Кривошипный пресс

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в кривошипных горячештамповочных прессах с главным исполнительным кривошипно-ползунным механизмом. Кривошипный пресс содержит станину в виде стоек, траверсы и стола, два шатуна, ползун и кривошипный вал с двумя кривошипными шейками и тремя опорными шейками. Две опорные кривошипные шейки установлены в подшипниках стоек. Третья опорная кривошипная шейка - центральная размещена между шатунами и установлена в подшипнике траверсы. Упомянутая центральная опорная шейка выполнена с эксцентриситетом, смещенным в противоположную сторону относительно эксцентриситета кривошипных шеек. Величина эксцентриситета не превышает половины зазора в верхней части подшипника траверсы при крайнем верхнем положении ползуна. В результате обеспечивается уменьшение прогиба кривошипного вала без увеличения его вертикальной жесткости. 2 ил.

Предложение относится к прессостроению, в частности к кривошипным горячештамповочным прессам (КГШП) или к каким-либо другим прессам с главным исполнительным кривошипно-ползунным механизмом.

Известны КГШП, содержащие станину, состоящую из стоек, траверсы и стола, два шатуна, ползун и кривошипный вал с двумя кривошипными шейками и двумя опорными шейками. Последние установлены в подшипниках стоек (проспект ЗАО "Тяжмехпресс", г. Воронеж, КГШП серии KG).

Недостатком данных прессов, взятых нами за аналог, является упругий прогиб кривошипного вала при штамповке, снижающий вертикальную жесткость пресса, что отрицательно влияет на точность штампуемых поковок и требует увеличенных диаметров опорных и кривошипных шеек.

Указанный недостаток аналога в некоторой степени устранен в КГШП с тремя опорными шейками кривошипного вала. Третья центральная опорная шейка размещена между шатунами и установлена в подшипнике траверсы, причем три опорные шейки соосны (проспект фирмы Muller Weingarten, ФРГ, КГШП серии РК).

В данных прессах, взятых нами за прототип, применение третьей центральной опоры кривошипного вала с целью уменьшения его прогиба недостаточно эффективно вследствие ограниченной нагрузки, воспринимаемой центральной опорой.

Указанный недостаток аналога и прототипа устранен в предлагаемом прессе, содержащем станину, состоящую из стоек, траверсы и стола, два шатуна, ползун и кривошипный вал с двумя кривошипными шейками и тремя опорными шейками, две из которых установлены в подшипниках стоек, а третья центральная размещена между шатунами и установлена в подшипнике траверсы. Пресс отличается тем, что центральная опорная шейка кривошипного вала выполнена с эксцентриситетом, смещенным в противоположную сторону относительно эксцентриситета кривошипных шеек и не превышающим половины зазора в верхней части упомянутого подшипника траверсы при крайнем верхнем положении ползуна.

Благодаря указанному отличительному признаку предлагаемого пресса достигается уменьшение прогиба кривошипного вала без увеличения вертикальной жесткости последнего и траверсы.

Сущность изобретения поясняется фиг.1 и 2.

Фиг.1 - разрез верхней части пресса по оси кривошипного вала при крайнем верхнем положении ползуна.

Фиг.2 - разрез верхней части пресса по оси кривошипного вала при крайнем нижнем положении ползуна и отсутствии технологической нагрузки.

Пресс содержит станину, состоящую из стоек 1, траверсы 2 и стола (последний на фигурах не показан), кривошипный вал 3, соединенный с приводом вращения (на фигурах не показан), два шатуна 4, шарнирно соединенных с двумя кривошипными шейками 5 вала 3, и ползун (на фигурах не показан), шарнирно соединенный с шатунами 4. Кривошипный вал 3 содержит три опорные шейки, две из которых 6 установлены в подшипниках скольжения 7 стоек 1, а третья центральная опорная шейка 8 - в подшипнике скольжения 9 траверсы 2.

Центральная опорная шейка 8 выполнена с эксцентриситетом е₁, смещенным в противоположную сторону относительно эксцентриситета е₂ кривошипных шеек 5.

Пресс работает следующим образом. В исходном крайнем верхнем положении ползуна (фиг.1) опорные шейки 6 контактируют с нижними участками подшипников 7 под действием неуравновешенной силы тяжести кривошипного вала 3. На верхних участках подшипников 7 предусмотрен зазор S₁. На нижнем и верхнем участках подшипника 9 имеются зазоры S₂ и S₃. При повороте кривошипного вала 3 на 180° ползун занимает крайнее нижнее положение (фиг.2).

При отсутствии технологической нагрузки (при холостом ходе) зазоры S₁ на верхних участках подшипников 7 сохраняются. На нижнем и верхнем участках подшипника 9 образуются зазоры S₄=S₂+2е₁ и S₅=S₃-2е₁ вследствие эксцентриситета e_1, противоположного эксцентриситету е₂. Так как e₁ ≤ 6,5 S₃, то холостое вращение кривошипного вала 3 происходит без нагружения подшипников 7 и 9.

При технологическом нагружении пресса кривошипный вал 3 и траверса 2 подвергаются упругому изгибу, зазоры S₃ из верхних участков перераспределяются на нижние участки подшипников 7. Благодаря наличию эксцентриситета e₁ и зазоров S₁ достигается уменьшение прогиба кривошипного вала 3 при сохранении вертикальной жесткости последнего и траверсы.

Эффективность применения эксцентриситета e₁ оценивается следующей формулой:

где f_B - прогиб кривошипного вала, Р - технологическая сила, С_B и С_т - вертикальная жесткость кривошипного вала и траверсы соответственно.

Согласно приведенной формуле для КГШП при Р=125 МН, С_в=С_т=100 МН/мм, S₁=S₃=1,4 мм и e₁=0,5 мм прогиб вала f_B=0,125 мм в предлагаемом прессе, f_в=1,25 мм для двухопорного вала в аналоге и f_в=0,625 мм для трехопорного вала в прототипе. В предлагаемом прессе по сравнению с прототипом достигаются пятикратные уменьшения прогиба кривошипного вала.

В данном предложении не защищаются конструктивные особенности пресса, позволяющие производить монтаж и демонтаж подшипников, шатунов и кривошипного вала.

Формула изобретения

Кривошипный пресс, содержащий станину, состоящую из стоек, траверсы и стола, два шатуна, ползун и кривошипный вал с двумя кривошипными шейками и тремя опорными шейками, две из которых установлены в подшипниках стоек, а третья - центральная размещена между шатунами и установлена в подшипнике траверсы, отличающийся тем, что центральная опорная шейка кривошипного вала выполнена с эксцентриситетом, смещенным в противоположную сторону относительно эксцентриситета кривошипных шеек и не превышающим половины зазора в верхней части упомянутого подшипника траверсы при крайнем верхнем положении ползуна.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2