поворот гидроцилиндра 9. Гидроцилиндр 9 и фланец 6 станут подниматься при изломе ("микроизломе") их осей по оси шарнира 8, который провиснет. Силы трения на фланце 6 уменьшатся, сместившись к его нижней кромке, которая "тащится" по опорной поверхности 7. При этом соответственно уменьшится излом осей гидроцилиндра 9 и фланца 6 (т.к. величина излома определяется величиной сил трения на фланце). Втулка 13 поднимается, скользя по правой половине хвостовика 17.

При остановке винта 3 произойдет уравновешивание относительно шарнира 25 общей массы гидроцилиндра 9 и фланца 6. Оси последних "выпрямятся" в одну горизонтальную линию, фланец 6 привалится к опорной поверхности 7, а сферическая головка 23 сместится в хвостовике 18 обратно, к его основанию. При остановке винта 3 фланец 6 неполностью привалится к опорной поверхности 7 при относительно высоком трении в шарнирах (например несмазанных). Тогда в момент нагружения силового штока 10 фланец 6 самоустановится всей своей поверхностью на опорной поверхности 7. В вертикальной плоскости самоустановка обусловится возможностью поворота фланца 6 вокруг оси шарнира 8, а в горизонтальной возможностью поворота втулки 13 и хвостовика 18 вокруг оси винта 3.

При опускании винта 3 снижение гидроцилиндра 9 и фланца 6 возникнет под действием сил их тяжести. Чрезмерное торможение, ведущее к заклиниванию фланца 6, теперь может возникнуть на его нижней кромке. Излом осей гидроцилиндра 9 и фланца 6 будет тогда в обратную, случаю подъема, сторону (осью шарнира 8 к верху). А исключение чрезмерного торможения и восстановление исходного положения гидроцилиндра 9 и фланца 6 будет аналогичным случаю подъема.

Корректировка позиции силового штока 10 на новом уровне может осуществится попеременными ходами винта 3 вверх-вниз.

В частности, когда в исходном положении верхний или нижний радиальный зазор между сферической головкой 23 и поверхностью отверстия 21 хвостовика 18 выбран полностью, не ухудшит результата работы устройства.

Устройство применимо для ковочно-штамповочных и прессовых работ в машиностроении и для разборочно-сборочных работ в ремонтном производстве, работоспособно и при большой шероховатости взаимодействующих поверхностей фланца и стойки.