Станина штамповочного молота

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Реслублик (61) Дополнительное к авт. свмд-ву (22) Заявлено 06. 03. 81 (21) 3298634/25-27 1311 М. Ktl.з с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет—

В 21 J 13/04

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий

Опубликовано 28.02,83. Бюллетень ¹ 8

Дата опубликования описания 280283 (ЗЗ) УДК 6?1. 97. Об (088. 8) (72) Авторы изобретения

И.С.Коган, А.И.Храмой, A.v.Колчин и 1О.B.Иванов (71) Заявитель (54) СТАНИНА ШТАМПОВОЧНОГО ИОЛОТА

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к оборудованию для горячей штамповки.

Известна станина молота, содержащая плиту, стойки, станинные и головные шпильки с пружинами и шабот, состоящий из нескольких плит со штифтами между ними (1 .

Необходимость выполнения шабота станины составным диктуется, с одной стороны, требованиями обеспечения коэффициента полезного действия удара, с другой — возможностью изготов.пения отливки шабота, ее транспортировки, обработки и монтажа. Работа молота с подобной станиной сопровождается раскрытием стыков между плитами шабота, последующим соударением, попаданием окалины на опорные поверхности, что приводит к их износу Г1 ).

Происходит раскрытие стыка и между стойками и шаботом, так как они соединены шпильками с упругими связями в виде пружин, которые служит для уменьшения нагрузок на шпильки. Это также сопровождается интенсивным, до 10-15 мм в год и зачастую неравномерным износом опорных поверхностей стоек, Rf1xo+ot4 из строя станины молота и необходимостью ее капитально4 го ремонта.

Из вест на станина шт амповочно го . молота, содержащая плиту для установки цилиндров, стойки, шабот из одной или более плит со штифтами между ними и цапф, соединенных между собой силовым элементом в виде замкнутого гибкого бандажа из высокопрочной ленты 12).

Ланное устройство уменьшает ðàñкрытие стыка между плитами шабота и подсасывание в стык окалины, вМесге с тем не способствует повыаению долговечности плит иэ-за контактного износа и связанной с ним выработки опорных поверхностей. Из-за этого появляются зазоры на опорных поверхностях, плиты шабота начинают работать в циклическом режиме на изгиб, следствием чего является их усталостное разрушение. Кроме того, при появлении зазора ослабляется затяжка бандажа, стягивающего плиты шабота.

Выработка опорных поверхностей (линзовидная форма) появляется в связи с тем, что высота и площадь в плане плит шабота и штампа не обеспечивают восприятие нагрузки от штампа всей .опорной поверхности плиты шабота, 100014ф при этом работает на сх<атие ее центральная часть, которая и сминается в большей степени, чем периферийная зона, образуя линзовидный зазор. Ослабление затяжки бандах<а происходит за счет смятия периферии опорных поверхностей. Недостатками устройства также являются его сложность, необходимость длительной разборки для замены плит шабота. Следует указать так же, что это устройство не обеспечива- 1 .ет устранение износа опорных поверхностей стоек и шабота.

Цель изобретения — повышение срока службы путем предотвращения раскрытия стыков стоек с шаботом и плит 15 шабота.

Поставленная цель достигается тем, что в станине штамповочного молота, включающий плиту для установки цилиндров, соединенную стойками с шаботом, ро

cnc".oÿ))<èì из одной или более плит, стянутых штифтами, на опорной поверхности верхней плиты шабота под стойками и на опорной поверхности каждой нижележащей плиты шабота выполнены герметичные полости, заполненные вязким материалом, например, эпоксидной смолой, контактирующим с опорными поверхностями стоек и вышелех<ащих плит шабота, при этом площадь полости и ее высота связаны между собой выражением

ОЛо — () (Ф "о

/Д

1<) Г где ) — глубина полости;

Д ) — соответственно коэффици) I ент поверхностного натям;ения и динамическая вяз- 4О кость заполняющей полость жидкости

Fo — глощадь полости в плане, G — zec каждой нижележащей плиты шабота, 45 скорость движения шабота после удара, максимальное усилие, развиваемое молотом.

Возникающие после удара молота восстанавливающие силы (силы упругости) стремятся отбросить плиты шабота одну от другой. При этом относительная скорость отскока плит ша бота, которая нарастает от нуля до максимальной величины, за,счет высокой контактной жесткости практически мгновенно и на весьма малом пути достигает 40-50 см/с. В дайной конструкции силам упругости противодействуют силы вязкостного сопротивления, áÎ которые пропорциональны относительной скорости отскока плит шабота, и силы сцепления таким образом, что энергия отскока на неболы)ом пути, равном деформации вяз ного матери ала, равна работе сил вяэкостного сопротив .пения и сил,сцепления. Это и обеспечивает нераскрытие стыка. Находящийся в полости между плитами вязкий материал перераспределяет нагрузку на практически всю контактную поверхность плит шабота, что позволяет избежать появление зазоров и уменьшить связ анные с н им из гибные напряжения, н априме р, верхней плиты шабота. Таким образом, если шабот и подвергается ,изгибным нагрузкам, то воспринимают ся они всей его высотой (т.е. суммар;ной высотой всех частей шабота как единого целого) и в 30-50 раз меньше.

