Механический пресс

 

gATRh о-, ы.» и б е

И Е

ИЗОБРЕТЕНЙ Я (И1655297

Союз Советских

Социалистических

Республик

К ПАТЕНТУ (61) Дополнительный к патенту (22) Заявлено 11.02.74 (21) 1998179/27 (23) Приоритет — (32) (31) — (33) (43) Опубликовано 30.03.79. Бюллетень № 12 (45) Дата опубликования описания 30.03.79 (51), 1. Кл. -

В ЗОВ 15/00

Государственный комитет (53) УД1(621.979.06 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

Иностранцы

Джон Эдвин Ворхис и Дональд Джозеф Хеммельгарн (США) Иностранная фирма

«Дзе Минстер Машин Компани» (США) (71) Заявитель (54) МЕХАНИЧЕСКИЙ ПРЕСС

М„Р„, —. Р,(О,5М, +- М,), Мда- а а ™аа га «а

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к конструкции машин для обработки давлением.

Известен механический пресс, содержащий верхнюю поперечину, ползун, установ- 5 ленный с возможностью возвратно-поступательного перемещения в направляющих, два вращающихся навстречу друг другу коленчатых вала, расположенных в опорах верхней поперечины, каждый из которых 10 содержит колено, сопряженный с ним шатун, соединяющий вал с ползуном и эксцентрично размещенные противовесы (1).

Цель изобретения — улучшение уравновешивания инерционных усилий движущихся 15 возвратно-поступательно и вращающихся масс исполнительного механизма и привода.

Для этого в предлагаемом мезаническом прессе использованы противовесы разной массы, расположенные от плоскости качания шатунов на различном расстоянии, при этом направляющие ползуна выполнены в виде двух плунжеров, сопрягающихся с цилиндрическими расточками, выполненными в верхней поперечине, причем каждый плунжер одним концом закреплен на ползуне, а другим шарнирно соединен с шатуном, масса каждого противовеса и расстояние от центра масс противовеса до оси коленчатого вала, на котором он смонтирован, выбраны в соответствии с соотношением где обозначения этого и последующих выражений приведены в формуле изобретения. Каждый противовес выполнен по меньшей мере из двух частей, смещенных друг относительно друга вдоль осп вала; масса каждой части противовеса и расстояние от центра масс каждой части до оси вала выбраны в соответствии с соотношением

ill.,) ., -+ М ...,Л,, = R, (0,5М, + М,), две части противовеса размещены вдоль оси вала по разные стороны относительно колена, причем расстояния от центров масс каждой части до середины колена вдоль осн вала выбраны в соответствии с соотношением а каждый противовес выполнен в виде элементов, размещенных вдоль оси вала по одну сторону колена и в виде элементов, 6э5297, размещенных вдоль оси вала по другую сторону колена, причем массы этих элементов, расстояния от центров масс элементов до оси вала и расстояния от центров масс элементов до середины колена вдоль оси вала выбраны в соответствии с соотноП1ЕНИЯМИ ч ч ч Л4е с ч

Кч+ МЯ. =- R,(О,5М +М ) На фиг. 1 схематически представлен исполнительный механизм пресса; на фиг. 2, 3 и 4 — исполнительный механизм пресса в 15 трех рабочих положениях, когда ползун находится соответственно в нижней мертвой точке, на половине хода и в верхней мертвой точке.

Коленчатые валы 1 и 2 параллельны друг 20 другу и связаны зубчатыми колесами 3 и

4. На коленчатом валу 1 размещена эксцентричная часть 5, а на валу 2 — эксцентричная часть 6. Коленчатые валы идентичны по конструкции, а эксцентричные части 25 ориентированы на них так, что обе приходят в верхние и нижние мертвые точки одновременно. Со стороны эксцентричной массы на коленчатом валу 1 находится противовес 7, а на валу 2 — противовес 8. 30

Центр масс противовеса 7, обозначенный

М „диаметрально противоположен в радиальном направлении центру массы М, эксцентричной части 5. Радиус эксцентриситета центра массы М, обозначен Р„З5 тогда как радиус эксцентриситета центра массы М„эксцентричной части 5 обозначен радиусом Я,.

Расстояние вдоль оси вала центра массы

М, от центра массы М„обозначено раз- 40 мером Л„„.

У зубчатого колеса 3 центр масс обозначен Мч„ а радиус эксцентриситета R „,.

