Вертикальный штамповочный молот с гидравлическим приводом


 


Владельцы патента RU 2409446:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский государственный технологический университет "СТАНКИН" (ГОУ ВПО МГТУ "СТАНКИН") (RU)

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к кузнечно-штамповочному оборудованию для изготовления заготовок с удлиненной осью. Молот содержит станину со стойками, оснащенными направляющими, в которых размещена баба молота. На стойках установлена плита с гидроцилиндром. Поршень соединен посредством штока с бабой молота. Штоковая полость гидроцилиндра постоянно соединена с источником жидкости высокого давления. Поршневая полость периодически соединяется посредством двухпозиционных распределителей с указанным источником через напорный и обратный магистральный клапаны и со сливным баком через сливной клапан. Молот оснащен двумя обратными клапанами и гидрокомпенсатором. Гидрокомпенсатор подсоединен к напорной части первого обратного клапана и к запорной части второго с обеспечением подачи жидкости из него в момент разрежения в поршневой полости или при перемещении бабы вниз. Первый из указанных клапанов запорной частью и второй клапан напорной частью подсоединены к поршневой полости гидроцилиндра. Запорная часть обратного магистрального клапана подсоединена к штоковой полости. В результате обеспечивается увеличение ресурса работы молота и расширение его технологических возможностей. 1 ил.

 

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, а именно к кузнечно-штамповочному оборудования для изготовления низких заготовок с удлиненной осью.

Наиболее близким техническим решением из уровня техники является вертикальный штамповочный молот с гидравлическим приводом, который содержит станину со стойками, оснащенными направляющими, размещенную с возможностью перемещения в указанных направляющих бабу молота, установленную на стойках плиту с закрепленным на ней гидроцилиндром с поршнем, соединенным посредством штока с бабой молота и разделяющим внутренний объем на штоковую и поршневую полости, при этом штоковая полость постоянно соединена с емкостью с энергоносителем, а поршневая выполнена с возможностью периодического соединения через двухпозиционные распределители с источником жидкости высокого давления через напорный и обратный магистральный клапаны и со сливным баком через сливной клапан (Патенту RU 2334583 С2, В21J 7/28, 2006 г.).

Однако такое конструктивное исполнение вертикального штамповочного молота имеет недостаток, заключающийся в том, что оно не исключает возможности появления разрежения в поршневой полости цилиндра в крайнем рабочем положении бабы при разгоне и отскока, сопровождаемого несанкционированным, повторным, ударом. Кроме того, рабочая жидкость, вытесняемая при ходе бабы вверх, требует дополнительной энергии для ее перетекания в гидравлическую полость компенсатора.

В основу заявленного технического решения была положена задача увеличения ресурса работы молота, сокращения затрат на обслуживание и ремонт, расширения технологических возможностей, особенно при изготовлении низких заготовок с удлиненной осью, за счет замены сухого трения в рабочем цилиндре на жидкостное и устранения утечки воздуха из этой полости при эксплуатации.

Поставленную задачу достигают за счет того, что вертикальный штамповочный молот с гидравлическим приводом, содержащий станину со стойками, оснащенными направляющими, размещенную с возможностью перемещения в указанных направляющих бабу молота, установленную на стойках плиту с закрепленным на ней гидроцилиндром с поршнем, соединенным посредством штока с бабой молота и разделяющим внутренний объем на штоковую и поршневую полости, при этом штоковая полость постоянно соединена с емкостью с энергоносителем, а поршневая выполнена с возможностью периодического соединения через двухпозиционные распределители с источником жидкости высокого давления через напорный и обратный магистральный клапаны и со сливным баком через сливной клапан, согласно изобретению дополнительно снабжен двумя обратными клапанами и гидрокомпенсатором, подсоединенным к напорной части первого и к запорной части второго и функционально обеспечивающим подачу жидкости из него в момент разрежения в поршневой полости или при перемещении бабы вниз, при этом первый из клапанов запорной частью и второй напорной частью подсоединены к поршневой полости гидроцилиндра, а запорная часть обратного магистрального клапана подсоединена к штоковой полости цилиндра.

На чертеже показана принципиальная гидравлическая схема штамповочного молота с гидравлическим приводом.

