Реверсивный привод кулачкового вала главного распределителя гидравлического пресса
Изобретение относится к машиностроению, а именно к конструкциям приводов главного распределителя гидравлического пресса. Реверсивный привод кулачкового вала главного распределителя гидравлического пресса содержит смонтированную на кулачковом валу шестерню, блок управления с рукояткой управления и механизм обратной связи в виде профильного кулачка на кулачковом валу. Механизм обратной связи снабжен взаимодействующим с ним путевым переключающим устройством в виде двух путевых выключателей. Блок управления выполнен с двумя путевыми выключателями и взаимодействующим с ними кулачком. Путевые выключатели блока управления и переключающего устройства механизма обратной связи попарно закреплены между собой и установлены с возможностью перемещения посредством связанных с ними приводных устройств. Путевые выключатели блока управления связаны с входами управления трехпозиционного гидрораспределителя. Все упомянутые путевые выключатели установлены с возможностью отключения при нейтральном положении рукоятки управления и кулачкового вала и перехода одного выключателя из каждой пары во включенное состояние при повороте рукоятки управления и кулачкового вала. Рукоятка управления выполнена с возможностью самовозврата в нейтральное положение. В результате обеспечивается повышение эксплуатационных характеристик пресса. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.
Техническое решение относится к области машиностроения, а именно к конструкциям приводов главного распределителя гидравлического пресса.
Известна конструкция привода главного распределителя на базе системы с применением электрогидравлического следящего привода (см. техническое описание 4446.77100Т0 на пресс ПВГК усилием 6000 тc, изготовления УЗТМ, г.Екатеринбург), в состав которой входит ряд сложных электрических и электрогидравлических аппаратов, таких как гидроусилитель, пульт управления гидроусилителем, сельсинный механизм. Эксплуатация этих систем показала, что они требуют высококвалифицированного обслуживающего персонала, специальных стендов для настройки гидроусилителя, постоянной регулировки нуля системы и т.п., что приводит к частым остановкам пресса, увеличению эксплуатационных расходов.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению (прототипом) является “Реверсивный привод с непрерывным позиционированием кулачкового вала главного распределителя гидравлического пресса (см. патент РФ №2093365).
Известное устройство содержит смонтированную на кулачковом валу шестерню, находящуюся в зацеплении с рейкой, соединенной с плунжерами двух гидроцилиндров, гидравлически связанных с выходами трехпозиционного гидрораспределителя, блок управления с рукояткой управления и механизм обратной связи в виде профильного кулачка на кулачковом валу.
Недостаток данной конструкции заключается в том, что положение рукоятки, задающей направление и скорость движения траверсы, может не совпадать с направлением движения траверсы (не соблюдается требование эргономики) и, кроме того, угол отклонения рукоятки управления не связан прямо пропорциональной зависимостью с углом поворота кулачкового вала, т.е. скоростью движения траверсы, что снижает эксплуатационные характеристики пресса, т.к. точность задания требуемой технологическим процессом скорости траверсы зависит от мастерства оператора (субъективного фактора).
Задача предлагаемого технического решения - повышение эксплуатационных характеристик пресса за счет соблюдения требований эргономики и повышения точности задания скорости траверсы.
Поставленная задача решается тем, что механизм обратной связи снабжен взаимодействующим с ним путевым переключающим устройством в виде двух путевых выключателей. Блок управления выполнен с двумя путевыми выключателями и взаимодействующим с ними кулачком. Путевые выключатели блока управления и переключающего устройства механизма обратной связи попарно закреплены между собой и установлены с возможностью перемещения посредством связанных с ними приводных устройств. Путевые выключатели блока управления связаны с входами управления трехпозиционного гидрораспределителя. При этом все упомянутые путевые выключатели установлены с возможностью отключения в нейтральном положении рукоятки управления и кулачкового вала и перехода одного выключателя из каждой пары во включенное состояние при повороте рукоятки управления и кулачкового вала, а рукоятка управления выполнена с возможностью самовозврата в нейтральное положение.