Это также спосббствует повышению долговечности шабота.

Аналогичные явления происходят в стыке между стойками и шаботом, где относительному движению шабота и стоек также препятствуют силн вязкоотного сопротивления, Площадь полости и высота связаны между собой выражением ,где — высота полости,, р —. соответственно коэффициент

)i поверхностного натяжения и динамическая вязкость заполняющегО полость материала при температуре нагрева стоек и плит шабо та работающего молота (обычно 50-60 C)i

<.о — площадь полости в плане, вес каждой нижележащей плиты шабота, 4 — скорость движения шабота после удара, максимальное усилие, развиваемое молотом.

Верхняя граница диапазона (1) определяет нераскрытия стыков при работе молота.

Аналитическое выражение для нее получено с использованием формулы, 1 которая дает зависимость силы Р противодействия относительному движению со с корост ью М пластин, между которыми расположен слой жидкости с вязко ст ью,0

B данном случае это уравнение решается относительно высоты полости d .

8. — †приведенн радиус. Принимаем, что максимальной величине высоты h соответствует максимальное значение действующего усилия. Уменьшая величину верхней границы для высоты Ь принимаем в качестве силы Р максимальное усилие, развиваемое молотом.

100014@ д о

f I между ними не раскрывается.

Находящийся в полостях 6 и 7 вязкий материал сжимается после удара под воздействием опорных поверхйостей стоек 2 и вышележащих плит 3 и 4 шабота, а избыточное давление на вязкий материал компенсируется выходом части его объема в зазоры Q и 3 °

После прекращения сжатия под действи-

- ем сил сцепления избыток вязкого материала затекает обратно в полости 6 и. 7. Таким образом, давление вязкого материала на торцы 8 и 9 полостей 6 и 7 в процессе работы молота остается постоянным.

Как показывает расчет динамической модели станины с использованиЕм ЭВМ

ЕС-1020, в качестве относительной скорости движения плит шабота с точностью до 10% по величине высоты Ь может быть принята начальная скорость послеударного отскока шабота как единого целого.

Нижняя граница для высоты полости

h определяет условие разборки шабота при необходимости замены одной из плит. Она получена с использованием формулы, которая дает зависимость для величины силы сцепления Р в жидкости между смачиваемыми пластинами площадью 15

Подставляя вместо величины силы р. все одной из плит шабота, получаем выражение для нижней границы диапазо-2ц на значений высоты полости. При значении высоты полости выае нижней границы силы вязкостного сопротивления становятся меньше действующих усилий и стык раскрывается, а при значении 25 высоты полости ниже нижней границы силы сцепления становятся больше веса нижележащей плиты шабота и разборка шабота беэ специальных приспособлений значительно затрудняется. Послед-ЗО нее, а также тот факт,, что старение вязких жидкостей в тойких пленках происходит значительно быстрее, оп ределяет целесообразность выполнения именно полости, а не установления плиты шабота на другую только с промазкой такой жидкостью, На фиг.1 представлена вертикальная проекция станины штамповочного молота40 на фиг.2 — сечение A-A на фиг.1 профильной плоскостью.

Станина содержит плиту 1 для установки. цилиндров, стойки 2, шабот, состоящий из плит 3-5. На опорной поверхности верхней плиты 3 шабота.. под стойками 2 выполнены полости б, а на верхней опорной поверхности плит

4 и 5 выполнены полости 7 с опорными торцами 8 и 9 на.двух противоположных сторонах полостей б и 7. Полости 6 50 и 7 являются незамкнутыми и заполнены вязкой жидкостью, например эпоксидной, полиуретано-эпоксидной смолой.

Для предотвращения вытекания вязкой жидкости из полостей б в плите 3 в 55 местах прохода станинных шпилек 10 установлены уплотнительные манжеты

11. По двум другим сторонам полостей

7 торцы 12 выполнены таким образом, что.они образуют горизонтальные за- 60 зори 0 и вертикальные зазоры б с вышележащими плитами 3 и 4. В зоне стыка между стойками 2 и верхней плитой

3 шабота имеются вертикальные зазоры 3

Для предотвращения тносительного смещения плит шабота, стоек и подцилиндровой плиты в горизонтальной плоскости используют штифты 13, для стоек — клинья 14 и 15, пружины 6, стайинные шпильки 10 и головные шпильки 17 °

Конструкция работает следующим об. разом.