Штамповочный молот состоит из станины 1 со стойками 2 с направляющими 3, бабой 4, установленной подвижно в направляющих 3, плиты 5, размещенной в верхней части станины 1, с закрепленным на ней цилиндром 6 с поршнем 7, делящим внутренний объем цилиндра 6 на две полости: штоковую полость 8 со штоком 7а, постоянно соединенную каналами 9, 10, трубопроводами 11, 12, 13 с аккумулятором 14 с энергоносителем под давлением, а также соединенную трубопроводом 15, через напорную часть 16а обратного магистрального клапана 16 и его запорную часть 16б, трубопроводами 17, 12, 11, каналами10, 9 с насосом 18, и поршневую полость 19, периодически соединяемую: с полостью 8 - трубопроводами 20, 21 через клапан удара 22, управляемого распределителем 23, трубопроводами 24, 11, каналами 10, 9; с аккумулятором 14 трубопроводами 20, 21 через клапан 22, трубопроводами 24, 12, 13; с насосом 18 - через напорную часть 16б обратного магистрального клапана 16, его запорную часть 16а, трубопроводами 17, 12, 24 через клапан 22, трубопроводы 21, 20; с полостью 8 - трубопроводами 20, 25 через напорную часть 26а обратного клапана 26, трубопроводом 27, каналами 10, 9; с гидравлической полостью компенсатора 28 - трубопроводом 29 через напорную часть 30а обратного клапана 30, его запорную часть 30б, трубопроводами 31, 32; с гидравлической полостью компенсатора 28 - трубопроводами 32 и 33, через напорную часть 34б обратного клапана 34, его запорную часть 34а и трубопровод 35, со сливом 36 - трубопроводом 37, через клапан слива 38, управляемый распределителем 39, трубопроводами 40 и 41.

Для контроля давления жидкости и газа установлены манометры 42 в гидросистеме и 43 в пневмосистеме. Насос 18 предохраняют от перегрузок обратным магистральным клапаном 16 и предохранительным клапаном, встроенным в систему управления насосом. Аккумулятор 14 заправляют газом (воздухом) через вентиль 44. Вибрации грунта от ударов молота снижают пружинными 45 и пневматическими 46 амортизаторами. На бабу 4 и стол 47 станины 1 крепят верхнюю 48 и нижнюю 49 части штампа с заготовкой 50. Компенсатор 28 имеет поршень 51 с ограниченным ходом Δ упорами 52 и пружину 53, создающую на поршень 51 расчетную по величине силу.

Распределитель 23 разделен на полости 23а и 23б, а распределитель 39 на полости 39а и 39б. Полость 13а соединена: с аккумулятором 14 - трубопроводами 54, 55, 12 и 13; с полостью 22а - клапана 22 - каналом 56 и трубопроводом 57; со сливом 36 - трубопроводами 58 и 41; с полостью 22б клапана 22 - каналом 59 и трубопроводом 60. Полость 39а распределителя 39 соединена: с аккумулятором 14 - трубопроводами 61, 55, 12 и 13; с частью 38а клапана слива 38 - каналом 62 и трубопроводом 63; со сливом 36 - трубопроводами 64, 59, 41; с частью 38б - каналом 65 и трубопроводом 66.

Цикл работы штамповочного молота состоит из разгона, рабочего и возвратного ходов. Разгон начинают с пуска, с переключения распределителя 23 в положение влево, при котором жидкость под давлением от аккумулятора 14 по трубопроводам 13, 12 53 через канал 54 полости 23а распределителя 23 поступит в часть 22а клапана 22. Сила давления в полости 22а переключит клапан 22 в положение, при котором соединит полость 19: с полостью 8 цилиндра 6 - трубопроводами 20, 21, каналом 22б, трубопроводами 24, 11 и каналами 10 и 9; с аккумулятором 14 - трубопроводами 12, 13; с насосом 18 - трубопроводом 17 через клапан 16. Жидкость под давлением поступит в полость 19, при этом давления в полостях 19 и 8 будут, практически, одинаковыми. Под действием силы давления, равной произведению величины давления на площадь поперечного сечения штока 19а, и сил тяжести бабы 4, поршня 19 и штока 19а произойдет разгон бабы 4 с частями штампа 48 в направлении заготовки 50 неподвижной нижней части штампа 49. На нагрузочной фазе рабочего хода произойдет удар по заготовке 50 штампом 48 и деформация ее в поковку, сопровождаемая отскоком бабы 4 вверх за счет упругой энергии поковки и соударяющихся частей: бабы 4, штампов 48 и 49. При отскоке поршень 7 сожмет жидкость в полости 19 и повысит в ней давление до величины, превышающей давление, поддерживаемое обратным клапаном 26. Часть объема жидкости из полости 9 вытеснится по трубопроводам 20 и 25 через напорную полость 26а клапана 26 и его запорную полость 26б, по трубопроводу 29, каналу 9 в полость 8 или по каналу 10, трубопроводам 11, 12, 13 в аккумулятор 14. Сила давления остановит поршень 7 и бабу 4 в промежуточном положении.

