Пресс-автомат

 

1. ПРЕСС-АВТОМАТ, содержащий размещенный в опорах станины .и связанный шатуном с ползуном кривошипный вал с закрепленными на нем двумя основными противовесами и двумя ведущими коническими колесами, смонтированные в подшипниках станины два продольных вала с ведомым коническим колесом на каждом из них, находящимся в зацеплении с соответствующим ведущим коническим колесрм, механизм подачи, а также механизм реза с кривошипными приводами ножей, отличающий ся тем, 4To,j с целью повьшения производительности путем увеличения степени уравновешенности , он снабжен смонтированными на кривошипном валу двумя дополнительными коническими колесами с дополнительным противовесом на каждомиз них.свя-занными зацеплением каждое с соответствуюищм ведомым коническим колесом, дополнительными опорами,смонтированными в стани:1е в одной штоскости с осл. новными опорами и подщипниками, механизм подачи выполнен в виде смонтированного в дополнительных опорах дополнительного кривошипного вала с корректирукяцим противовесом, смонтированного параллельно основному кривощипному -валу, зубчатой конической передачи , ведущая щестерня которой закреплена на соответствунлцем продольном валу, а ведомая - на дополнительном кривошипном.валу, дополнительные конические колеса выполнены с числом зубьев, равным числу зубьев ведущих конических колес, щестерни упомянутой конической передачи выполнены с передаточным отношением, равнь1м передаточному отношению ведущего и ведЬмого конических колес, при этом величина дисбаланса D, основных с € противовесов определена по зависимости Л D, 0,5 /(, )П (F,- F,, )Х У1 (1) где F, величина проекции главп Ко ного вектора сил инерции первого порядка всех меО5 ханизмов автомата на проСО дольную ось при угле межсл ду кривошипом основного 4 кривошипного вала и этой осью 4 0° (переднее 05 крайнее положение ползуна ); то же, при угле Ч 90°; V1 1-, то же, на вертикальную ось, при угле 4, О ; то же, при угле Ч 90 ; величина угловой скорости и) вращения основного кривошипного вала, величина дисбаланса D дополнительг ных противовесов определена зависимостью

СО1ОЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51) 4 В 30 В 15/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ. СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3891086/25 — 27 (22) 29. 04. 85 (46) 15.10.86. Бюл. Р 38 (71 ) Воронежский технологический институт и Экспериментальный научно-исследовательский институт кузнечно-прессового машиностроения (72) М.Д. Церлюк, В. И. Гусинский, В.В.Каржан, В.A.Ìåëüíèê и Л.Л.Махтюк (53) 621.979.06 (088.8) (56) Автоматы проволочно-гвоздильные.

Руководство по эксплуатации. М.:

Станкоимпорт, 1 982, с. 5-7. (54)(57) 1. ПРЕСС вЂ АВТОМ, содержащий размещенный в опорах станины .и связанный шатуном с ползуном кривошипный вал с закрепленными на нем двумя основными противовесами и двумя ведущими коническими колесами, смонтированные в подшипниках станины два продольных вала с ведомым коническим колесом на каждом из них, находящимся в зацеплении с соответствующим ведущим коническим колесом, механизм подачи, а также механизм реза с кривошипными приводами ножей, о т— лич ающи и ся тем, что„с целью повышения производительности путем увеличения степени уравновешенности, он снабжен смонтированными на кривошипном валу двумя дополнительными коническими колесами с дополнительным противовесом на каждомиз них,свя»вЂ” занными зацеплением каждое с соответ-— ствующим ведомым коническим колесом, дополнительными опорами, смонтированными в стани:re в одной плоскости с основными опорами и подшипниками, механизм подачи выполнен в виде смонтированного в дополнительных опорах дополнительного кривошипного вала с коррекЛ0» 1263546 А 1 тирующим противовесом, смонтированного параллельно основному кривошипному валу, зубчатой конической передачи, ведущая шестерня которой закреплена на соответствующем продоль— ном валу, а ведомая — на дополнительном кривошипном.валу, дополнительные конические колеса выполнены с числом зубьев, равным числу зубьев ведущих конических колес, шестерни упомянутой конической передачи выполнены с передаточным отношением, равным передаточному отношению ведущего и ведбмого конических колес, при этом величина дисбаланса D, основных противовесов определена по зависимости

D,= =Î,5 (F„+ F ) + (F„— F„) d, С (1) где F — величина проекции глав-.

