Винтовой пресс

 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к конструкциям винтовых прессов. Цель изобретения - повышение надежности. Ползун 3 с гайкой 4 поджат силовыми цилиндрами 47 к упорам 48. С гайкой 4 сопряжен винт 5, на верхнем конце которого закреплена шлицевая втулка 9 с ведомыми дисками 10 и 11 муфты сцепления. На поршне 21 муфты установлены на подшиниках верхние кронштейны, а на дополнительном диске 19 - нижние кронштейны. В верхних кронштейнах установлены на подшипниках втулки с эксцентрично закрепленными в них осями, установленными на подшипниках в нижних кронштейнах. Упор 33, действующий от цилиндра 35, ограничивает смещение дополнительного диска 19 в процессе включения муфты. После включения муфты упор 33 убирается. В процессе деформирования заготовки рабочий момент муфты достигает расчетного значения и диски муфты начинают проскальзывать друг относительно друга. Втулки и оси поворачиваются, в результате чего снимается нажимное усилие с дополнительного диска 19. Муфта отключается. Приводной маховик 14 начинает накапливать кинетическую энергию для следующего хода. Деформирование осуществляется за счет оставшейся кинетической энергии винта 5 и связанных с ним деталей. 9 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (505 В 30 В 1/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4714444/27 (22) 06,06.89 (46) 15.07.91. Бюл. N. 26 (71) Н ауч но-исследовательский институт конструкционных материалов и технологических процессов при МГТУ им.H.Э.Баумана и Чимкентское производственное объединение по выпуску кузнечно-прессового оборудования (72) A Â.Ñàôîíîâ, В.И.Кононов, Е.С,Луньков, Л,M.Öîé и И,Я.Перепечин (53) 621,979.15 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1172754, кл. В 30 В 1/18. 09.12.83. (54) ВИНТОВОЙ ПРЕСС (57) Изобретение относится к машиностроению, а именно к конструкциям винтовых прессов. Цель изобретения — повышение надежности. Ползун 3 с гайкой поджат силовыми цилиндрами 47 к упорам 48, С гайкой

4 сопряжен винт 5, на верхнем конце которого закреплена шлицевая втулка 9 с ведо-. мыми дисками 10 и l1 муфты сцепления. На

Изобретение относится к машиностроению, а именно к конструкциям винтовых прессов.

Цель изобретения — повышение надежности.

На фиг.1 изображен пресс, общий вид; на фиг.2 — вид А на фиг.1; на фиг.З вЂ” узел! на фиг.1; на фиг.4 — разрез Б — Б на фиг,З; на фиг.5 — узел ll на фиг.3; на фиг.6 — разрез  — В на фиг,5; на фиг.7 — то же, в момент отключения муфты, на фиг.8 — графики рас„„!Ы„„1662868 А1 поршне 21 муфты установлены на подшипниках верхние кронштейны, а на дополнительном диске 19 — нижние кронштейны. В верхних кронштейнах установлены на подшипниках втулки с эксцентрично закрепленными в них осями, установленными на подшипниках в нижних кронштейнах. Упор

33, действующий от цилиндра 35, ограничивает смещение дополнительного диска 19 в процессе включения муфты. После включения муфты упор 33 убирается. В процессе деформирования заготовки рабочий момент муфты достигает расчетного значения и диски муфты начинают проскальзывать друг относительно друга. Втулки и оси поворачи- ваются, в результате чего снимается нажимное усилие с дополнительного диска 19.

Муфта отключается. Приводной маховик 14 начинает накапливать кинетическую энергиюдля следующего хода. Деформирование осуществляется за счет оставшейся кинетической энергии винта 5 и связанных с ним деталей. 9 ил. пределения работ при деформировании заготовки; на фиг.9 — пневмосхема пресса, Винтовой пресс содержит станину 1, в направляющих 2 которой установлен ползун 3, в котором установлена гайка 4, сопряженная с винтом 5, установленным подвижно в опорах станины 1, состоящих из подпятника 6 и подшипника 7. На верхней части винта 5 при помощи гайки 8 закреплена шлицевая. втулка 9 с ведомыми дисками

10 и 11 муфты сцепления. На опоре 12,уста1662868 новленной на станине 1 пресса, на подшипниках 13 установлен маховик 14, который через клиноременную передачу 15 и шкив

16 соединен с электродвигателем 17. Муфта снабжена ведущим 18 и дополнительным 19 диском. (!