Как вариант исполнения, каждое из приводных устройств путевых выключателей блока управления и переключающего устройства механизма обратной связи выполнено в виде зубчатого сектора, находящегося в зацеплении с рейкой, соединенной с плунжерами двух гидроцилиндров, гидравлически связанных с выходами трехпозиционного гидрораспределителя, при этом упомянутые путевые выключатели закреплены на соответствующих зубчатых секторах.
Путевые выключатели блока управления и переключающего устройства механизма обратной связи могут выполняться гидравлическими, соединенными с входами управления соответствующего трехпозиционного гидрораспределителя посредством гидромагистралей.
Путевые выключатели блока управления и переключающего устройства механизма обратной связи могут выполняться электрическими, соединенными посредством электрических связей с входами управления соответствующего трехпозиционного гидрораспределителя.
Как вариант исполнения, путевые выключатели могут быть выполнены электрическими, а каждое из проводных устройств путевых выключателей блока управления и переключающего устройства механизма обратной связи снабжено реверсивным мотор-редуктором с выходной шестерней, находящейся в зацеплении с зубчатым сектором, при этом путевые выключатели переключающего устройства механизма обратной связи соединены электрическими связями с выходами управления трехпозиционного гидрораспределителя привода кулачкового вала главного распределителя пресса.
Проведенный анализ общедоступных источников информации об уровне техники не позволил выявить техническое решение, тождественное заявленному, на основании чего делается вывод о неизвестности последнего, т.е. соответствии представленного в настоящей заявке изобретения критерию “новизна”.
Сопоставительный анализ заявленного решения с известными техническими решениями позволил выявить, что представленная совокупность отличительных признаков неизвестна для специалиста в данной области и не следует явным образом из известного уровня техники, на основании чего делается вывод о соответствии представленного в настоящей заявке изобретения критерию “изобретательский уровень”.
На фиг.1 представлена схема реверсивного привода кулачкового вала главного распределителя гидравлического пресса с гидравлическими связями, на фиг.2 и 3 - с электрическими и гидравлическими связями. Электрические связи условно показаны тонкой линией.
Привод включает (см. фиг.1, 2, 3) шестерню 1, смонтированную на кулачковом валу 2 главного распределителя пресса, находящуюся в зацеплении с рейкой 3, соединенной с плунжерами двух гидроцилиндров 4 и 5. Гидроцилиндры 4 и 5 посредством гидромагистралей соединены с выходами трехпозиционного четырехходового гидрораспределителя 6.
Блок управления 7 с рукояткой 8, возвращаемой в нейтральное положение пружинным механизмом, включает кулачок 9, взаимодействующий с путевыми выключателями 10 и 11. В нейтральном положении рукоятки 8 путевые выключатели 10 и 11 за счет кривой профиля кулачка находятся в отключенном состоянии. Путевые выключатели 10 и 11 связаны между собой и установлены с возможностью перемещения с закреплением, например, на зубчатом секторе 12, взаимодействующем с приводным устройством. В роли приводного устройства может применяться либо рейка 13, соединенная с плунжерами двух гидроцилиндров 14 и 15 (фиг.1, 2), либо мотор-редуктор 16 (фиг.3) с шестерней 17, закрепленной на выходном валу мотор-редуктора. Гидроцилиндры 14 и 15 срабатывают от трехпозиционного гидрораспределителя 18 с гидроуправлением (фиг.1) или с управлением от электромагнитов (фиг.2).
Механизм обратной связи 19 выполнен в виде профильного кулачка 20, закрепленного на кулачковом валу 2 и взаимодействующего с путевыми выключателями 21 и 22. Профиль кулачка 20 выполнен так, что в нейтральном положении кулачкового вала 2 путевые выключатели 21 и 22 находятся в отключенном состоянии, а при повороте кулачкового вала 2 один из путевых выключателей 21 или 22 включен. Путевые выключатели 21 и 22 закреплены между собой и установлены с возможностью перемещения (вращения) относительно от кулачкового вала за счет закрепления, например, на зубчатом секторе 23, взаимодействующем с приводным устройством. В роли приводного устройства может применяться либо рейка 24, соединенная с плунжерами двух гидроцилиндров 25 и 26 (фиг.1, 2), либо мотор-редуктор 27 (фиг.3) с шестерней 28, закрепленной на выходном валу мотор-редуктора.