"а ного вектора сил инерции первого порядка всех механизмов автомата на про- 1 3 дольную ось при угле меж- (ф ду кривошипом основного ф кривошипного вала и этой ф осью Ч = 0 (переднее крайнее положение полэуна);

F„,,— то же, при угле Ч,= 90

Š— то же, на вертикальную

ЧО о ось, при угле Р,= 0 то же, при угле V = =90 ; величина угловой скорости вращения основного кривошипного вала, величина дисбаланса D дополнитель-ных противовесов определена зависимостью

1263546

+ (F„, >, — 2М,/1 ) y (2) arctg (M, /M ) . (6) Изобретение относится к кузнечнопрессовому машиностроению, а именно к конструкции прессов-автоматов.

Цель изобретения — повышение производительности за счет увеличения степени уравновешенности автомата, На фиг.1 изображена структурная кинематическая схема пресс-автомата при переднем крайнем положении ползуна основного кривошипного механизма

О АВ, когда угол между.кривошипом

О А и продольной осью 0 Х 9 0; на фиг.2 — 5 — схемы действия составляющих главного вектора сил инерции первого порядка всего автомата и сил инерции частей основных и доD> = 0,5,ЯТч + Fx 2M r /Xx ) где M — величина главного момента о первого порядка инерционных нагрузок всех механизмов автомата относительно оси основного кривошипного вала при угле М = 0 о

M — то же, при угле,= 90

1 — расстояние между осями осx„„ новного кривошипного вала и дополнительного кривошипного вала, величина дисбаланса Э корректируюз щего противовеса определена зависимостью

0 - / (1„„,), (3) угол установки центра массы основных противовесов относительно продольной оси при угле Ч = 0 опреде1 лен зависимостью

g = arctg((F — F< )/(F„ + F )),(4) угол установки центра массы дополнительных противовесов относительно той же оси при угле ч,= 0 определен зависимостью Р = arctg ((Fx Fy 21 у /1 „) / (.Ру + F„2M г /Ix а угол установки центра массы кор.ректирующего противовеса относитель но той же оси при угле ч = 0 определен зависимостью

2, Пресс-автомат по п.1, о т л и— ч а ю шийся тем, что мотылевые шейки кривошипов основного и дополнительного кривошипных валов размещены по разные стороны от упомянутой плоскости, одно из ведущих коничес— ких колес и ведомая коническая шестерня расположены по одну сторону соответствующего продольного вала, при этом. корректирующий противовес расположен в одной плоскости с центром масс дисбалансов основных и дополнительных противовесов.

3. Пресс-автомат по п.1, о т л ич а ю шийся тем, что он снабжен закрепленным на каждом из продольных -валов добавочным противовесом, при этом мотылевые шейки кривошипов приводов ножей и мотылевая шейка основного кривошипного вала расположены по одну сторону от упомянутой плоскости, а центры масс основных и добавочных противовесов расположены по разные стороны от нее. полнительных противовесов, необходимых для их уравновешивания; на фиг.б - схема действия составляющих главного момента сил инерции первого порядка всего автомата относительно оси 0 2 основного кривошипного вала и сил инерции частей дополнительных и корректирующего противовесов, необходимых для уравновешива10 ния.

Пресс-автомат состоит из двух основных противовесов 1, закреплен— ных на основном,кривошипном валу 2, дисбаланс D которых определен по зависимости (1), а.угол, установки центра массы — по зависимости (4), и двух закрепленных на валу 2 веду-1 2635446

20 щих конических колес 3, с числом зубьев 2, каждое из которых взаимодействует соответственно с одним иэ двух ведомых конических колес 4 с числом зубьев Z „ закрепленных на концах соответствующих продольных валов 5 и 6. Каждое из ведомых конических колес 4 взаимодействует со— ответственно с одним из двух дополнительных конических колес 7 с чис — 10 лом зубьев Z установленных на основном кривошипном валу 2 с возможностью вращения, при этом Z = Z,.

На дополнительных конических колесах 7 смонтированы дополнительные противовесы 8, дисбаланс D которых определен по зависмости (2), угол г установки центра массы — по зависимости (5) .