Управление муфтой осуществляется от, пневмоцилиндра 20 поршнем 21. Подвод и отвод воздуха в пневмоцилиндр 20 осущест, вляется через подводящук> втулку 22. На

,дополнительном диске 19 и поршне 21 на ( подшипниках 23 и 24 установлены верхние

, 25 и нижние 26 кронштейны, закрепленные крышками 27 и 28.

Верхние 25 и нижние 26 кронштейны связаны между собой втулками 29 и эксцен трично закрепленными на последних осями, 30, установленными на подшипниках 31 и 32, Для ограничения поворота дополнитель ного диска 19 в момент включения муфты, предусмотрены приводные упоры 33, уста, новленные в направляющих 34 и связанные, с поршнями цилиндров 35.

Подвод воздуха в пневмоцилиндры 35, осуществляется через воздухоподводящую втулку 22, дроссели 36 и трубопроводы 37, Цилиндры 35 снабжены пружинами 38.

Возвратный ход поршня 21 осуществляется при помощи шпилек 39 и пружин 40.

Для возврата дополнительного диска 19 в исходное положение предусмотрены пружины 41, установленные на кронштейнах

42, жестко связанных с поршнем 21, и нижних кронштейнах 26. Ограничение поворота дополнительного диска 19 после отключения муфты производится регулируемыми упорами в виде болтов 43, установленных на планках 44, которые жестко связаны с верхними кронштейнами 25.

Ползун 3 снабжен кронштейнами 45, связанными со штоками 46 цилиндров 47, установленных на станине 1 пресса, Для ограничения крайнего верхнего положения ползуна 3 на станине 1 пресса установлены упоры 4С.

Управление прессом осуществляется пневматической системой, состоящей из двухпозиционного пневмораспределителя

49, рессиверов 50 и 51, редукционного клапана 52, дросселя 53 и манометра 54, Пресс работает следующим образом.

Сжатый воздух поступает из пневмосети в рессиверы 50 и 51 и далее в пневмосистему. При помощи манометра 54 контролируется давление сжатого воздуха и при необходимости регулируется редукционным клапаном 52. Под действием давления в цилиндре 47 ползун 3 перемещается в крайнее верхнее положение до упоров 48.

Цилиндр 20 соединен с атмосферой, и поршень 21 находится в крайнем верхнем положении под действием пружин 40.

Включается электродвигатель 17, который через шкив 16 и клиноременную пере5 дачу.15 разгоняет маховик 14 до заданной угловой скорости вм . Маховик 14 запасает кинетическую энергию о>, Тэм = 1м — (1)

2 где 1 — момент инерции маховика 14.

Для включения муфты подается команда на переключение распределителя 49, давление поступает от рессивера 50 в полость цилиндра 20. Поршень 21 с закрепленным на нем диском 19 совершает движение вниз до смыкания дисков 10,11,18 и маховика

14, одновременно сжимая пружины 40 через шпильки 39. Вследствие разности скоростей диск 10 с фрикционными накладками проскальзывает относительно дополнительного диска 19, поэтому последний стремится повернуться относительно маховика 14.

Поворотудополнительногодиска 19 препятствует упор 33. Муфта включена. Винту 5 передается крутящий момент от маховика

14, Диски 10, 11, 18 и 19 и маховик 14 вращаются как одно целое. Силы трения, возникающие между фрикционными плоскостями, препятствуют повороту дополнительного диска 19, Давление от рессивера 50 поступает также в полость цилиндров 35 через дроссель 53.

Упоры 34 перемещаются в положение, в котором невозможен их контакт с крышками

28. Под действием крутящего момента винт

5 разгоняется до скорости вращения маховика 14 и, свинчивая гайку 4, отпускает ползун Звниз. Винт 5 и маховик 14 вращаются как одно целое с кинетической энергией

40 т, = 1„

«4в

2 (2) где !мв=!м+1В- суммарный момент инерции маховика 14, винта 5 и других деталей, связанных с маховиком 14 и винтом 5. Перемещение вниз ползуна 3 продолжается до встречи рабочего инструмента с заготовкой.

