Вертикальный кривошипный пресс-автомат

 

1. ВЕРТИКАЛЬНЫЙ КРИВОШПНЫЙ ПРЕСС-АВТОМАТ, содержащий размещенный в направляющих станины рабочий и уравновешивающие ползуны, многокривошипный вал, связанный при помощи соответствующих шатунов с ползунами и посредством многоступенчатой зубчатой передачи с приводом валковой подачи, при этом последний выполнен в виде шарнирно сочлененных с соответствующими осями станины регулируемого кривошипа с противовесом и коромысла, а также шарнирно сочлененной с последними тяги , отличающийся тем, 4TOj с целью повьш1ения производительности , регулируемьв кривошип смонтированв нижнем положении рабочего ползуна Параллельно кривошипам рабочего ползуна, а коромысло для этого положения смонтировано вертикально, при этом расстояние между осями определено зависимостью а Jp2 е2 2 (1 n-lV т .пмакс U расстояние от оси качагде ния коромысла до его шарнира связи с тягой; 8т - длина тяги; пмокс наибольший эксцентриситет регулируемого кривошипа . 2.Пресс-автомат по п.1, отличающийся тем, что он снабжен дополнительным противовесом, закрепленным на коромысле, и грузами, смонтированными на уравновешивающем S ползуне, расположенном со стороны (Л упомянутого привода. 3.Пресс-автомат по пп.1 и 2, с отличающийся тем, что величина массы дополнительного противовеса определена из условия ) С2) т. Рк f - момент инерции коромыс00 где ла относительно оси своего качания; ю - масса коромысла с частью массы тяги ел Jp - момент инерции массы т.. относительно оси качания коромыслаi - расстояние от центра массы коромысла с дополнительным противовесом до оси его качания о( - величина массы противовеса регулируемого кривошипа определена из условия ( + к (3) г. r,, пп

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

<»J4 В 30 В 15/00

OllHCAHHE HSOEPETEHHR

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ е и его качания, ния коромысла, расстояние от центра массы коромысла с дополнительным противовесом до оси его качания, величина массы противовеса регулируемого кривошипа определена из условия пк к)р (з) к гflf

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И QTHPbfTHA (21) 3761830/25-27 (22) 28.06.84 (46) 23.09.85. Бюл. 1"- 35 (72) M.Ä.Öåðëþê, J0.A.Äàâûäîâ, В.В.Каржан и В.А.Мельник (71) Воронежский технологический институт и Экспериментальный научноисследовательский институт кузнечнопрессового машиностроения (53) 621.979.06(088.8) (56) Царфин В.З. и др. Быстроходный динамически уравновешенный прессавтомат с нижним приводом. Кузнечноштамповочное производство, 1981, Ф 4, с. 28-29. (54) (57) 1. ВЕРТИКАЛЬНЬЙ КРИВОИИПНЫЙ

ПРЕСС-АВТОМАТ, содержащий размещенный в направляющих станины рабочий и уравновешивающие ползуны, многокривошипный вал, связанный при помощи соответствующих шатунов с ползунами и посредством многоступенчатой зубчатой передачи с приводом валковой подачи, при этом последний выполнен в виде шарнирно сочлененных с соответствующими осями станины регулируемого кривошипа с противовесом и коромысла, а также шарнирно сочлененной с последними тяги, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности, регулируемый кривошип смонтирован в нижнем положении рабочего ползуна параллельно кривошипам рабочего ползуна, а коромысло для этого положения смонтировано вертикально, при этом расстояние между осями определено зависимостью

„„SU„„0275 А где 1к — расстояние от оси качания коромысла до его шарнира связи с тягой; — длииа тяги; наибольший зксцентриситет регулируемого кривошипа.

2. Пресс-автомат по п.1, о т л ич а ю шийся тем, что он снабжен дополнительным прогивовесом, закрепленным на коромысле, и грузами, смонтированными на уравновешивающем ползуне, расположенном со стороны упомянутого привода.