Во избежание повторного движения бабы 4 вниз и исключения повторного удара, закрывают клапан 22 на стадии разгона до удара ввиду кратковременности рабочего хода и длительности переключения распределителя 23 и клапана 22. Для этого переключают распределитель 23 в положение, показанное на чертеже, когда жидкость под давлением от аккумулятора 14 по трубопроводам 13, 55, по распределителю 23, трубопроводу 60 подают в полость 22б клапана удара 22 и перемещают канал влево, отсоединяя трубопровод 21 от трубопровода 24. С этого момента полость 19 отсоединят от давления аккумулятора 14 и полости 8. Теперь при отскоке поршень 7, при повышении давления выше рабочего, вытеснит часть жидкости из полости 19 по трубопроводам 20, 25 в напорную 26а и запорную 26б части клапана 26, трубопровод 29 и канал 9 в полость 8 или по каналу 10, трубопроводам 11, 12 и 13 в аккумулятор 14. При останове поршня 7 и бабы 4 в промежуточном положении не произойдет повторного разгона бабы 4, из-за отсутствия силы давления в полости 19. Сила давления жидкости в полости 8 остановит подвижные части: бабу 4, поршень 7 и шток 7а - в промежуточном положении и будет удерживать их во взвешенном состоянии до открытия клапана слива 38, соединяющего полость 19 со сливом 41.

Закрыть клапан 22 и открыть клапан 38 одновременно нельзя ввиду выброса жидкости из зон высокого давления; аккумулятор, насос, полость 8 на слив. Поэтому сначала закрывают клапан 22, а через минимальный промежуток времени открывают клапан слива 38. В этот минимальный промежуток времени, составляющий сотые и десятичные доли секунды, поршень 7 будет двигаться по инерции вниз. В замкнутом объеме полости 19 давление начнет падать и станет ниже атмосферного. Для предотвращения разрежения в полости 19 обеспечивают неразрывность потока жидкости в полости 19 и в трубопроводе 35 в соответствии со следующим условием:

S0υ0=Sтυт,

где S0 - площадь поперечного сечения полости 19; Sт - площадь поперечного сечения трубопровода 35; υ0 - скорость поршня 7 к началу рабочего хода; υт - скорость потока на выходе из трубопровода 35.

Для обеспечения данного условия выполнены следующие технические решения.

1. При разгоне, когда в полость 19 подают жидкость под давлением из полости 8 и аккумулятора 14, она по трубопроводу 29 через напорную часть 30а клапана 30 и его запорную часть 30б по трубопроводам 31 и 32 поступает в гидравлическую полость компенсатора 28. Сила давления перемещает поршень 51 до упора 52, сжимая при этом пружину 52 на величину Δ. Происходит накопление потенциальной энергии компенсатора. При падении давления в полости 19 поршень 51 вытесняет жидкость под давлением, создаваемым пружиной 52, по трубопроводам 32, 33 через напорную часть 34б клапана 34 и его запорную часть 34а по трубопроводу 35 в полость 19. Высокое давление жидкости, при ее вытеснении из гидравлической полости компенсатора, создаст сила пружины 52.

2. Поршень 7 выполнен с уплотнениями в виде пружинных колец, допускающих утечки жидкости. При разгоне давление жидкости в полостях 8 и 19 одинаковы, поэтому герметичность поршня не нужна. При падении давления в полости 19, произойдет восполнение в ней объема жидкости из полости 8 через прорези в кольцах. Кольца устанавливают для сокращения потерь при возвратном ходе.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного технического решения следующей совокупности условий:

- объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении предназначен для использования в машиностроении и может быть реализован в качестве вертикального штамповочного молота с гидравлическим приводом в организации технологических процессов, связанных с обработкой металлов давлением;

- для заявленного объекта в том виде, как он охарактеризован в независимом пункте нижеизложенной формулы, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных в заявке или известных из уровня техники на дату приоритета средств и методов;

- объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении способен обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата, а именно за счет замены сухого трения в рабочем цилиндре на жидкостное и устранения утечки воздуха из этой полости при эксплуатации.

Указанные в независимом пункте формулы признаки являются существенными и взаимосвязаны между собой с образованием устойчивой совокупности необходимых признаков, неизвестной на дату приоритета из уровня техники и достаточной для получения требуемого синергетического (сверхсуммарного) результата.

В соответствии с изложенным, заявленный объект соответствуют условиям патентоспособности «новизна», «изобретательский уровень» и «промышленная применимость» по действующему законодательству.

