RU2144467C1

RU2144467C1 - Кривошипный пресс

Info

Publication number: RU2144467C1
Application number: RU98103048A
Authority: RU
Inventors: А.Г. Никитин
Original assignee: Московский государственный технический университет "МАМИ"; Никитин Александр Григорьевич
Priority date: 1998-02-18
Filing date: 1998-02-18
Publication date: 2000-01-20

Abstract

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для осуществления различных операций холодной и горячей штамповки. Кривошипный пресс содержит станину и смонтированные в ней шарнирно сочлененные коленчатый вал с опорами, шатун и ползун, механизм выборки зазоров в опорах коленчатого вала и механизм выборки зазоров в сочленениях шатуна с коленчатым валом и ползуном. Каждый механизм выборки зазоров содержит неподвижную и подвижную полуопоры, охватывающие цилиндрическую поверхность рабочего элемента. Подвижная полуопора контактирует с упругим элементом, выполненным в виде пневматической сферы. Пневматическая сфера изготовлена из эластичного материала и размещена в жестком стакане, выполненном за одно целое со станиной, таким образом, что часть сферы выступает над верхней кромкой стакана. Размеры сферы и стакана связаны определенным соотношением. Технический результат, который получается от использования изобретения, заключается в повышении долговечности пресса. 2 ил.

Description

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для осуществления различных операций холодной и горячей штамповки.

Известен кривошипный холодновысадочный пресс- автомат, содержащий станину и смонтированные в ней шарнирно сочлененные коленчатый вал с опорами, шатун и ползун (см. Навроцкий Г.А. Кузнечно-штамповочные автоматы. - М.Машиностроение, 1965, - с.34). Недостатком известного пресс-автомата является наличие зазоров в шарнирных сочленениях кинематических пар опора - коленчатый вал, коленчатый вал - шатун, шатун - ползун, которые вызывают значительный износ контактирующих подвижных относительно друг друга элементов.

Наиболее близкой к заявляемому по технической сущности является конструкция кривошипного пресса, содержащего станину и смонтированные в ней шарнирно сочлененные коленчатый вал с опорами, шатун и ползун, оборудованные механизмами выборки зазоров в опорах коленчатого вала и аналогичными механизмами выборки зазоров в сочленениях шатуна с коленчатым валом и ползуном, выполненным в виде охватывающего коленчатый вал подвижного полукольца, закрепленных на нем тяг, сопрягающихся со станиной через неподвижное полукольцо посредством упругих элементов, представляющих собой тарельчатые пружины (см. авт. св. N 712266, кл. В 30 В 1/26, заявл. 01.02.77).

Недостатком такого пресса является малая демпфирующая способность упругих элементов механизма выборки зазоров, изготовленных в виде тарельчатых пружин, что приводит к вибрации пресса под действием импульсной нагрузки, возникающей при изменении направления движения ползуна. Из-за вибрации развиваются усталостные трещины в элементах пресса, что снижает его долговечность.

Известно устройство для гашения колебаний, представляющее собой упругий элемент, который может быть выполнен в виде сферы (см. авт. св. N 1113605, кл. F 16 F 9/50, заявл. 03.02.81) и обладающий высокой демпфирующей способностью, что предотвращает возникновение вибрации. Однако из-за малой собственной круговой частоты колебаний, которая зависит от жесткости упругого элемента, при разгоне и торможении в механической системе с таким устройством для гашения колебаний может возникнуть явление резонанса, что приводит к резкому увеличению динамических нагрузок, действующих на элементы механической системы, и снижению ее долговечности.

Задача изобретения заключается в создании пресса с механизмом выборки зазоров, предотвращающем возникновение явления резонанса на переходных режимах.

Сущность изобретения заключается в том, что пресс содержит станину и смонтированные в ней шарнирно сочлененные коленчатый вал с опорами, шатун и ползун, механизм выборки зазоров в опорах коленчатого вала и механизм выборки зазоров в сочленениях шатуна с коленчатым валом и ползуном, каждый из которых содержит неподвижную и подвижную полуопоры, охватывающие цилиндрическую поверхность рабочего элемента, при этом подвижная полуопора контактирует с упругим элементом, выполненным в виде пневматической сферы, изготовленной из эластичного материала и размещенной в жестком стакане, выполненном за одно целое со станиной, таким образом, что часть сферы выступает над верхней кромкой стакана, причем размеры сферы и стакана связаны соотношением

где D - наружный диаметр сферы, равный внутреннему диаметру стакана; h - высота стакана; P_xx - нагрузка, действующая на сферу при холостом ходе ползуна пресса; p_o - величина избыточного давления внутри сферы.

Отличие предлагаемого устройства от известного состоит в том, что механизм выборки зазоров содержит неподвижную и подвижную полуопоры, охватывающие цилиндрические поверхности рабочих элементов, при этом подвижная полуопора контактирует с упругим элементом, выполненным в виде пневматической сферы, изготовленной из эластичного материала и размещенной в жестком стакане, выполненном за одно целое со станиной, таким образом, что часть сферы выступает над верхней кромкой стакана, причем размеры сферы и стакана связаны соотношением

где D - наружный диаметр сферы, равный внутреннему диаметру стакана; h - высота стакана; P_xx нагрузка, действующая на сферу при холостом ходе ползуна пресса; p_o - величина избыточного давления внутри сферы.

Технический результат, который получается от использования изобретения заключается в повышении долговечности пресса.

Конструкция механизма выборки зазоров, содержащего упругий элемент, выполненный в виде пневматической сферы, расположенной в стакане, имеет жесткость С_co, определяемую из выражения

большую, при прочих равных условиях, чем жесткость упругой пневматической сферы с неограниченной тангенциальной деформацией C_o, которая равна

Следовательно, собственная круговая частота у сферы, расположенной в стакане, тоже больше, что препятствует возникновению явления резонанса при разгоне и торможении пресса, то есть на переходных режимах. Регулировка жесткости упругих элементов механизмов выборки зазоров разных шарнирно сочлененных кинематических пар производится за счет изменения величины избыточного давления внутри сферы с помощью любой известной системы пневморегулировки (см., например, авт. св. N 1113605, кл. F 16 F 9/50, заявл. 03.02.81) независимо друг от друга, чем достигаются оптимальные условия выборки зазоров в сочленениях.

На фиг.1 изображен кривошипный пресс; на фиг.2 - вид А на фиг. 1.

Пресс содержит станину 1, коленчатый вал 2, шатун 3 и ползун 4. Для выборки зазоров в опорах коленчатого вала 2, состоящих из неподвижной полуопоры 5 и подвижной полуопоры 6, предусмотрен механизм, представляющий собой упругую пневматическую сферу 7, выполненную из эластичного материала, например резины, расположенную в стакане 8, контактирующую с подвижной полуопорой 6 и поджимающую ее к коленчатому валу 2. Для выборки зазоров в сочленениях шатуна 3 с коленчатым валом 2 и ползуном 4 предусмотрен механизм, состоящий из расположенной в стакане 9 упругой пневматической сферы 10, контактирующей с подвижной полуопорой 11 и поджимающий ее к коленчатому валу 2, а также расположенной в стакане 12 упругой пневматической сферы 13, контактирующей с подвижной полуопорой 14 и поджимающий ее к пальцу 15, который жестко соединен с шатуном 3.

Работает пресс следующим образом. При вращении коленчатого вала 2 движение ползуну 4 передается от него через шатун 3. Зазоры в опорах коленчатого вала 2, состоящих из полуопор 5 и 6, а также в сочленениях шатуна 3 с коленчатым валом 2 и ползуном 4 постоянно выбираются за счет действия упругих элементов 7, 10 и 13 на подвижные полуопоры 6, 11 и 14 в направлении действия технологического усилия.

Например, у горизонтального пресс-автомата АБ 148 вес ползуна равен 220 кг, вес шатуна 50 кг и вес коленчатого вала 100 кг. Так как коэффициент трения ползуна по направляющим станины 0,06, то нагрузка, действующая на каждую пневматическую сферу на холостом ходу, составит, соответственно, в сочленении ползун-шатун 66Н, шатун-коленчатый вал 168H и в опорах коленчатого вала 114H. По конструктивным признакам (габариты) и с целью унификации диаметр всех пневматических сфер принят 60 мм. По условию допустимой деформации упругого элемента в момент удара при перемене направления движения ползуна, величина избыточного давления внутри сферы принята для механизма выборки зазоров в сочленении, соответственно, ползун-шатун 0,7 МПа, шатун-коленчатый вал 1,2 МПа и в опорах коленчатого вала 1,0 МПа. Тогда численное выражение соотношения примет вид:
для сочленения ползун-шатун -

для сочленения шатун-коленчатый вал -

для опор коленчатого вала -

Следовательно, высоту стакана можно задавать для всех сочленений до максимального размера 54,2 мм.

Таким образом, использование предлагаемого устройства препятствует возникновению явления резонанса при разгоне и торможении пресса и повышает его долговечность.

Claims

Кривошипный пресс, содержащий станину и смонтированные в ней шарнирно сочлененные коленчатый вал с опорами, шатун и ползун, механизм выборки зазоров в опорах коленчатого вала и механизм выборки зазоров в сочленениях шатуна с коленчатым валом и ползуном, каждый из которых содержит неподвижную и подвижную полуопоры, охватывающие цилиндрические поверхности рабочих элементов, отличающийся тем, что подвижная полуопора контактирует с упругим элементом, выполненным в виде пневматической сферы, изготовленной из эластичного материала и размещенной в жестком стакане, выполненном за одно целое со станиной, таким образом, что часть сферы выступает над верхней кромкой стакана, причем размеры сферы и стакана связаны соотношением

где D - наружный диаметр сферы, равный внутреннему диаметру стакана;
h - высота стакана;
Р_хх - нагрузка, действующая на сферу при холостом ходе ползуна пресса; р₀ - величина избыточного давления внутри сферы.