RU2096179C1

RU2096179C1 - Solenoid press

Info

Publication number: RU2096179C1
Application number: RU96107426A
Authority: RU
Inventors: В.Я. Таубес; Б.Л. Горелик; В.С. Жаринов; С.В. Иванов; Н.И. Новоселов
Original assignee: Специальное конструкторское бюро "Ротор"
Priority date: 1996-04-16
Filing date: 1996-04-16
Publication date: 1997-11-20

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: solenoid press has bed made up as a massive plate, stator of an electromagnet with a coil secured to the bed, flat armature connected with the working tool of the press and held with return springs, fixed columns to which the press stator is secured, movable columns to which the armature is secured, and guide bushings mounted inside the stator through which movable columns pass. The solenoid press is multirow and consists of modules each of which made up as stator and armature interconnected through fixed and movable columns. The portions of columns interposed between stator and armature are made of nonmagnetic material or ferromagnetic material. EFFECT: improved design. 4 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в конструкциях технологического оборудования с электромагнитным приводом, например, для обработки материалов давлением, сборки узлов с применением запрессовки. The invention relates to the field of engineering and can be used in the construction of technological equipment with an electromagnetic drive, for example, for processing materials by pressure, assembly of nodes using press-fit.

Известен электромагнитный пресс [1] содержащий станину, цилиндрический электромагнит, статор которого выполнен с внешним магнитопроводом и сквозным отверстием в нижней дисковой части, а якорь в виде плоского диска и неподвижно связанного с ним цилиндрического сердечника, а также имеющий механизм возврата якоря в виде пружины, установленной на центральном штоке якоря. Known electromagnetic press [1] containing a frame, a cylindrical electromagnet, the stator of which is made with an external magnetic circuit and a through hole in the lower disk part, and the anchor is in the form of a flat disk and a cylindrical core fixedly connected to it, and also having a spring return mechanism, mounted on the central stock of the anchor.

Известен электромагнитный пресс [2] содержащий закрепленные в корпусе пресса два магнитопровода соосно расположенных электромагнитов с находящимся между ними якорем в виде диска и двух оппозитно закрепленных на диске штоков, расположенных каждый в сквозном отверстии соответствующей плиты корпуса, что позволяет перемещать якорь в двух противоположных направлениях. Known electromagnetic press [2] containing two magnetic circuits mounted in the press body coaxially located electromagnets with an anchor in the form of a disk between them and two opposite rods mounted on the disk, each located in a through hole of the corresponding plate of the housing, which allows you to move the anchor in two opposite directions.

Известен электромагнитный пресс [3] состоящий из якоря, электромагнитов с катушками, станины, немагнитной плиты станины. Якорь выполнен в виде плоских дисков и цилиндрических сердечников. При попеременном включении электромагнитов якорь совершает поочередно рабочие ходы в противоположные стороны. Known electromagnetic press [3] consisting of anchors, electromagnets with coils, bed, non-magnetic plate bed. The anchor is made in the form of flat disks and cylindrical cores. With the alternating inclusion of electromagnets, the anchor makes alternately working strokes in opposite directions.

Недостатком известных конструкций электромагнитных прессов [1] [2] [3] является то, что неподвижно соединенный с якорем цилиндрический сердечник выполняет функцию направляющей якоря, что не позволяет на нем закрепить точный инструмент (например, штамп). Кроме того, наличие радиальных сил, вызванных неравномерностью зазора между цилиндрическим сердечником и статором электромагнита вызывает быстрый износ направляющих этого сердечника. A disadvantage of the known designs of electromagnetic presses [1] [2] [3] is that the cylindrical core fixedly connected to the anchor acts as a guide of the anchor, which does not allow it to fix an exact tool (for example, a stamp). In addition, the presence of radial forces caused by the unevenness of the gap between the cylindrical core and the stator of the electromagnet causes rapid wear of the guides of this core.

Известен электромагнитный пресс [4] содержащий основание пресса, выполненное в виде скобы, на котором установлен статор электромагнита. В статоре закреплена направляющая втулка для якоря. Якорь с помощью толкателя связан со съемным пуансоном. Возврат якоря в исходное положение осуществляется пружиной, расположенной на толкателе внутри статора. Known electromagnetic press [4] containing the base of the press, made in the form of a bracket on which an electromagnet stator is mounted. A guide sleeve for the anchor is fixed in the stator. An anchor with a pusher is connected with a removable punch. The anchor is returned to its original position by a spring located on the push rod inside the stator.

Недостаток известной конструкции пресса заключается в том, что якорь, установленный на одном центральном штоке, имеет возможность перекоса, особенно в конце хода и, как следствие, имеет возможность заклинивания в направляющей втулке, что вызывает необходимость применения дополнительных направляющих для крепления инструмента. A disadvantage of the known design of the press is that the anchor mounted on one central rod has the possibility of skewing, especially at the end of the stroke and, as a result, has the possibility of jamming in the guide sleeve, which necessitates the use of additional guides for attaching the tool.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому прессу является выбранный в качестве прототипа электромагнитный пресс [5] содержащий станину, выполненную в виде плиты, неподвижно закрепленный на ней на неподвижных колонках статор электромагнита с катушкой, плоский якорь, связанный с рабочим инструментом и поддерживаемый возвратными пружинами на неподвижных колонках, взаимодействующих с направляющими втулками. The closest in technical essence to the claimed press is an electromagnetic press [5] selected as a prototype, containing a bed made in the form of a plate, an electromagnet stator with a coil, a flat armature connected to a working tool and supported by return springs on it on a fixed column fixed columns interacting with guide bushings.

Недостатком известной конструкции пресса является то, что размещение втулок в подвижном якоре приводит к перекосам якоря и закрепленного на нем рабочего инструмента, и вследствие этого быстрый износ инструмента и направляющих колонок и втулок. A disadvantage of the known design of the press is that the placement of the bushings in the movable armature leads to distortions of the armature and the working tool fixed on it, and as a result, the wear of the tool and guide columns and bushings is rapid.

Техническим результатом изобретения является повышение точности пресса и увеличение рабочего усилия. The technical result of the invention is to increase the accuracy of the press and increase the working effort.

Технический результат достигается тем, что направляющие втулки размещают в неподвижном статоре электромагнита. The technical result is achieved by the fact that the guide bushings are placed in a stationary stator of an electromagnet.

Электромагнитный пресс выполнен многоярусным и состоит из модулей, каждый из которых представляет статор и якорь, которые соединены неподвижными колонками. The electromagnetic press is multi-tiered and consists of modules, each of which represents a stator and an anchor, which are connected by fixed columns.

Неподвижные и подвижные колонки могут быть выполнены из немагнитного материала, чем достигается повышение тягового усилия в конце хода пресса, что требуется при выполнении на прессе некоторых технологических операций, например, штамповки тонколистового твердого материала. The fixed and movable columns can be made of non-magnetic material, thereby increasing the tractive effort at the end of the press stroke, which is required when performing certain technological operations on the press, for example, stamping of thin-sheet solid material.

Неподвижные и подвижные колонки могут выполнены из ферромагнитного материала, чем достигается повышение тягового усилия в начале хода пресса, что требуется, например, при обработке и литье пластмассовых деталей под давлением. Fixed and movable columns can be made of ferromagnetic material, thereby increasing the traction at the beginning of the press stroke, which is required, for example, when processing and molding plastic parts under pressure.

При выполнении колонок составными, верхняя часть колонок, находящаяся между якорем и статором, выполнена для повышения тягового усилия в конце или в начале хода, из немагнитного или ферромагнитного материала соответственно. When the columns are composite, the upper part of the columns, located between the anchor and the stator, is made to increase traction at the end or at the beginning of the course, from non-magnetic or ferromagnetic material, respectively.

На фиг. 1 изображен одноярусный электромагнитный пресс; на фиг. 2 - двухъярусный электромагнитный пресс. In FIG. 1 shows a single-tier electromagnetic press; in FIG. 2 - two-tier electromagnetic press.

Электромагнитный пресс (фиг. 1) содержит несущую плиту 1, установленные на ней неподвижные колонки 2, на которых закреплен статор электромагнита 3 с катушкой 4. В статоре закреплены направляющие втулки 5, в которых могут перемещаться подвижные колонки 6. На подвижных колонках 66 закреплен с одной стороны плоский якорь 7, а с другой стороны плита 8, к которой через резьбовой регулировочный элемент 9 крепится инструментальная плита 10. В несущей плите 1 и инструментальной плите 10 выполнены Т-образные пазы 11 для крепления инструмента (например, штампа). Пружины 12 служат для возврата якоря в верхнее положение. Упругий элемент 13 предназначен для предотвращения жесткого удара при возврате якоря в исходное положение. The electromagnetic press (Fig. 1) contains a carrier plate 1, fixed columns 2 mounted on it, on which a stator of an electromagnet 3 with a coil 4 is fixed. Guide sleeves 5 are fixed in the stator, in which movable columns 6 can be moved. On movable columns 66 is fixed with on one side is a flat anchor 7, and on the other side is a plate 8 to which a tool plate 10 is attached through a threaded adjustment element 9. T-slots 11 are made in the carrier plate 1 and tool plate 10 for fastening a tool (for example, a stamp) . Springs 12 are used to return the anchor to the upper position. The elastic element 13 is designed to prevent hard impact when the anchor returns to its original position.

Двухъярусный пресс (фиг. 2) содержит два статора электромагнита 3 с катушкой 4, установленные на неподвижных колонках 2 и два якоря 7, закрепленные на подвижных колонках 6. Между якорями 7 установлены дистанционные втулки 14, между статорами электромагнитов 3 установлены дистанционные втулки 15. Верхняя часть 116 неподвижных колонок 2 и верхняя часть подвижных колонок 6, а также дистанционные втулки 14, 15, рассматриваемые как составные части колонок, могут быть выполнены из немагнитного или магнитного материала. The two-tier press (Fig. 2) contains two electromagnet stators 3 with a coil 4 mounted on fixed columns 2 and two anchors 7 mounted on movable columns 6. Between the anchors 7 there are spacer sleeves 14, spacers 15 are installed between the stators of electromagnets 3. the portion 116 of the fixed columns 2 and the upper part of the movable columns 6, as well as the spacer sleeves 14, 15, considered as component parts of the columns, can be made of non-magnetic or magnetic material.

В первом случае увеличивается тяговое усилие в конце хода пресса, т.е. когда центральная часть (диаметр меньше внутреннего диаметра катушки) статора и якоря насыщена, т.к. происходит существенное увеличение магнитного потока и индукции в периферийной (диаметр больше наружного диаметра катушки) части осевого зазора между якорем и статором за счет исключения значительного шунтирующего этот зазор магнитного потока. In the first case, the traction at the end of the press stroke increases, i.e. when the central part (the diameter is less than the inner diameter of the coil) of the stator and the armature is saturated, because there is a significant increase in magnetic flux and induction in the peripheral (diameter larger than the outer diameter of the coil) part of the axial clearance between the armature and the stator due to the exclusion of a significant magnetic flux shunting this gap.

Во втором случае увеличивается тяговое усилие в начале хода пресса при ненасыщенной магнитной цепи. В этом случае усилие возрастает, т.к. происходит существенное увеличение магнитного потока и индукции в центральной части (диаметр меньше внутреннего диаметра катушки) зазора между якорем и статором за счет потока, проходящего по ферромагнитным колонкам. In the second case, traction is increased at the beginning of the press stroke with an unsaturated magnetic circuit. In this case, the force increases, because there is a significant increase in magnetic flux and induction in the central part (the diameter is less than the inner diameter of the coil) of the gap between the armature and the stator due to the flux passing through the ferromagnetic columns.

Благодаря установке якоря на подвижных колонках, перемещающихся в закрепленных на статоре направляющих втулках и установке статора на неподвижных колонках, обеспечивается точное направление перемещения рабочего инструмента, а также достигается увеличение тягового усилия за счет устранения сил трения, вызываемого в известных конструкциях электромагнитных прессов односторонним радиальным магнитным тяжением якоря вследствие наличия в них перекосов. Thanks to the installation of anchors on movable columns moving in guide bushings fixed to the stator and the installation of the stator on fixed columns, the exact direction of movement of the working tool is ensured, as well as an increase in traction due to the elimination of the frictional forces caused by the one-way radial electromagnetic presses in known designs anchors due to the presence of distortions in them.

Электромагнитный пресс работает следующим образом. При подключении катушки 4 к источнику тока, якорь 7 перемещается к статору электромагнита 3 и через подвижные колонки 6, проходящие через закрепленные в статоре электромагнита 3 направляющие втулки 5, перемещает плиту 8 и, связанную с ней через регулировочный элемент 9, инструментальную плиту 10, которая обеспечивает совершение полезной работы. При этом сжимаются пружины 12. An electromagnetic press operates as follows. When connecting the coil 4 to the current source, the armature 7 moves to the stator of the electromagnet 3 and through the movable speakers 6, passing through the guide bushings 5 fixed in the stator of the electromagnet 3, moves the plate 8 and, associated with it through the adjusting element 9, the tool plate 10, which provides useful work. In this case, the springs 12 are compressed.

По окончании рабочего хода электрическое питание катушки 4 отключается и пружины 12 возвращают плиту 8 и, связанные с ней якорь 7 и инструментальную плиту 10, в исходное положение. При этом упругий элемент 13, жестко связанный с неподвижным статором электромагнита 3, предотвращает жесткий удар подвижных частей пресса. At the end of the working stroke, the electric power of the coil 4 is turned off and the springs 12 return the plate 8 and, associated with it, the armature 7 and the tool plate 10, to their original position. In this case, the elastic element 13, rigidly connected with the stationary stator of the electromagnet 3, prevents a hard hit of the moving parts of the press.

Регулировочный элемент 9 служит для регулирования расстояния между несущей плитой 1 и инструментальной плитой 10 в зависимости от габаритов технологической оснастки или габаритов обрабатываемых деталей. The adjusting element 9 is used to control the distance between the carrier plate 1 and the tool plate 10, depending on the dimensions of the technological equipment or the dimensions of the workpieces.

Многоярусный пресс работает аналогично. A multi-tiered press works similarly.

Источники информации:
1. А.С.СССР, N 1792783, B 21 J 7/30, 1993, БИ N 5.Information sources:
1. A.S. USSR, N 1792783, B 21 J 7/30, 1993, BI N 5.

2. Патент РФ N 2025277, B 30 B 1/42, B 21 J 7/30, 1994, БИ N 24. 2. RF patent N 2025277, B 30 B 1/42, B 21 J 7/30, 1994, BI N 24.

3. Патент РФ N 2026792, B 30 B 1/42, B 21 J 7/30, 1995, БИ N 2. 3. RF patent N 2026792, B 30 B 1/42, B 21 J 7/30, 1995, BI N 2.

4. Слуцкий М.Е. Яковлев О.Н. Андреев-Рыбаков. Электромагнитные штамповочные прессы Машгиз, 1955. 4. Slutsky M.E. Yakovlev O.N. Andreev-Rybakov. Electromagnetic stamping presses Mashgiz, 1955.

5. Патент US N 3695130, кл. B 30 1/42, 1972 г. 5. Patent US N 3695130, cl. B 30 1/42, 1972

Claims

1. An electromagnetic press containing a bed made in the form of a plate, an electromagnet stator with a coil directly attached to it on fixed columns, a flat anchor connected to the press working tool and held by return springs, mounted on movable columns, guide bushings through which movable bushings pass columns, characterized in that the guide bushings are located in the stator of the electromagnet.

2. The press according to claim 1, characterized in that it is multi-tiered and consists of modules, each of which represents a stator and an armature connected by fixed and movable columns.

3. Press according to claims 1 and 2, characterized in that the sections of the columns located between the stator and the armature are made of non-magnetic material.

4. Press according to claims 1 to 3, characterized in that the sections of the columns located between the stator and the armature are made of ferromagnetic material.