3. Пресс-автомат ro пп.1 и 2, отличающийся тем, что величина массы дополнительного противовеса определена из условия

Р. ".) ()

Ук к где Зк †.момент инерции коромысла относительно оси своп к — масса коромысла с частью массы тяги, .7пк — момент инерции массы пг пк относительно оси кача11802 где Г и — эксцентриситет регулиру- 1 емого кривошипа, r„n — эксцентриситет центра массы противовеса регулируемого кривошипа, величина массы уравновешивающего ползуна и части шарнирно сочлененного с ним шатуна определена по, зависимосtn =(0гщ у -и г

8 А пп ггпмаксг с 1 (г где m — масса рабочего ползуна

Ь и части шарнирно сочлененных с нггм шатунов, t A — радиус кривошипа рабочего ползуна, 75 грп м „ — наибольший эксцентРиситет массы противовеса регулируемого кривошипа, г — радиус кравновешивающего кривошипа величина массы грузов определена по зависимостями

rp е1 t,"nn макс пп мин) гс, (51) гдето — наименьший эксцентрисипп m3n тет массы противовеса регулируемого кривошипа, величина массы второго из уравновешивающих ползунов и -части шарнирно сочлененного с ним шатуна выбпана по зависимости mug 0 5 g ä (г"с ., (6) 25

35

Изобретение относится к машиностроению, а именно к конструкции кривошипных прессов-автоматов, например листоштамповочных.

Цель изобретения — повышение производительности за счет большей уравновешенности всех механизмов и узлов автомата.

На фиг.1 изображен кривошипный пресс-автомат при рабочем ползуне, 10 расположенном в крайнем нижнем положении, и коромысле валковой подачи, расположенном в .среднем положении, а также схема действия сил инер— ции, на фиг.2 — привод валковой по.— 15 дачи пресоа-автомата при наибольшем эксцентриситете регулируемого кривошипа и коромысла валковой подачи, расположенного в крайнем левом положении, а также схема действия. 20 сил инерции.

Автомат состоит из станины 1, в ,опорах которой размещен главный кри вошипный вал 2 с главными кривоши пами 3, шарнирно соединенными шатунами 4 с рабочим ползуном 5 и уравновешивающими кривошипами 6, шарнирно соединенными шатунами 7 с уравновешивающими ползунами 8 и 9. На

\ главном кривошипном валу 2 закреплен элемент 10 приводного устройства (не показан). Главный кривошипный вал 2 кинематически связан с валом

11 механизма подачи с помощью систе- мы зубчатых передач 12 с общим пере2 даточным числом IJn =1. Вал 11 механизма подачи имеет регулируемый кривошип 13, средства 14 для изменения его эксцентриситета Гп и кинематически связанный с этими средствами регулируемый противовес 15. Регулируемый кривошип 13 шарнирно соединен тягой 16 с коромыслом 17, которое имеет корректирующий (дополнительный) .противовес 18. В крайнем нижнем положении рабочего .ползуна 5 (фиг.1) регулируемый кривошип 13 смонтирован параллельно главным кривошипам 3 и направлен в их сторону, а коромысло 17 смонтировано вертикально. Расстояние от оси качания 0„ коромысла 17 до центра 0„„ ва I I ла механизма 11 подачи выбрано по зависимости (1). коромысло 17 выполнено с корректирующим противовесом 18, величина массы п „„которого выбрана из условия (2), а величина массы mnn противовеса 15 — по зависимости (3).

Уравновешивающий ползун 8, расположенный на стороне вала 11 механизма подачи, выполнен в виде основного уравновешивающего ползуна 8 и закрепленных гга нем по меньшей мере двух сменных грузов 19.

Масса пг„„ основного полэуна 8 определена по зависимости (4)., масса, m сменных грузов 19 — .по завигр сгмости (5), а масса m>> уравнове.шивающего ползуна — по зависимости(1). х (совЧ1+я соз2 Р„), 2 йй пп (12) 3 118

Пресс-автомат работает следующим образом.

Вращение и крутящий момент передаются с элемента 10 на главный кривошипный вал 2 и через систему

5 зубчатых передач 12 с передаточным числом О, =1 на вал 11, благодаря чему валы 2.и 11 вращаются с одинаковой угловой скоростью м„ . При этом возникают центробежные силы инер-tp ции от неуравновешенных масс кривошипов 3,6 и 13 и части связанных с ними шатунов 4 и 7 и тяги 16. Уравновешивание этих сил инерции производит-ся с помощью противовесов на валах 2 и 11 (не показаны), подобранных по известной методике.

Шатуны 4 преобразуют вращательное движение вала 2 в возвратно-поступательное движение рабочего ползуна 5. ур

При этом возникает сила инерции Fe, направленная вдоль оси 0Ä X движения полэуна, величина которой определяется по зависимости

F =-Asks - 8r û „(ñîs V„+ 44 cos ZY ), (7) где ц — величина линейного ускорения

8 ползуна 5; г — -радиус главного кривошипа 3; — угол поворота кривошипа 3, 1 отсчитываемый от положения, соответствующего нижнему крайнему положению ползуна

5;

Л,„=г /e, e — длина шатуна 4.

44 4 35

Для кривошипных прессов автоматов величина Л 40, 1, поэтому наиболее существенными являются силы инерции первого порядка, которые пропорциональны.cos ф1.

Шатуны 7 преобразуют вращательное движение вала 2 в возвратно-поступательное движение уравновешивающих ползунов 8 и 9 сменных грузов 19.

При этом возникает сила инерции, F, направленная параллельно и против силы F, величина которой определяется аналогично ей

Г

Н Н6 Н9 Н40 (m>1+mv2+ rP) С 1

50 (s) где Л = r< (e»r — длина кривошипов 6;

1 - длина шатунов 7.

Тяга 16 преобразует вращательное 55 движение вала 11 в качательное движение коромысла 17 валковой подачи, которое происходит с угловыми уско0275 4 рением 1 . В связи с тем, что рас— стояние а 0 от оси качания О,„до

I центра О„„ вала 11 механизма подачи выбрано по зависимости (1), кривошипно-коромысловый механизм подачи при максимальном эксцентриситете регулируемого кривошипа 13 г „ является центральным, что показано на фиг.", где механизм подачи изображен в крайнем левом положении, а крайнее правое положение коромысла показано пунктиром, при этом линия, проходящая через крайние положения Е0 и Е центра Е шарнира соединения тяги 16 с коромыслом 17 валковой подачи, происходит также через центр О вала

11

11 подачи. Величина f1 äëÿ центрального кривошипно-коромыслового механизма определяется по известной зависимости

= (cosY<>+3 сов 2Ч, ) ) 11 г*0 Лк=гп (Е„; л,„=.„! е.„; г — длина кривошипа 13, — угол поворота регулируемого кривошипа 13, отсчитываемый от его положения (фиг,2).

Величина Л „ (0,07, поэтому второе слагаемое в скобках зависимости (9) не учитывают.

Поскольку регулируемый кривошим 13 смонтирован параллельно главным кривошипам 3 в крайнем положении рабочего ползуна 5 и направлен в их сторону, коромысло валковой подачи смонтировано вертикально, это положение механизма подачи является средним (фиг.1), следовательно, угол („5= „ +90 и зависимость (9) заййшется так

Лк и1 „соз (Ч„+ 9О ) =-.Мк м „З; Ч„. (1o)

Поскольку регулируемый противовес 15 расположен в противофазе регулируемому кривошипу 13, вертикальная проекция Рдд„ силы инерции, которая возникает при его вращении, определяется по зависимости

F ïõ дп пп " 1 с тивовеса 15, эксцентриситет ее центра.

Горизонтальная проекция силы . инерции регулируемого противовеса

15 определяется по зависимости

1180275

Благодаря выбору величины массы,»n корректирующего противовеса

1S по зависимости (1) обеспечивается совпадение шарнира Е с центром качения (точкой приложения главного вектора сил инерции) коромысла

17. Поскольку шарнир Е находится в центре качания коромысла, направление его главного вектора сил инерции F практически всегда совпадает с направлением силы Рпп, при этом обе силы инерции направлены встречно. Величина силы „ определяется,по зависимости

F ê (пк к) к () к " х sin ч (19)