Расстояние вдоль оси вала от центра масс зубчатого колеса Мч до центра массы М, 45 эксцентричной массы 5 коленчатого вала 1 обозначено размером Ьд,.

В положении коленчатого вала 1, когда центр масс эксцентричной части 5 находится в нижней мертвой точке, инерционные усилия направлены: Р„эксцентричной части 5 — вертикально вниз, F Ä зубчатого колеса 3 — вертикально вверх, à F„, противовеса 7 — вертикально вверх.

Идентичные центры масс, относящиеся к ним размеры и инерционные усилия для элементов валов 1 и 2 аналогичны, но различие состоит в том, что последняя буква индекса для элементов вала 1 — а, а для элементов вала 2 — b. 60

С ползуном пресса 9 соединены два поршня 10 и 11, верхние части которых шарнирно соединены с нижними шейками соединенных штоков 12 и 13 соответственно, причем верхние шейки последних соеди- 05 иены с соответствующими эксцентричными частями коленчатых валов.

Коленчатые валы смонтированы в подшипниках поперечины 14 пресса.

Движущиеся возвратно-поступательно элементы исполнительного механизма имеют центр масс М„которому соответствует инерционное усилие F,, которое может быть направлено либо вверх, либо вниз в зависимости от направления движения ползуна.

Эксцентриситет массы зубчатого колеса 3 может быть получен либо выполнением в нем отверстий 15, либо креплением к нему дополнительной массы.

При ровной, свободной от вибраций работе пресса на высоких скоростях разбалансирующие усилия в виде первичных инерционных сил, развиваемых движущимися возвратно-поступательно компонентами, а также центробежные усилия, развиваемые вращением неуравновешенных масс на коленчатых валах, соответственно уравновешиваются посредством описанной выше конструкции.

При расчете уравновешивающей системы необходимо определить общую массу движущихся возвратно-поступательно масс, которая была обозначена М„и которая включает массу ползуна, поршней и той части масс соединительных штоков, которая движется возвратно-поступательно вместе с поршневыми пальцами, соединяющими соединительные штоки с поршнями, и массу части штампа, прикрепленной к ползуну. Штампы могут быть различными по массе, но найдено, что для данной машины штампы в среднем имеют одинаковую массу, так что установлено, что постоянная уравновешивающая система является совершенно достаточной.

При необходимости массу штампа, закрепленного на ползуне, можно регулировать, если желательно тем самым обеспечить существенное уравновешивание системы.

В примере конструкции, показанной на чертежах, противовесы вблизи одного конца коленчатого вала выполнены за одно целое с зубчатыми колесами, соединяющими валы вместе, путем выполнения отверстия в одной стороне этих зубчатых колес, с целью перемещения центра тяжести зубчатых колес от центральной линии вала.

Равноценный эффект можно получить путем противовесов к зубчатым колесам, или добавлением противовесов в другое место вблизи частей валов, снабженных зубчатыми колесами. Как показано на фиг. 2 и 4, при положениях верхней и нижней мертвых точек усилия, развиваемые вращающимися противовесами, равны и противоположны первичному инерционному усилию ползуна вместе с вращающим разбалансированием.

В положении половины хода, в котором не развивается первичного инерционного уси655297

55

65 лия ползуHd, врагцающисся противовесы развивают равные и противоположные компоненты горизонтального усилия, которые аннулируют друг друга, не вызывая никакой заметной реакции, стремящейся сместить конструкцию пресса.

Общий эффект таков, что ошибки в уравновешивании системы могут возникнуть только благодаря вторичным инерционным усилиям, которые очень малы при типичном большом отношении длины соединительного штока к эксцентриситету эксцентричного колеса пресса или ошибке, вызванной массой штампа на ползуне пресса, когда она не идентична значению массы, для которой предназначена уравновешенная система. Эта последняя ошибка может быть сделана столь малой, сколь желательно путем подбора уравновешивающей с и с т с м ы п р с с с а н а с а м 1: 10 б О л 1.111 . ю 0 ж и д а емую массу штампа, а также путем добавления к ползуну необходимого груза в каждом отдельном случае так, что масса испол;-зусмого штампа плюс масса добавочного груза всегда равны нужномузначению.

В практике ошибка в массе штампа, которая ожидается в прессе данного размера, обычно бывает недостаточной для оправдания дополнительных усложнений процедуры коррекции равновесия.

Следует также заметить, что пресс, в котором для привода ползуна используется треугольный шатун вместо соединительного штока настоящей показанной на чертежах конструкции, не развивает вторичных инерционных усилий и, следовательно, обеспечивает более высокую степень балансировки.