Вертикальный штамповочный молот с гидравлическим приводом, содержащий станину со стойками, оснащенными направляющими, размещенную с возможностью перемещения в указанных направляющих бабу молота, установленную на стойках плиту с закрепленным на ней гидроцилиндром с поршнем, соединенным посредством штока с бабой молота с разделением внутреннего объема на штоковую и поршневую полости, при этом штоковая полость постоянно соединена с источником жидкости высокого давления, а поршневая - выполнена с возможностью периодического соединения посредством двухпозиционных распределителей с последним через напорный и обратный магистральный клапаны и со сливным баком через сливной клапан, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен двумя обратными клапанами и гидрокомпенсатором, подсоединенным к напорной части первого и к запорной части второго клапана с обеспечением подачи жидкости из него в момент разрежения в поршневой полости или при перемещении бабы молота вниз, при этом первый из указанных клапанов запорной частью и второй клапан напорной частью подсоединены к поршневой полости гидроцилиндра, а запорная часть обратного магистрального клапана подсоединена к штоковой полости гидроцилиндра.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к кузнечно-прессовому машиностроению, в частности к оборудованию для ковки и штамповки. .

Изобретение относится к кузнечно-прессовому машиностроению. .

Изобретение относится к оборудованию для обработки металлов давлением. .

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано в кузнечных цехах. .

Изобретение относится к области обработки материалов давлением и предназначено для штамповки и ковки изделий из обычных и труднодеформируемых металлов и сплавов. .

Изобретение относится к машиностроению . .

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в кузнечных цехах

Изобретение относится к кузнечно-штамповочному оборудованию ударного действия для горячей и холодной обработки металлов давлением. Молот содержит шабот со стойками, в направляющих которых установлена с возможностью перемещения баба с инструментом. На стойках установлен насосный безаккумуляторный гидравлический привод с исполнительным гидроцилиндром. Штоковая рабочая полость гидроцилиндра подключена к гидронасосам через магистральный обратный клапан. Гидравлический привод выполнен с двумя жестко соединенными между собой трехпозиционными гидрораспределителями непосредственного управления. Один гидрораспределитель установлен между гидронасосами и магистральным обратным клапаном и соединяет гидронасосы со сливом для их разгрузки. Второй гидрораспределитель выполнен с возможностью переключения соединений между штоковой и поршневой полостями гидроцилиндра и сливной линией. Слив рабочей жидкости из штоковой полости гидроцилиндра происходит через поршневую рабочую полость для обеспечения разгрузки гидронасосов на всех режимах работы, не требующих расхода жидкости высокого давления. В результате обеспечивается повышение коэффициента полезного действия молота и увеличение его быстроходности. 1 ил.

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано в кузнечных цехах. Бесшаботный молот содержит вертикальную станину 9, в которой подвижно установлены верхняя и нижняя бабы 8, 10. В верхней рабочей зоне станины расположена система средств связи и управления перемещением верхней бабы 8, содержащая единый пневмогидравлический аккумулятор 1 с газофазной и жидкофазной рабочими средами, каналы 23, трубопроводы 45, рабочий цилиндр 6 с центральным штоком-плунжером 7. В нижней рабочей зоне смонтирована система средств гидросвязи с каналами 14, 21, 31, 39, средством перемещения нижней бабы, приводами 28, 11 и компенсатором давления с поршнем 19, под которым расположена пружина 20. Центральный шток 28 выполнен с поршнем 29, установленным по центральной оси молота и оснащенным средством его торможения и обратным клапаном 38. В результате обеспечивается перемещение движущихся частей молота в условиях жидкостного трения в уплотнительных узлах, что позволяет снизить в них силы трения и, следовательно, увеличить срок службы. 1 ил.

Изобретение относится к кузнечно-штамповочному оборудованию для изготовления плоских или низких заготовок с удлиненной осью. Штамповочный молот содержит станину со стойками, имеющими направляющие, в которых вдоль вертикальной оси молота перемещается ударная баба. На стойках установлена плита с рабочим гидроцилиндром. Поршень гидроцилиндра соединен штоком с ударной бабой. Штоковая полость гидроцилиндра постоянно соединена с источником жидкости высокого давления. Поршневая полость периодически соединяется посредством двухпозиционных распределителей и клапанов с напорной и сливной магистралями, а через напорный и обратный магистральный клапаны - со штоковой полостью. Молот снабжен сосудом, имеющим входное и выходное отверстия, и обратным клапаном с запорной и напорной частями. Сосуд подсоединен к поршневой полости гидроцилиндра через обратный клапан со стороны его напорной части и соединен входным отверстием через сливной клапан с поршневой полостью гидроцилиндра, а выходным отверстием - со сливом. В результате обеспечивается исключение нестабильности кинематических и силовых параметров движения поршня гидроцилиндра. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх