кривошипно-винтовой пресс

Формула изобретения

Кривошипно-винтовой пресс, содержащий станину с направляющими, в которых установлен ползун, связанный с винтом, сочлененным несамотормозящей резьбой с гайкой, закрепленной на станине, маховик, связанный с винтом через управляемую муфту, стол и кривошипный вал, взаимодействующий с ползуном через шатуны и цапфы, отличающийся тем, что он снабжен пластинами, управляемыми посредством силового цилиндра, гребенками с подпружиненными роликами и установленными в направляющих ползушками, кривошипный вал выполнен четырехколенным, при этом два кривошипа упомянутого кривошипного вала выполнены с эксцентриситетом, меньшим эксцентриситета двух других кривошипов, ползун выполнен с пазами, шатунные шейки кривошипов с меньшим эксцентриситетом связаны посредством шатунов с ползушками, которые выполнены взаимодействующими с цапфами ползуна, а шатунные шейки кривошипов с большим эксцентриситетом связаны посредством шатунов с пластинами, которые установлены с возможностью перемещения в пазах ползуна и выполнены взаимодействующими с гребенками.

Описание изобретения к патенту

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

Винтовые прессы известного типа отличаются низким КПД, сложным приводом, неточным механизмом дозирования энергии сложностью использования их в штамповочных линиях с единой системой синхронизации [1]. Предлагаемый вид кузнечно-прессового оборудования сочетает положительные качества машин ударного действия и кривошипных прессов.

Наиболее близким к заявленному устройству относится винтовой пресс (RU 2198097 С2, 10.02.2003, В 30 В 1/18) [2], содержащий станину с направляющими, в которых установлен ползун, связанный с винтом, сочлененный несамотормозящей резьбой с гайкой, закрепленной на станине, связанный с винтом маховик оснащенный управляемой муфтой, стол, перемещаемые в направляющих силовые цилиндры и силовой привод в виде кривошипно-шатунного механизма, расположенного ниже плоскости штамповки и шатунами, связанными с силовыми цилиндрами.

Недостатком известного устройства является наличие промежуточного звена между ползуном и кривошипно-шатунным механизмом в виде силового цилиндра, что увеличивает габариты машины, повышает сложность конструкции, снижает точность выполнения кинематического цикла.

Изобретение направлено на упрощение конструкции, снижение габаритов, повышение надежности. Это достигается тем, что кривошипный вал выполнен четырехколенчатым, два из которых имеют эксцентриситет R₁, а два других эксцентриситет R₂ причем R₁ меньше R₂. Два кривошипа кривошипного вала с меньшим эксцентриситетом через шатуны связаны с ползушками в направляющих, которые взаимодействуют с цапфами, закрепленными на ползуне. Два кривошипа кривошипного вала с большим эксцентриситетом через свои шатуны связаны с пластинами, перемещающимися в пазах на ползуне, причем в этих пазах установлены управляемые от силового цилиндра гребенки с роликами.

Сущность изобретения поясняется на фиг.1 и 2. Кривошипно-винтовой пресс, содержащий станину с направляющими, в которых установлен ползун, связанный с винтом, сочлененным несамотормозящей резьбой с гайкой, закрепленной на станине, маховик, связанный с винтом через управляемую муфту, стол и кривошипный вал, взаимодействующий с ползуном через шатуны и цапфы, состоит из станины 5, в которой закреплена гайка 4 с несамотормозящей резьбой. Винт 3 проходит через гайку и соединен с ползуном 7. На верхнем конце винта установлен маховик 2 с управляемой фрикционной муфтой 1. Винт 3 оснащен управляемым тормозом 6. Ползун 7 имеет цапфы 9, которые проходят через продольные пазы ползушек 10, установленных в направляющих и имеющих на концах паза регулируемые демпфирующие устройства - демпферы 8, 11. Имеется четырехколенный кривошипный вал 14, два кривошипа которого выполнены с эксцентриситетом меньше двух других кривошипов.

Кривошипы с меньшим эксцентриситетом соединены с ползушками 10. Кривошипы с большим эксцентриситетом соединены с пластинами 12, установленными с возможностью перемещения в пазах ползуна. В этих же пазах установлены гребенки 21 с роликами 22. Опоры роликов установлены с возможностью поперечного смещения относительно пластин 12 и подпружинены пружинами 24. Гребенки 21 также подпружинены и имеют возможность продольного перемещения относительно пластин 10 под действием клиньев 20. Клинья 20 перемещаются от воздействия силового цилиндра 18 через рычаги 19, смонтированные на ползуне 7. На кривошипном валу 14 установлен маховик 16, связанный с электродвигателем 15. Имеется муфта 17 и тормоз 13.

Пресс работает следующим образом. При подготовке пресса к совершению кинематического цикла ползун 7 находится в крайнем верхнем положении (КВП) и удерживается тормозом 6, угол поворота кривошипного вала 14-0°. При этом положении цапфы 9 касаются верхних демпферов 8 ползушек 10. Маховик 16 при включенном электродвигателе 15 совершает холостые обороты, а кривошипный вал зафиксирован тормозом 13. При нажатии на кнопку или педаль тормозы 6 и 13 выключаются, включается муфта 17 и начинает вращаться кривошипный вал 14. Шатуны, связанные с кривошипами, имеющими эксцентриситет R₁, перемещают ползушки 10 вниз и, воздействуя через демпферы 8, на цапфы 9 передают силовой импульс на движение вниз ползуну 7, винту 3 и маховику 2, который в этот момент за счет действия пружин муфты 1 кинематически связан с винтом.

Под действием шатунов, связанных с другими шатунными шейками вала, пластины 12 свободно перемещаются в своих пазах, так как клинья 20 выведены силовым цилиндром 17 и рычагами в положение, обеспечивающие зазор между пластинами и роликами 20.

При повороте кривошипного вала на угол от 0 до 90° происходит нарастание скорости ползушек 10, которые через цапфы 9 разгоняют ползун и маховик до максимальной скорости для кривошипно-шатунного механизма. По мере поворота кривошипного вала от угла 90 до 180° скорость ползушек 10 снижается до нуля, в то время как скорость подвижных масс продолжает нарастать под действием сил тяжести. При подходе ползуна к крайнему нижнему положению начинается операция штамповки и скорость подвижных масс снижается до нуля в соответствии с законом сопротивления пластической деформации штампуемого металла. К концу операции штамповки цапфы 9 приближаются к демпферам 11.

Расчеты показали, что, исходя из условия безударного прохода цапф по пазу ползушек и выхода ползуна в крайнее нижнее положение практически одновременно с ползушками, длина паза должна быть

L=kR₁,

где k=1,5-1,7 - коэффициент, зависящий от вида технологической операции.

Так, при специализации пресса для штамповки поковок с тонким полотном (лезвийный инструмент, слесарно-монтажный инструмент, турбинные лопатки) k=1,5. Для процессов выдавливания прессования штамповки высоких поковок k=1,7.

С другой стороны для обеспечения подъема ползуна до КВП с выходом цапф вплотную к верхним демпферам 8:

L=2R ₂-2R₁+Д+,

где Д - диаметр цапфы;

- величина регулировки демпферов 8.

Таким образом, соотношение между радиусами кривошипов составит:

К моменту поворота кривошипного вала до 180° штамповка должна быть закончена и по сигналу от командаппарата включается муфта 1 и маховик 2 отсоединяется от винта 3, что снижает энергозатраты на стадии подъема подвижных масс до КВП. В этот же момент или несколько раньше силовой цилиндр 18 через рычаги 19 с помощью клиньев 20 опускает гребенки 21, прижимая ролики 22 к пластинам. Под действием шатунов, соединенных с кривошипами, имеющими эксцентриситет R₂ пластины идут вверх, увлекая за собой ползун, поскольку ролики 22 фиксируют перемещение пластин 12 относительно ползуна. При повороте кривошипного вала на угол 360°, ползун 7 с винтом и маховиком 2 выйдет в КВП, причем цапфы 9 установятся вплотную к демпферам 8 ползушек 10, которые также выйдут в КВП, соответствующее своему кривошипно-шатунному соединению. В этом положении кривошипного вала муфта 17 выключается, включаются тормозы 13, 6. Силовой цилиндр 18 перемещает клинья 20, освобождая гребенки 21, которые под действием пружин поднимаются, восстанавливая зазор между пластинами 12 и роликами 22. Таким образом, завершается кинематический цикл работы пресса, когда подвижные части выведены в КВП, а цапфы подведены к верхним демпферам 8 вплотную. Далее цикл повторяется.

Использование изобретения позволяет упростить конструкцию, снизить ее габариты, обеспечить более четкое исполнение кинематического цикла, что повышает надежность работы машины в случае ее использования в автоматизированных комплексах или штамповочных линиях.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

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

2. Бюллетень изобретений №4, 2003.