многокривошипный пресс с гидропредохранителем

Формула изобретения

Многокривошипный пресс с гидропредохранителем, содержащий станину, в вертикальных направляющих которой установлен ползун, внутри которого в каждой точке соединения привода с ползуном установлены гидроопоры с присоединенными к ним гидроуправляемыми предохранительными сервоклапанами, отличающийся тем, что он оборудован отдельными насосами с возможностью независимой регулировки давления жидкости, нагнетаемой в каждую гидроопору (или их пары), а в магистрали, соединяющей сервоклапаны, предусмотрены не менее двух разделительных клапанов, снабженных ступенчатыми поршнями, при этом магистраль от каждой из опор соединена с полостью над большим поршнем одного разделительного клапана и с полостью под малым поршнем другого разделительного клапана.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к кузнечно-прессовому машиностроению, в частности к конструкции двух и четырехкривошипных прессов с гидравлическим предохранителем от перегрузки по усилию в ползуне.

Известен гидравлический предохранитель для многокривошипных прессов, содержащий установленную под каждым шатуном гидроопору в виде цилиндра с поршнем, поршневая полость которого соединена через обратный клапан с насосом и разгрузочным сервоклапаном в виде корпуса и подпружиненного запорного органа, при этом запорный орган разгрузочного сервоклапана выполнен в виде золотника с поршнем, клапаном с конической фаской и цилиндрического хвостовика с осевым и радиальными отверстиями, который установлен в корпусе с возможностью осевого перемещения, образуя в нем поршневую, надклапанную, подклапанную и управляющие полости, подклапанная полость разгрузочного сервоклапана соединена с поршневой полостью гидроопоры, а его надклапанная полость соединена отверстиями в цилиндрическом хвостовике с управляющей полостью, и надклапанные полости всех разгрузочных клапанов соединены между собой (см. авторское свидетельство N 742165, кл. B 30 B 15/28).

Это устройство позволяет настраивать каждый сервоклапан на различные давления срабатывания каждой гидроопоры за счет разделения настройки предварительного давления жидкости в системе, настройки клапана на срабатывание за счет давления воздуха в поршневой полости и наличия отдельной надклапанной полости, обеспечивающей блокировку, при этом надклапанные полости всех клапанов соединены между собой гидромагистралью, что позволяет защитить от поломок штампы и детали пресса.

Однако, как показала практика использования на прессах данного гидравлического предохранителя, ему свойственны следующие недостатки: большое соотношение давления жидкости в опоре к давлению воздуха в поршневой полости (коэффициент клапана), составляющее от 60 до 70, что требует очень высокой точности обработки определяющих его поверхностей и селективной подборки клапанов с одинаковым коэффициентом для всех опор пресса. Фактически давление воздуха в поршневой полости для прессов одной модели и одного усилия колеблется от 2,8 до 4,5 кг/см²; давление в гидроопоре при срабатывании клапана на 20. . .30% превышает заданное; при превышении давления в опоре часто не происходит полное открытие (срабатывание) клапана, а из-за сжимаемости воздуха в поршневой полости жидкость из гидроопоры только приоткрывает клапан и дросселируется в сливной бак, не обеспечивая разгрузки деталей привода от усилия перегрузки.

Известен также многокривошипный пресс с гидравлическим предохранителем от перегрузки в ползуне, содержащий установленную под каждым шатуном гидроопору, выполненную в виде корпуса с размещенным в нем поршнем, подпоршневая полость каждого корпуса соединена с магистралью через разгрузочный сервоклапан с насосом, снабженным нагнетательным клапаном, при этом подпоршневые полости гидроопор соединены между собой и подклапанными полостями сервоклапанов общей магистралью, а на участках магистрали, соединяющей подпоршневую полость гидроопоры и подклапанную полость сервоклапана, установлены обратные клапаны (см. авторское свидетельство N 376274, кл. B 30 B 15/28).

Это устройство, как наиболее близкое по конструктивному исполнению к заявляемому, принимается за прототип. Достоинством данного устройства является меньший по сравнению с первой конструкцией и более стабильный коэффициент клапана, составляющий примерно 3; полное и практически мгновенное открытие (срабатывание) клапана при повышении давления в гидроопоре выше заданного не более чем на 10...15%, что позволяет полностью разгрузить детали привода от усилия перегрузки; надежная и стабильная во времени блокировка сброса давления при перегрузке любой из гидроопор.

Однако устройству присущ вытекающий из его принципиального решения недостаток - невозможность настройки сервоклапана каждой из гидроопор на свое давление срабатывания, что необходимо при использовании многокривошипного пресса в качестве многопозиционного для защиты штампов от поломок, т.к. все подклапанные полости сервоклапаннов соединены между собой и давление в них, а следовательно, и усилие срабатывания сервоклапанов, одинаково.