На втором конце продольного вала

5 закреплена ведущая коническая шестерня 9 с числом зубьев Z, взаимодействующая с ведомой конической 2д шестерней 10 с числом зубьев Z„ закрепленной на дополнительном кривошипном валу ll механизма подачи

О,„ЕН, при этом Z: :Z = Е„ Z

1Ведомая коническая шестерня 10 и ки30 нематически сочлененное с ней ведущее коническое колесо 3 расположены . по одну сторону сочленяющего их про дольного вала 5. На дополнительном кривошипном валу 11 смонтирован корректирующий противовес 12, дисбаланс

Эд которого определен по зависимости (3), а угол установки центра мас5 сы — по зависимости (6) . Плоскость вращения центра массы корректирующего противовеса 12 совпадает с центром дисбалансов основных 1 и дополнительных 8 противовесов. Продольные валы 5 и 6 выполнены с кривошипами

О С и О С привода механизма реза

О С 0 и О,СС. Мотылевые шейки криво- 45 шипов О С и О С расположены по одну сторону с мотылевой шейкой кривошипа

О,.А основного кривошипного вала 2 относительно плоскости осей валов 2, 5 и 6, при этом на продольных валах 0

5 и 6 смонтированы добавочные противовесы 13, центры масс которьы расположены по разные стороны с центрами масс основных противовесов 1 относительно плоскости О 0 О осей валов

1 5 6

2, 5 и 6. На продольных валах 5 и 6 монтируются приводные элементы других вспомогательных механизмов (не

4 показаны), а на валу 2 — элемент его . приводного устройства 14.

Автомат работает следующим образом.

Вращение и крутящий момент передаются с элемента приводного уст— ройства 14 на основной кривошипный вал 2 с криношипом О,А, а с него через ведущие конические колеса 3 и ведомые конические колеса 4 — на продольные валы 5 и 6 с кривошипами

C,С и О С и. добавочными противовеса- " ми 13. Далее вращение и крутящий момент передаются через дополнительные конические колеса 7, взаимодействующие с ведомыми коническими колесами 4, на дополнительные противовесы 8, и через ведущую коническую шестерню 9 — на ведомую коническую шестерню 10, которая вращает дополнительный кривошипный нал 11 с корректирующим противовесом 12 и кривошипом О„, Е. Благодаря тому, что числа зубьев Z, Е,, Z,, Е и Z« соответствующих конических колес и шестерен выбраны из условий Z, = Z

Z = Z = Z„ : Еq обеспе пинается угловая скорость этих элементов, равная на величину у1ловой скорости1, основного кривошипного вала 2., т.е.

l>f=l<„li 11 1=11,1, при этом направление M и "1, противоположно. Поскольку ведомая коническая шестерня

10 и кинематически сочлененное с ней ведущее коническое колесо 3 расположены по одну сторону продольного вала 5, обеспечивается противоположное направление и1„ и ),, следовательно, величина и направление М, и 1,Д одинаковы, т.е. >, = „. Ввиду равен— ства чисел зубьев ведущего и ведомо-го конических колес Z = Z обеспез чивается равенство по величине угло-вых скоростей вращения валов 1, 5 и 6, т.е. 1" i= tM,1 =11,1.

Кривошипы О А, О-С, О С, О„Е, а также приводные элементы других вспомогательных механизмов передают вращение и усилие на шатуны и другие звенья этих механизмов и далее на их исполнительные звенья.

В результате возникают силы и моменты сил :инерции (инерционные нагрузки), основную часть которых для всех рычажных механизмов составляют инерционные нагрузки первого порядка. Для каждого плоского механизма-автомата эти нагрузки определяются по следующим зависимостям

1263546

5 д х; !

2; У .ъ

О! Уо!

Zoi значения соответствующих величин при угле Ч = О, вычисляемые методами; то же, при М = 90 .1 (где М

Zo

И г х. !

25 противовецентробежF,величина зависимос(8) F,= F cos + F sine х; х,; 1 X !i !

F . F cos Ч + F, . ззп Ч, У(УО! Ч1, M M,cosy + Mz sinv

ZI гoi

1 1! проекции главного вектора сил инерции первого порядка i-го механизма на оси О(Х и 0„7; главный момент относительно оси 1 -ГО кривошипного вала инерционных нагрузок первого порядка t --ro механизма;

F F„

1!х 1 1!

Z1!

В результате вращения сов 1, 8 и 12 возникают ные силы инерции F,, F которых определяется по тям г г

F = Р„(г ° .F,= =Р) ° F = Р) г г 1 1 З где D,,р, D — величина дисбаланс сбв противовесов соответственно 1,8 и 12.

Действие на автомат сил инерции первого порядка всех его механизмов эквивалентно действию их геометрической суммы, которая называется главным вектором сил инерции первого порядка, величина составляющих <х которого определяется по зависимостям

F F соз!р + F -sing х х, х„

F = F cosy + F sing .(9)

У Ч1

1 у ч1!