Гидроцилиндры 25 и 26 срабатывают от трехпозиционного четырехходового гидрораспределителя 29 с гидроуправлением (фиг.1) или с управлением от электромагнитов (фиг.2, 3).
Путевые выключатели 21, 22 механизма обратной связи 19 соединены гидравлическими или электрическими связями с трехпозиционными четырехходовыми гидрораспределителями 18 и 29 (фиг.1, 2) или электрическими связями с мотор-редукторами 16 и 27 (фиг.3).
Путевые выключатели 10, 11 блока управления связаны гидравлическими (фиг.1) или электрическими связями (фиг.2, 3) с входами управления трехпозиционного четырехходового гидрораспределителя 6.
Привод работает следующим образом.
Нейтральное положение рукоятки управления 8 соответствует нейтральному положению кулачкового вала 2, при котором траверса пресса остановлена. При этом путевые выключатели 10, 11, 21 и 22 находятся в отключенном состоянии.
При переводе рукоятки управления 8 против часовой стрелки в положение I (опускание траверсы) поворачивается кулачок 9, включая путевой выключатель 11, который посредством гидравлической (фиг.1) или электрической (фиг.2, 3) связей воздействует на трехпозиционный четырехходовой гидрораспределитель 6. При этом в полость гидроцилиндра 4 подается давление, а полость гидроцилиндра 5 соединяется со сливом. Рейка 3, перемещаясь, поворачивает шестерню 1, а вместе с ней и кулачковый вал 2 против часовой стрелки, что вызывает движение траверсы пресса вниз. Скорость движения траверсы пропорциональна углу поворота кулачкового вала. Кулачковый вал будет поворачиваться до тех пор, пока угол его поворота не будет равен углу поворота рукоятки управления 8. Это обеспечивается за счет срабатывания путевого выключателя 22 от профильного кулачка 20.
Путевой выключатель 22 за счет гидравлической (фиг.1) или электрической (фиг.2, 3) связей включает приводные устройства блока управления 7 и механизма обратной связи 19. Если в состав приводного устройства блока управления 7 входит трехпозиционный гидрораспределитель 18 (фиг.1, 2), то он подает давление в гидроцилиндр 15, а гидроцилиндр 14 соединяет со сливом. При этом за счет перемещения рейки 13 зубчатый сектор 12 повернется против часовой стрелки в положение, в котором путевой выключатель 11 отключается, т.е. на угол, равный углу поворота рукоятки управления 8 и кулачкового вала 2. Если в состав приводного устройства блока управления 7 входит реверсивный мотор-редуктор 16 (фиг.3), то направление вращения шестерни 17 такое, при котором зубчатый сектор 12 поворачивается против часовой стрелки на угол, равный углу поворота рукоятки управления.
Аналогично происходит срабатывание приводного устройства механизма обратной связи 19. При срабатывании трехпозиционного распределителя 29 (фиг.1, 2) за счет рейки 24, перемещаемой гидроцилиндром 26, происходит поворот зубчатого сектора 23 против часовой стрелки до отключения путевого выключателя 22, т.е. на угол поворота рукоятки управления 8 и кулачкового вала 2. Если приводным устройством механизма обратной связи является мотор-редуктор 27 (фиг.3), то его выходная шестерня 28 имеет такое направление вращения, при котором зубчатый сектор 23 поворачивается против часовой стрелки до отключения путевого выключателя 22.
Таким образом, если рукоятка управления против часовой стрелки переведена в положение I и удерживается в этом положении, кулачковый вал 2 повернется против часовой стрелки на угол, равный углу поворота рукоятки управления, что соответствует опусканию траверсы пресса со скоростью, пропорциональной углу поворота кулачкового вала.
При повороте рукоятки управления 8 по часовой стрелке в положение II срабатывает путевой выключатель 10, который через гидрораспределитель 6, подающий давление в гидроцилиндр 5, посредством рейки 3 обеспечивает поворот шестерни 1 и кулачкового вала 2 по часовой стрелке. За счет обратной связи, вызываемой срабатыванием путевого выключателя 21 по принципу, описанному выше, происходит поворот зубчатых секторов 12 и 23 по часовой стрелке на угол, равный углу поворота рукоятки управления 8. При этом кулачковый вал 2 повернется по часовой стрелке на угол, равный углу поворота рукоятки 8, тем самым обеспечивая подъем траверсы со скоростью, пропорциональной углу поворота.