После встречи рабочего инструмента с заготовкой осуществляется ход деформирования заготовки. Работа деформирования производится за счет накопленной кинетической энергии маховика 14 и кинетической энергии винта 5, Электродвигатель 17 на рабочем ходе не отключается и продолжает передавать энергию маховику 14.

Во время рабочего хода увеличиваются усилие деформирования и крутящий момент, передаваемый муфтой.

1662868

Крутящий момент, передаваемый муфтой, с учетом трения в винтовом механизме, подпятнике 6 и подшипнике 7 равен

М = P< 2tg(a +p), (3) где Рд — усилие деформирования; .

Dcp — средний диаметр резьбы винта 5; а- угол наклона резьбы винта 5; р — угол трения в винтовом механизме.

При достижении усилия Р=Р91 на ходе

Sg1 момент в винтовом механизме достигает момента настройки муфты.

М 1 = Pg1 2рт9(а+р) ср (4)

При дальнейшем росте усилия деформирования ведомые диски 10 и 11 проскальзывают относительно ведущего диска 18 и маховика 14, а дополнительный диск 19 продолжает вращаться под действием сил тре.ния вместе с диском 10. Нижние кронштейны 26, закрепленные на дополнительном диске 19, смещаются относительно верхних кронштейнов 25, закрепленных на поршне 21. Происходит поворот втулок 29 вокруг осей подшипников 31 и осей 30 вокруг осей подшипников 32. Верхние 25 и нижние 26 кронштейны поворачиваются вокруг осей подшипников 23 и 24. В исходном положении оси втулок 29 и осей 30 расположены вдоль радиусов дополнительного диска 19. Пос)1е срабатывания системы отключения и поворота дополнительного диска 19 на угол р оси вращения втулок 29 стремятся сохранить свое положение, а ось вращения оси 30 — повернуться на угол р, Так как втулки 29 и оси 30 связаны при помощи подшипников 32, то их оси вращения должны быть параллельны, следовательно, при повороте дополнительного диска 19 на угол р оси вращения втулок 29 и осей 30 поворачиваются на угол p . Поршень 21 с кронштейнами 25 в процессе отключения опускаются до соприкосновения буртов шпилек 39 с корпусом цилиндра 20.

При этом усилие поршня 21 передается корпусу цилиндра 20.

Муфта отключена.

Угловая скорость дополнительного диска 19 продолжает уменьшаться под действием момента инерции. Верхние 25 и нижние

26 кронштейны совершают относительное перемещение д о, одновременно растягивая пружину 41; верхние кронштейны 25 выполнены таким образом, что при возможном увеличении перемещения до величины д они соприкасаются с корпусами 28, что обеспечивает жесткость и надежность конструкции, Деформирование поковки до усилия

Р д „, на ходе Sg2 осуществляется кинетической энергией винта 5. Часть энергии винта 5 после окончания хода деформирования

5 при смыкании матриц штампа расходуется. на упругую деформацию пресса и штампа до усилия Ру.

Работа Деформирования А1 на ходе Sg1 осуществляется кинетической энергией ма10 ховика 14 и винта 5:

А1 = Тэ1 = 1лв, (6)

ГДЕ Вв1 И Вв2 — УГЛОВаЯ СКОРОСТЬ вращения маховика 14 и винта 5 перед началом хода деформирования и в момент срабатывания муфты.

Работа деформирования А2 на ходе Sg2 до смыкания матриц штампа осуществляется кинетической энергией винта 5:

А2 = ЛТэ2 = 1в (7)

ГДЕ Вв1 =М в2 — УГЛОВаЯ СКОРОСТЬ ВРащения винта 5 после отключения муфты; оЪ2 — угловая скорость вращения винта

5 в конце хода деформирования.

Работа упругого деформирования пресса и штампов Аэ на ходе Sy после смыкания матриц штамма осуществляется оставшей30 ся кинетической энергией винта 5:

<Л2в2

A3 = ЛТээ = 1в

2 (8)

Винт 5 останавливается, а маховик 14 продолжает ускоренно вращаться под дей35 ствием момента, развиваемого электродвигателем 17.