Поскольку масса rnÄn регулируемого противовеса 15 выбрана по зависимости (3), величину горизонтальной проекции его силы инерции получаем подстановкой в зависимость (12) значение пропп из зависи мости (3) » пп = (пк -ê,)(л;(ê)(n(п,) "пп", х sin ׄ=+nn +ù ) Л у м,1 8»п 9„° ("<)

Как видно из сравнения зависимостей (13) и (14) силы F и равны по величине и практически всегда противоположны по направлению, поэтому обеспечивается уравновешивание горизонтальной состав.ляющей всех сил инерции первого порядка при любом угле Y и: при любом эксцентриситете г регулируеи мого кривошипа 13, благодаря чему устраняются поперечные колебания пресс-автомата при любом шаге йодачи.

Вертикальная составляющая главнс го вектора сил инерцйи прессаавтомата равна х В н ппх

Рассмотрим работу пресса-автомата, когда шаг подачи максимален, чему соответствует наибольшая величина эксцентриситета центра масс регулируемого противовеса 15 аппп щ

При этом сменные грузы 19 должны быть сняты с уравновешивающего ползуна 8, т.е. »и =О. Подставив значения п»м1 и Фу2 из зависимостей (4) и (6) в (15), получаем

Ф х п18» Ld„(cns „+Л соз 2 1 )-(и у я !»г nn nn макс("с )» ca„(cosg„th„cos2y„)пп ппм.ка4 - „=(1 соэ2 1 . (1ь)

Как видно из выражения (15), вертикальная составляющая главного вектора сил инерции первого порядка пресса-автомата в целом уравновешена полностью, а вертикальная составляющая сил инерции второго порядка автомата практически также уравновешена так как разность Л -Д., » может быть достаточно малой (при

=- 7 она равна нулю), а величина rnù, аппп макс немеет второй порядок малости по сравнению с ln>l"4.

Рассмотрим работу пресса-автомата при минимальном шаге подачи, чему соответствует наименьшая величина эксцентриеитета центра масс регулируемого противовеса 15 ппм» 25 При этом все сменные грузы 19 должны быть. закреплены на основном уравновешивающем ползуне 8.

Величину Fg получаем подстановкой значений ту1, m и »П„ из зависи.мостей (4), (5) и (6) в зависимость (15)

f P„=m v+ra„(cosv, д сов2ч,)-(т гд/ )

- гппп гпп „/ ». )»- ц» (соз „+ Л с э 2 „)+m минЛ

Как-видно из выражения (17), вертикальная составляющая главного вектора сил инерции первого порядка пресса-автомата уравновешена полностью, а вертикальная составляющая главного вектора сил инерции второго порядка пресса-автомата практически

45 также уравновешена.

В случае промежуточной величины шага подачи на основном ползуне 8 закрепляют часть сменных грузов 19,. обратно пропорционально изменению величины шага подачи. Для повышения качества уравновешивания число сменных грузов должно быть не менее двух. при этом пресс-автомат полностью уравновешен для трех шагов подачи, 55 что вполне достаточно; При необходимости более точного уравновешивания число сменных грузов 19 увеличивают, причем их общая масса, олре1180275

Диг. 1 деленная по зависимости (5), не меняется.

Суммарная масса всех противовесов уменьшается на величину tn г р «jr ° по сравнению с известными устройствами.

Эффективность изобретения достигается за счет повышения уравнове- . шенности пресса-автомата путем нового сочетания его элементов и соответl ствующего выбора их параметров. Благодаря этому. увеличивается быстроходность, уменьшаются вибрации, потери холостого хода и не требуется фундамент, что позволяет устанавливать пресс-автомат на межэтажных перекрытиях, как это необходимо при создании гибких автоматизированных производств, например, в радиоэлектронной промышленности.

Технико-экономический эффект от внедрения изобретения обеспечивается за счет повышения производительности, .бесфундаментной установки пресса-ав I томата и уменьшения массы его противовесов по сравнению с базовым объектом.

118() 275

Составитель Е.Айвазов

Редактор С.Саенко ТехредС.Йовжий Корректор М.Розман

Заказ 5814/17 Тираж 633 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,