Для уравновешивания сил инерции первого порядка всего автомата достаточно уравновесить каждую составляющую их главного вектора, например, с помощью частей противовесов

1 и 8, вращающихся вокруг вала 2.

На фиг.2 — 5 показано уравновешивание, соответственно составляющих

F,,F,,F u F с помощью частей

"о Х1 Уо У! противовесов 1, величина дисбаланса которых выбрана по зависимости (l) и частей противовесов 8 с величиной дисбаланса по зависимости (2), в ко— торой следует принять M = М = О.

2о 21

Действие на автомат моментов сил инерции первого порядка всех его ме— ханизмов относительно любой оси, например оси 0„ кривошипного вала 2, эквивалентно действию их геометрической суммы, которая называется главным моментом сил инерции первого порядка относительно оси О,Z, величина которого определяется зависимостью гО M, = =11 co V + M i M, (10) о 1 21 1

71 — PF 2 + 7F

Z1! У1! "! Уг! Х!

I — координаты осей криYi вошипных валов -тых механизмов относительно оси 0 Z основного

1 кривошипного вала 2.

5б. Для уравновешивания главного момента сил инерции первого порядка всего автомата относительно поперечной оси, проходящей через его центр масс, достаточно уравновесить его главный вектор сил инерции первого порядка и составляющие главного момента первого порядка относительно любой оси, в частности оси О, Z

На фиг.6 показано уравновешивание соответственно составляющих M 2 го и M 2 с помощью частей противовеса

21

12, величина дисбаланса которого выбрана по зависимости (3), и частей противовеса 8 с величиной дисбалан45 са по зависимости (2), в которой следует. принять

F =--F = F =F -=0.

Х Х У1! У„

Дисбалансы противовесов 1, 8 и 12

50 обеспечивающие урвновешивание инерционных нагрузок первого порядка всего .автомата и положение их центров масс, определяются путем геометрического суммирования дисбалансов

55 их частей по фиг.2 - 6, например при угле Ч1= О, результат которого полностью соответствует зависимостям (1) — (6) .

1263546

Так как „„= 1, уравновешивание составляющих М и М осущестZp Z1 вимо с помощью момента пары сил инерции противовесов 8 и 12, направление составляющих которого противоположно М и М . Поскольку

Zp 21 направление дисбалансов частей противовесов 8 для уравновешивания сил и моментов сил инерции и противоположно (фиг.2 — 6) за счет кпомянутого взаимного положения осей кривошипов

0« Е и 01 А, обеспечивается существенное уменьшение суммарной величины дисбаланса противовеса 8, который вращается относительно вала с угловой скоростью 2<1„, а следовательно, 20

В связи с тем, что плоскость вращения противовеса 12 совпадает с центром дисбалансов противовесов u

8, не создается дополнительного момента относительно вертикальной оси 0, Y.

Поскольку ось кривошипа О, E дополнительного вала 11 и оси кривошипов О А кривошипного вала 2 располо1 жены по разные стороны относительно 10 общей (горизонтальной) плоскости осей валов 2 и 11, силы инерции этих кривошипов образуют моменты относительно оси О„Z, направление составляющих М и М которых соответст 5

ZO 71 вует 1иг.б. и существенное уменьшение потерь холостого хода и массы противовесов.

В связи с тем, что мотылевые шейки кривошипов привода механизма реза О„С и О С расположены по одну сторону с мотылевыми шейками кривошипов О, А относительно общей (горизонтальной) плоскости осей валов 2, 5 и 6, а угловые скорости l,l= l l= — вертикальные проекции сил инерции этих кривошипов компенсируют вертикальные проекции сил инерции основных противовесов 1, благодаря чему уменьшается требуемая величина дисбаланса 1.1 дополнительного противовеса г

8, что и обеспечивает дальнейшее уменьшение потерь холостого хода и массы противовесов. Силы инерции добавочных противовесов 13, смонтированных на валах 5 и б, дополняют действие сил инерции упомянутых кРивошипов Î С и О С, обеспечивая противо6 фазность главного вектора сил инерции упомянутых кривошипов О С, 0 С и противовесов 13 вертикальным проекциям сил инерции основных противовесов 1.

Технико-экономический эффект от внедрения предлагаемого изобретения обеспечивается повышением производительности по сравнению с известным за счет увеличения степени уравновешенности автомата.

1263546

Фиг. 2

Фиг. 5

Тираж 597 Корректор

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретенйй и открытий

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

Заказ 5480/17

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,4

Mzf Sill ch

Редактор И. Сегляник

Составитель Е.Айвазов

Техред А. Кравчук Корректор В.Бутяга