Можно распределить любой или все балансировочные грузы на две или более частей, размещенных в той же самой или в других плоскостях вдоль валов. Общий эффект такого разделения грузов будет тот же самый, как если бы в точке центра масс разделенных грузов помещена равноценная общая масса.

Предусматривается не только балансировка коленчатых валов зубчатыми колесами на одном конце, с эксцентричным грузом, и с противовесом вблизи другого конца, но также предусматривается, что множество противовесов может быть распределено по длине каждого колснчатого вала вдоль него.

Формула изобретения

1. Механический пресс, содержащий верхнюю поперечину, ползун, установленный с возможностью возвратно-поступательного перемещения в направляющих, два вращающихся навстречу друг другу коленчатых вала, расположенных в опорах верхней поперечины, каждый из которых содержит Колено, соппяженный с ним 1ца5

50 тун, соединяющий вал с ползуном, и эксцентрично размещенные противовесы, о тл и ч а ю ш, и и с я тем, что, с целью улучшения уравновешивания инерционных усилий движущихся возвратно-поступательно и вращающихся масс исполнительного механизма и привода, использованы противовесы разной массы, расположенные от плоскости качения шатунов на различном расстоянии.

2. Пресс по п. 1, отл и ч а ю шийся тем, что направляющие ползуны выполнены в виде двух плунжеров, сопрягающихся с цилиндрическими расточками, выполненными в верхней поперечине, причем каждый плунжер одним концом закреплен на ползуне, а другим шарнирно соединен с шатуном.

3. Пресс по п. 1, отличающийся тем, что масса каждого противовеса и рассто".,ние от центра масс противовеса до оси коленчатого вала, на котором он смонтирован, выбраны в соответствии с соотношснием

Мха, -= R,(0,5М,+ М,), где М„, — масса противовеса;

R» — расстояние от центра масс противовеса до оси коленчатого вала;

Р, — радиус эксцентрпситста колена вала;

М, — масса возвратно-поступательно движущихся частей;

̄— масса колена вала и масса части шатуна, которая может быть рассмотрена как вращающаяся вместе с валом.

4. Пресс по пп. 1 и 3, отл и ч а ю щи и с я тем, что каждый упомянутый противовес выполнен по меньшей мере пз двух частей, смещенных одна относительно другой вдоль оси вала.

5. Поесс по пп. 1 и 3, отличающийся тем, что масса каждой части противовсса и расстояние от центра масс каждой части до осп вала выбраны в соответствии с соотношением

М Р, + М,Р.„., = — R, (О,ОМ, + М,). где Ма„и М„.„— соответственно массы первой и второй частей противовеса;

Rgg, и Rnn расстояние от центров масс до оси вала первой и второй частей противовсса

СООТВСТСТВСПНО.

6. Пресс по пп. 1, 3 и 5, отл и 1а ю щи йся тем, что две части противовеса размещены вдоль оси вала по разные стороны относительно колена, причем расстояния от центров масс каждой части до середины колеса вдоль оси вала выбраны в соответствии с соот11ошениеМ

Мдафда р1 ™па за па где Lgg и Lti;;, г1асстояция от центров

Ъ

655297 масс до середины колена вдоль- осп вала первой и второй частей противовеса соответственно.

7. Пресс по и. 1, отл и ч а ю щий с я тем, что каждый противовес выполнен в виде элементов, размещенных вдоль оси вала по одну сторону колена, и в виде элементов, размещенных вдоль оси вала по другую сторону колена, причем массы этих эле- 1О ментов, расстояния от центров масс элементов до оси вала и расстояния от центров масс элементов до середины колена вдоль оси вала выбраны в соответствии с соотношениями

15 гМ a PL

Zhf,Я, + МЯ„, — —. P, (0,5М, + М,), где

Мч — масса каждого из элементов по одну сторону от колена вала;

М„, — масса каждого из элементов по другую сторону от колена вала;

R, и Л, — расстояния от центров масс элементов, массы которых соответственно М, и М„до оси вала;

L и L, — расстояния от центров масс элементов, массы которых соответственно М и М, до середины колена вдоль оси вала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США Мю 2808736, кл, 74 — 604, 1957.

655297 ф о (пег. 9

Составитель 9. Гринберг

Техред Н. Строганова

Корректор Л. Орлова

Редактор О. Юркова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 187/Я Изд ¹ 225 Тираж 821 Подписное

НГ О Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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