рычажно-винтовой пресс

Формула изобретения

Рычажно-винтовой пресс, содержащий смонтированный в направляющих станины ползун, связанный с ползуном винт, сочлененный несамотормозящей резьбой с закрепленной в станине гайкой, маховик, силовой привод в виде кривошипно-шатунного механизма, отличающийся тем, что ползун связан с шатуном через коленно-рычажный механизм с ползушкой, один из рычагов которого через ролик взаимодействует с установленным на станине подпружиненным кулаком, профиль которого обеспечивает разгон, свободное движение и подъем подвижных частей, а маховик винта соединен с винтом посредством управляемой муфты.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области кузнечно-прессового оборудования, конкретно к винтовым прессам.

Известны конструкции винтовых прессов с различными видами приводов [1]. Их общим недостатком является реверсный кинематический цикл, связанный с переключениями в основном приводном звене, возникающие при этом потери энергии и времени и соответственно низкий кпд и производительность. Предлагаемый вид кузнечно-прессового оборудования сочетает положительные качества машин ударного действия и кривошипных прессов.

Наиболее близким к заявленному устройству относится винтовой пресс (RU 2063341) [2] , содержащий смонтированный в направляющих станины ползун, связанный с ползуном винт, сочлененный несамотормозящей резьбой с закрепленной в станине гайкой, жестко связанный с винтом маховик, силовой привод и силовые цилиндры. Силовой привод выполнен в виде кривошипно-шатунного механизма, шатуны которого шарнирно соединены с управляемыми силовыми цилиндрами, установленными в направляющих, а штоки поршней цилиндров соединены с ползуном.

Недостатками известного устройства является сложность конструкции, связанная с необходимостью управления и действия силовых цилиндров, обеспечивающих подъем подвижных масс на завершающей стадии кинематического цикла, а также нерациональные затраты энергии, возникающие при раскрутке маховика на винте в период обратного хода.

Изобретение направлено на упрощение конструкции и системы управления, снижение энергозатрат и повышение производительности.

Это достигается тем, что ведущее звено - кривошипно-шатунный механизм связано с подвижными частями - ползуном, винтом и маховиком через коленно-рычажную систему звеньев, один из рычагов которых через ролик взаимодействует с подпружиненным кулаком, установленным на станине пресса. Профилировка кулака выполнена таким образом, что в период разгона подвижных частей от крайнего положения ролик обкатывается по прямолинейному участку кулака, обеспечивая передачу ускорения от кривошипно-шатунного механизма к подвижным частям. По достижении ведущим звеном максимальной скорости, когда угол поворота кривошипного вала приблизится к 90^o, ролик входит в криволинейную зону профилировки кулака, выполненную таким образом, что подвижные части на этой стадии движения перемещаются в режиме свободного падения, ограниченного лишь действием сил внешнего трения в сопряжениях механизма, и ролик при этом движется вдоль профиля кулака с небольшим зазором. Этот зазор сохраняется вплоть до остановки подвижных частей после выполнения операции штамповки. В период обратного хода и подъема частей ролик контактирует с профилем кулака по всей его протяженности вплоть до вывода ползуна в крайнее верхнее положение.

Сущность изобретения поясняется чертежом.

Ползун 1 пресса соединен подпятником с винтом 2, имеющим несамотормозящую резьбу и проходящим через гайку 3, неподвижно закрепленную в станине пресса. На верхнем конце винта установлен маховик 4 и фрикционная муфта 5 с пневматическим механизмом включения 6. Ползун 1 через рычаги 7 и 8 соединен с размещенной в направляющих ползушкой 9, шатуном 10 и кривошипным валом 11, на котором установлен маховик 12 с фрикционной муфтой 13, имеющей пневматический механизм включения 14. Маховик 12 связан клиноременной передачей с электродвигателем 15. Рычаг 8 через ролик 16 контактирует с подпружиненным кулаком 17. Инструмент закреплен на ползуне 1 и столе пресса 18.