После удара мэлота часть его энергии передается шаботу, который начин ает двигаться вниз со скоростю отскока, достигающей 0,5-0,6 м/с, а стойки 2 с плитой 1 остаются неподвижными. При этом пружины 16 на шпильках 10 и 17 прижимают плиту 1 к стойкам 2, а стойки 2 к клиньям 14 и

15, при этом сдвиг плит 3-5 шабота . предотвращается штифтами 16. Скорость отскока шабота последовательно пере дается плитаМ 3-5 шабота, при этом их контактные поверхности сжимаются и возникают силы упругости, препятствующие сжатию и стремящиеся отбросить плиты 3-5 одну от другой ° Силам упругости противодействуют силы вяэкостного сопротивления вязкого материала, находящегося в полостях 7.

Величина сил вязкостного сопротивления пропорциональна скорости относительного движения плит 3-5 шабота; причем, когда величина этих сил больше величины сил упругости, стремящихся отбросить плиты 3-5 друг от друга, стыки не раскрываются. При этом работа сил вязкостного сопротивления на небольшом по величине пути деформации вязкого материала не меньше, чем энергия отскока плит 3-5. В стыке стоек 2 с плитой 3 шабота также при отскоке шабота после удара от неподвижных стоек 2 возникают силы вязкостного сопротивления вязкого материала, находящегося в полости б, препятствующие относительному движению стоек 2 и плиты 3. Силы вяэкостного сопротивления препятствуют отрыву стоек 2 и плиты 3 шабота и стык

При сборке станины в полость, выполненную на плите 5, помещают вязкий материал в объеме, превышающем объем полости 7. Поскольку вязкость

7 100014Я

8 м гервала высока, он не растекается до опускания вышележащей плиты 4.

После опускания плиты 4 на торцы 8 под действием веса плиты вязкий мате риал распределяется в полости 7 так, что опорная поверхность плиты 4 контактирует с вязким материалом и с ториами B:÷ëèòû 5„ а еrn излишек выдавливается в зазоры d и О, Аналогично производится установка вышележащей плиты 3 и стоек 2. Далее на стойках 2 монтируется подцилиндровая плита 1.

При демонтаже станины стойки 2 и плиты 3-5 шабота разъединяют с помощью обычного подъемно-транспортного 15 оборудования, создающего усилие подьема при малой его скорости. При этом разъединению частей шабота противодей ствуют силы сцепления вязкого ма,териала, величина которых в случае gg выполнения высоты Ь полостей б и 7 из ,соотношения (1) невелика и по величиНр меньше веса нйжележащей плиты шабот а.

Предлагаемое устройство позволяет 25 уменьшить величину раскрытия стыков между стойками и шаботом и между плитами шабота. Уменьшение величины раскрытия стыков предотвращает попадание окалины на опорные поверхности деталей станины, неравномерный интенсивный износ этих поверхностей при ра-боте молота и поломки плит шабота из-за возникающих при этом их изгиб,—. .ûõ колебаний. Экономический эффект может быть получен з а счет увеличения продолжительности межремонтных циклов и дополнительного выпуска продукции при сокращении простоев молота во время демонтажа деталеи станины молот а и по =ледующе го во с стано вл е н ия 40 их опорных поверхностей.

Формула изобретения

Станина штамповочного молота, содержащая плиту для монтажа цилиндров, с с ",О Я

2ПТ где с Д

) соответственно кбэффициент поверхностного натяжения и динамическая вязкость заполняющей полость жидкости, площадь полости в плане; вес каждой нижележащей плиты шабота; скорость движения шабота после удара, максимальное усилие,развиваемое молотом; высота полости.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Цеглов В.ф. Совершенствование кузнечного оборудования ударного дей ствия. N., "Машиностроение", 1968, с. 73, рис. 40.

2.. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2715376/25-27, кл. В 21 J 13/00, 22.01.79 (прототип) ° соединен ную стойками с шаботом, состоящим из одной или более плит, соединенных между собой штифтами, о т личающаяся тем,что,сцелью повышения срока службы путем предотвращения раскрытия стыков стоек с шаботом и-плит шабота, на опорной поверхности верхней плиты шабота под стойками и на опорной поверхности каждой нижележащей плиты шабота выполнены полости, заполненные вязкой жидкостью, контактирующей с опорными поверхностями стоек и вышележащих плит шабота, при этом площадь полости и высота ее связаны между собой выражением

1000146

А-A

1f

8

У физ.2. физ. 1

Составитель И. Капитонов

Редактор Н.Ееиеля Техред A.Aö Корректор А.Гриценко

Закаэ 1226/8 Тираж 684 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, 1ocKBa, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4