В заявляемой конструкции многокривошипного (с двумя или более гидроопорами в точках соединения ползуна с приводом) пресса с гидропредохранителем указанные недостатки устраняются тем, что он оборудован отдельными насосами с возможностью независимой регулировки давления жидкости, нагнетаемой в каждую гидроопору (или их пару), а в магистрали, соединяющей сервоклапаны, предусмотрены не менее двух разделительных клапанов, снабженных ступенчатыми поршнями, при этом магистраль от каждой из опор соединена с полостью над большим поршнем одного разделительного клапана и с полостью под малым поршнем другого разделительного клапана.

Сопоставительный анализ заявляемого и известного многокривошипного пресса с гидравлическим предохранителем от перегрузки по усилию показывает, что заявляемое решение позволяет при использовании сервоклапана с гидравлическим управлением осуществлять настройку каждой гидроопоры на определенное усилие независимо от другой. К совокупности существенных признаков заявляемого объекта, позволяющим получить указанный выше технический результат, следует отнести оснащение его отдельными насосами с возможностью независимого регулирования давления жидкости, нагнетаемой в каждую гидроопору (или их пару), а также установку в магистрали, соединяющей сервоклапаны, не менее двух разделительных клапанов, снабженных ступенчатыми поршнями, при этом магистраль от каждой из опор соединена с полостью над большим поршнем одного разделительного клапана и с полостью под малым поршнем другого разделительного клапана.

На фиг. 1 показан общий вид многокривошипного пресса с гидропредохранителем; на фиг.2 - гидравлическая схема предохранителя.

Многокривошипный пресс содержит станину 1, в вертикальных направляющих которой установлен ползун 2, внутри которого в каждой точке соединения привода 3 с ползуном установлены гидроопоры 4 (4") и 5 (5") с присоединенными к ним гидроуправляемыми предохранительными сервоклапанами 6 (6") и 7 (7"), два гидропневматических насоса 8 и 9 с маслобаком, блок разделительных клапанов 10 и 11. Регуляторы давления подводимого к насосам воздуха 12 и 13 расположены на станине 1 и связаны с ними посредством гибких шлангов. Кроме того, предусмотрены реле давления воздуха и жидкости, электроуправляемые золотники, датчики давления и манометры, не показанные на чертеже.

Работу устройства поясняет фиг. 2, обозначение позиций на которой совпадает с фиг. 1. Для упрощения рассматривается только одна половина гидросхемы, в то же время предполагается аналогичная работа и второй ее половины. Сжатый воздух через регулятор давления 12 подается к гидропневматическому насосу 8. Давление подводимого воздуха, умноженное на коэффициент мультипликации насоса, равно выбранному давлению предварительной закачки жидкости в гидроопору, равному в свою очередь рабочему давлению в цилиндре гидроопоры, деленному на коэффициент клапана. По нагнетательной магистрали 14 жидкость поступает в надклапанную полость сервоклапана 6 (6") и через встроенный в него обратный клапан в подпоршневую полость гидроопоры 4 (4"). Одновременно давление жидкости передается по магистрали в полости, образованные под меньшим диаметром ступенчатого поршня разделительного клапана 10 и над большим диаметром ступенчатого поршня разделительного клапана 11. При этом давлением жидкости от насоса 9 передается в полости, образованные под меньшим диаметром ступенчатого поршня разделительного клапана 11 и над большим диаметром ступенчатого поршня разделительного клапана 10. При разнице давлений, создаваемых насосами, меньшей чем отношение площадей ступеней поршня, разделительные клапаны за счет усилия пружины и давления жидкости на большую ступень закрыты.

Соотношение площадей большой и малой ступеней поршней разделительных клапанов практически выбирается от 1,6 до 2,0, что позволяет иметь отношение настройки усилий в опорах в диапазоне от 0,625 (0,5) до 1,0 номинального.

В процессе работы пресса при приложении к ползуну технологического усилия давление в подпоршневых полостях гидроопор повышается, однако вследствие наличия обратных клапанов давление в надклапанных полостях сервоклапанов 6 и 7 остается равным предварительному. Если усилие на поршень, например сервоклапана 6, со стороны гидроопоры 4 превысит усилие на него со стороны надклапанной полости, поршень резко перемещается, открывая слив из обеих полостей. При этом падает и давление в нагнетательной магистрали 14, т.к. насос работает на слив через сервоклапан 6. Это приводит к открытию разделительного клапана 11 вследствие уменьшения усилия со стороны большей ступени и жидкость со стороны меньшей ступени, т.е. из магистрали 15, связанной с надклапанной полостью сервоклапана 7, сливается в маслобак. В свою очередь, уменьшение давления со стороны надклапанной полости сервоклапана 7 приводит к его открытию и быстрому сливу жидкости из подпоршневой полости гидроопоры 5.