Пресс работает следующим образом. При подготовке пресса к совершению кинематического цикла ползун 1 находится в крайнем верхнем положении (КВП) и через систему рычагов 10, 8 и 7 удерживается тормозом, расположенным на кривошипном валу 11 (тормоз на схеме условно не показан). Кривошипный вал 11 с шатуном 10 и ползушкой 9 также выведен в КВП. При этом рычаги 7 и 8 расположены по отношению к друг к другу под углом L около 170^o, а ролик 16 находится в зоне точки А. Маховик 12, связанный клиноременной передачей с электродвигателем 15, совершает холостые обороты.

При нажатии пусковой кнопки или педали тормоз на кривошипном валу выключается. Далее от пневматического механизма 14 включается фрикционная муфта 13 и маховик 14 присоединяется к кривошипному валу 11, обеспечивая его вращение. Шатун 10 начинает перемещать ползушку 9, которая через рычаги 8 и 7 начинает разгонять ползун 1, раскручивая винт 2 с маховиком 4 и муфтой 5, которая в этот момент включена и обеспечивает кинематическую связь маховика с винтом.

При повороте кривошипного вала от исходного положения на угол около 90^o скорость движения ползушки 9 достигает максимальной. В этот период ролик 16, опираясь на кулак 17, проходит его прямолинейный участок, обеспечивая угол L между рычагами 8 и 7 неизменным и равным изначальному. На этой стадии ползун 1, разгоняемый через систему рычагов 8 и 7, имеет равную с ползушкой 9 скорость. При дальнейшем повороте кривошипного вала скорость ползушки 9 уменьшается и становится равной нулю при повороте кривошипного вала на угол 180^o. На этой стадии поворота кривошипного вала подвижные части - ползун, винт, маховик движутся в режиме свободного падения, ограниченного лишь действием сил трения в сопряженных узлах. Угол L между рычагами 7 и 8 начинает уменьшаться, а ролик 16, расположенный на конце рычага 8 в кривошипную зону профилировки кулака 17, проходит рядом с небольшим зазором.

При подходе ползуна 1 к крайнему нижнему положению начинается операция штамповки заготовки, установленной в нижней половине штампа, закрепленного на столе пресса 18. К моменту окончания штамповки угол L между рычагами 7 и 8 должен соответствовать 50-60^o, а ролик 16 находиться в зоне точки Б. Ползушка 9, связанная с кривошипным валом, в этот момент будет также находиться в крайнем нижнем положении. При этом опытным или расчетным путем устанавливается такая профилировка кулака 17, чтобы зазор между роликом и кулаком был минимальным.

При дальнейшем повороте кривошипного вала от угла 180^o ползушка 9 начинает перемещение от крайнего нижнего положения вверх. Ролик 16 упирается в кулак 17, который с целью амортизации нажимного усилия установлен относительно станины на пружинах. Рычаги 8 и 7 начинают относительно друг друга распрямляться, увеличивая угол L, и ползун 1 начинает движение вверх. К этому моменту по сигналу от командаппарата, связанного с кривошипным валом, через пневматический механизм 6 выключается муфта 5, отсоединяя маховик 4 от винта 2, что предотвращает разгон маховика в обратном направлении при подъеме ползуна. При повороте кривошипного вала на угол 360^o ползун достигает КВП. Ролик 16 устанавливается в зоне точки А. По сигналу от командаппарата выключается муфта 12 и включается тормоз на кривошипном валу. В этот момент производится также сброс воздуха из муфты 5, чем обеспечивается присоединение маховика 4 к винту 2. Кинематический цикл пресса на этом заканчивается. Далее после выемки отштампованной поковки и закладки новой заготовки цикл повторяется.

Источники информации

1. Бочаров Ю.А. Винтовые прессы. - М.: Машиностроение, 1976.

2. RU 2063341, БИ 19, 1996.