При переводе рукоятки управления 8 из положения I или II в нейтральное, что обеспечивается в целях безопасности пружинным возвратом, происходит срабатывание либо путевого выключателя 10 (возврат из положения I), либо путевого выключателя 11 (возврат из положения II). Как было описано выше, происходит поворот кулачкового вала 2 в направлении поворота рукоятки управления 8 до достижения нейтрального положения, при этом скорость траверсы снижается и траверса останавливается.
Кроме описанных выше схем реверсивного привода кулачкового вала (фиг.1, 2, 3) возможны сочетания отдельных элементов схем. В частности, возможны варианты, когда путевые выключатели блока управления могут быть гидравлическими, а механизма обратной связи - электрическими, и наоборот. Возможны варианты, когда в роли приводного устройства блока управления могут быть мотор-редукторы, а механизма обратной связи - зубчатая рейка и наоборот.
Предложенная конструкция реверсивного привода кулачкового вала гидравлического пресса позволяет получить технический результат, который выражается в том, что улучшаются эксплуатационные характеристики пресса за счет соблюдения требований эргономики и повышения точности задания скорости движения траверсы пресса.
Заявленная конструкция реверсивного привода кулачкового вала может найти применение как в приводах гидравлических прессов, так и в других областях машиностроения, где используются следящие приводы.
Формула изобретения
1. Реверсивный привод кулачкового вала главного распределителя гидравлического пресса, содержащий смонтированную на кулачковом валу шестерню, находящуюся в зацеплении с рейкой, соединенной с плунжерами двух гидроцилиндров, гидравлически связанных с выходами трехпозиционного гидрораспределителя, блок управления с рукояткой управления и механизм обратной связи в виде профильного кулачка на кулачковом валу, отличающийся тем, что механизм обратной связи снабжен взаимодействующим с ним путевым переключающим устройством в виде двух путевых выключателей, блок управления выполнен с двумя путевыми выключателями и взаимодействующим с ними кулачком, путевые выключатели блока управления и переключающего устройства механизма обратной связи попарно закреплены между собой и установлены с возможностью перемещения посредством связанных с ними приводных устройств, путевые выключатели блока управления связаны с входами управления трехпозиционного гидрораспределителя, при этом все упомянутые путевые выключатели установлены с возможностью отключения при нейтральном положении рукоятки управления и кулачкового вала и перехода одного выключателя из каждой пары во включенное состояние при повороте рукоятки управления и кулачкового вала, а рукоятка управления выполнена с возможностью самовозврата в нейтральное положение.
2. Привод по п.1, отличающийся тем, что каждое из приводных устройств путевых выключателей блока управления и переключающего устройства механизма обратной связи выполнено в виде зубчатого сектора, находящегося в зацеплении с рейкой, соединенной с плунжерами двух гидроцилиндров, гидравлически связанных с выходами трехпозиционного гидрораспределителя, при этом упромянутые путевые выключатели закреплены на соответствующих зубчатых секторах.
3. Привод по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что путевые выключатели блока управления и переключающего устройства механизма обратной связи выполнены гидравлическими и соединены гидравлическими магистралями с входами управления соответствующего трехпозиционного гидрораспределителя.
4. Привод по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что путевые выключатели блока управления и переключающего устройства механизма обратной связи выполнены электрическими и соединенными электрическими связями с входами управления соответствующего трехпозиционного гидрораспределителя.
5. Привод по п.2, отличающийся тем, что путевые выключатели выполнены электрическими, а каждое из приводных устройств путевых выключателей блока управления и переключающего устройства механизма обратной связи снабжено реверсивным мотор-редуктором с выходной шестерней, находящейся в зацеплении с зубчатым сектором, при этом путевые выключатели переключающего устройства механизма обратной связи соединены электрическими связями с мотор-редукторами упомянутых приводных устройств, а путевые выключатели блока управления соединены электрическими связями с выходами управления трехпозиционного гидрораспределителя привода кулачкового вала главного распределителя пресса.
РИСУНКИ