За время хода деформирования скорость вращения маховика 14 уменьшается от

fWe1 ДО Ю„в2 . СКОРОСТЬ ВРаЩЕНИЯ ЭЛЕКТРО40 двигателя 17 также уменьшается от

ЙЬд1 = IA&s1 ДО Мзд2 = 10%s2, ГДЕ 1 ПЕРЕДа точное отношение клиноременной передачи.

Момент инерции I» рассчитан таким

45 образом, чтобы за ход деформирования скорость вращения электродвигателя 17 при максимальной работе деформирования А1 не выходила за пределы установленного режима работы электродвигателя 17.

После окончания хода деформирования подается команда на отключение распределителя 49, полость цилиндра 20 соединяется с атмосферой, поршень 21 поднимается в

55 исходное положение под деЙствием пружин

40. Дополнительный диск 19 с нижними кронштейнами 26 возвращается в исходное положение под действием пружин 41. Под действием давления в цилиндре 47 ползун 3

1662868

8ид4

17

18

1

З7

З6

22

Ме с гайкой 4, вращая винт 5 возвращается в крайнее верхнее положение.

Пресс готов к следующему ходу, За время движения ползуна 3 вверх, за время технологической паузы и части вреM8HvI хода вниз электродвигатель 17 разгоняет маховик 14 до номинальной скорости вращения, обеспечивая заданную кинети,ческую энергию, необходимую для дефор,мирования следующей заготовки, ;происходит также накопление рессиверами

50 и 51 сжатого воздуха, Предложенная конструкция обеспечи вает возможность установки всех вращаю аихся деталей на подшипниках качения и поэтому не требует постоянного подвода смазки к трущимся поверхностям, а также ни>кает силы трения, действующие в мехаизме отключения муфты, и обеспечивает табильность времени срабатывания поледнего, что повышает точность регулироания усилия деформирования заготовок и надежность пресса.

Пружины 41 удерживают верхние 25 и нижние 26 кронштейны в положении, при котором оси втулок 29 и осей 30 расположены вдоль радиусов дополнительного диска

19, что обеспечивает отсутствие радиального биения дополнительного диска 19 в наиболее ответственный момент — перед началом включения муфты, когда дополни1ельный диск 19 находится в свободном сотоянии, Ограничение вертикального, еремещения дополнительного диска 19 верхними кронштейнами 25 и крышкой 28 ( (создает большую жесткость и надежность в работе механизма отключения муфты.

Таким образом, внедрение изобретения

- позволяет повысить надежность.

Формула изобретения

Винтовой пресс, содержащий смонтированный в направляющих станины ползун с закрепленной в нем гайкой, сочлененной

10 резьбой с винтом, размещенным с возможностью вращения в опорах станины, приводной маховик и связывающую маховик с винтом фрикционную муфту с цилиндром и поршнем, ведущими, ведомыми и дополни15 тельными дисками, узел связи поршня муфты с дополнительным диском с пружиной возврата, связанной одним концом с поршнем муфты упором ограничения положения элементов узла связи, установленные на

20 станине силовые цилиндры со штоками, связанными с ползуном. а также установленные на маховике пневмоцилиндры упоров ограничения поворота дополнительного диска с дросселями, отличающийся тем, 25 что, с целью повышения надежности, узел связи поршня муфты с дополнительным диском выполнен в виде установленных на подшипниках HB поршне муфты кронштейнов и на дополнительном диске-кронштей30 нов со втулками и эксцентрично закрепленными в последних осями, при этом втулки установлены на подшипниках в одних из кронштейнов, а оси — на подшипниках в других кронштейнах, а пружина воз35 врата связана другим концом с кронштейном дополнительного диска.

1662868

1662868

ll

1662868

В -8 31

И

ФЗ фф

1662868

22

21

Составитель М.Токарев

Редактор M.Âåñåëîâñêýÿ Техред М.Моргентал Корректор, Т.Малец

Заказ 2230 Тираж 412 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул. Гагарина, 101