RU2192963C1

RU2192963C1 - Lever-screw press

Info

Publication number: RU2192963C1
Application number: RU2001112842/02A
Authority: RU
Inventors: В.М. Пачевский; В.А. Кондратьев; А.В. Иванов; В.А. Иванников
Original assignee: Воронежский государственный технический университет
Priority date: 2001-05-08
Filing date: 2001-05-08
Publication date: 2002-11-20

Abstract

FIELD: press-forging equipment, screw presses. SUBSTANCE: lever-screw press has slider mounted in guides, screw connected with slider, flywheel, power drive in the form of crank mechanism. Screw is articulated by non-self-braking thread with nut secured in bed. Slider is connected with connecting rod via toggle with slide block. One of mechanism levers is engageable through roller with spring-loaded knuckle installed on bed. Knuckle profile provides for acceleration, free motion and lifting of movable parts. Flywheel is connected with screw by means of controlled coupling. EFFECT: simplified design and system of press control, reduced power consumption and increased lever-screw press productivity. 1 dwg

Description

Изобретение относится к области кузнечно-прессового оборудования, конкретно к винтовым прессам. The invention relates to the field of forging equipment, specifically to screw presses.

Известны конструкции винтовых прессов с различными видами приводов [1]. Их общим недостатком является реверсный кинематический цикл, связанный с переключениями в основном приводном звене, возникающие при этом потери энергии и времени и соответственно низкий кпд и производительность. Предлагаемый вид кузнечно-прессового оборудования сочетает положительные качества машин ударного действия и кривошипных прессов. Known designs of screw presses with various types of drives [1]. Their common drawback is the reverse kinematic cycle associated with switching in the main drive link, resulting in the loss of energy and time and, accordingly, low efficiency and productivity. The proposed type of forging equipment combines the positive qualities of impact machines and crank presses.

Наиболее близким к заявленному устройству относится винтовой пресс (RU 2063341) [2] , содержащий смонтированный в направляющих станины ползун, связанный с ползуном винт, сочлененный несамотормозящей резьбой с закрепленной в станине гайкой, жестко связанный с винтом маховик, силовой привод и силовые цилиндры. Силовой привод выполнен в виде кривошипно-шатунного механизма, шатуны которого шарнирно соединены с управляемыми силовыми цилиндрами, установленными в направляющих, а штоки поршней цилиндров соединены с ползуном. Closest to the claimed device is a screw press (RU 2063341) [2], comprising a slider mounted in the guides of the bed, a screw connected to the slide, articulated by a non-self-locking thread with a nut fixed to the bed, a flywheel rigidly connected to the screw, a power drive and power cylinders. The power drive is made in the form of a crank mechanism, the connecting rods of which are pivotally connected to controlled power cylinders installed in the guides, and the piston rods of the cylinders are connected to the slider.

Недостатками известного устройства является сложность конструкции, связанная с необходимостью управления и действия силовых цилиндров, обеспечивающих подъем подвижных масс на завершающей стадии кинематического цикла, а также нерациональные затраты энергии, возникающие при раскрутке маховика на винте в период обратного хода. The disadvantages of the known device is the design complexity associated with the need for control and action of the power cylinders, providing lifting of the moving masses at the final stage of the kinematic cycle, as well as the irrational energy costs that arise when spinning the flywheel on the screw during the return stroke.

Изобретение направлено на упрощение конструкции и системы управления, снижение энергозатрат и повышение производительности. The invention is aimed at simplifying the design and control system, reducing energy consumption and increasing productivity.

Это достигается тем, что ведущее звено - кривошипно-шатунный механизм связано с подвижными частями - ползуном, винтом и маховиком через коленно-рычажную систему звеньев, один из рычагов которых через ролик взаимодействует с подпружиненным кулаком, установленным на станине пресса. Профилировка кулака выполнена таким образом, что в период разгона подвижных частей от крайнего положения ролик обкатывается по прямолинейному участку кулака, обеспечивая передачу ускорения от кривошипно-шатунного механизма к подвижным частям. По достижении ведущим звеном максимальной скорости, когда угол поворота кривошипного вала приблизится к 90^o, ролик входит в криволинейную зону профилировки кулака, выполненную таким образом, что подвижные части на этой стадии движения перемещаются в режиме свободного падения, ограниченного лишь действием сил внешнего трения в сопряжениях механизма, и ролик при этом движется вдоль профиля кулака с небольшим зазором. Этот зазор сохраняется вплоть до остановки подвижных частей после выполнения операции штамповки. В период обратного хода и подъема частей ролик контактирует с профилем кулака по всей его протяженности вплоть до вывода ползуна в крайнее верхнее положение.This is achieved by the fact that the leading link - the crank mechanism is connected with the moving parts - the slider, screw and flywheel through the knee-link system of links, one of the levers of which interacts via a roller with a spring-loaded fist mounted on the press frame. The profiling of the fist is made in such a way that during the period of acceleration of the moving parts from the extreme position, the roller is run in a straight section of the fist, providing the transmission of acceleration from the crank mechanism to the moving parts. When the leading link reaches its maximum speed, when the angle of rotation of the crank shaft approaches 90 ^o , the roller enters the curved zone of the fist profiling, made in such a way that the moving parts at this stage of movement move in free fall, limited only by the action of external friction in the mates mechanism, and the roller moves along the fist profile with a small gap. This gap is maintained until the moving parts stop after the stamping operation. In the period of the reverse stroke and lifting of the parts, the roller contacts the profile of the fist along its entire length until the slide moves out to its highest position.

Сущность изобретения поясняется чертежом. The invention is illustrated in the drawing.

Ползун 1 пресса соединен подпятником с винтом 2, имеющим несамотормозящую резьбу и проходящим через гайку 3, неподвижно закрепленную в станине пресса. На верхнем конце винта установлен маховик 4 и фрикционная муфта 5 с пневматическим механизмом включения 6. Ползун 1 через рычаги 7 и 8 соединен с размещенной в направляющих ползушкой 9, шатуном 10 и кривошипным валом 11, на котором установлен маховик 12 с фрикционной муфтой 13, имеющей пневматический механизм включения 14. Маховик 12 связан клиноременной передачей с электродвигателем 15. Рычаг 8 через ролик 16 контактирует с подпружиненным кулаком 17. Инструмент закреплен на ползуне 1 и столе пресса 18. The press slider 1 is connected by a thrust bearing to a screw 2 having a non-self-locking thread and passing through a nut 3 fixedly mounted in the press frame. A flywheel 4 and a friction clutch 5 with a pneumatic engagement mechanism 6 are installed at the upper end of the screw. The slider 1 is connected via levers 7 and 8 to a spider 9, a connecting rod 10 and a crank shaft 11 mounted on the guides, on which a flywheel 12 with a friction clutch 13 having pneumatic switching mechanism 14. The flywheel 12 is connected by a V-belt transmission with an electric motor 15. The lever 8 through the roller 16 is in contact with the spring-loaded fist 17. The tool is mounted on the slider 1 and the press table 18.

Пресс работает следующим образом. При подготовке пресса к совершению кинематического цикла ползун 1 находится в крайнем верхнем положении (КВП) и через систему рычагов 10, 8 и 7 удерживается тормозом, расположенным на кривошипном валу 11 (тормоз на схеме условно не показан). Кривошипный вал 11 с шатуном 10 и ползушкой 9 также выведен в КВП. При этом рычаги 7 и 8 расположены по отношению к друг к другу под углом L около 170^o, а ролик 16 находится в зоне точки А. Маховик 12, связанный клиноременной передачей с электродвигателем 15, совершает холостые обороты.Press works as follows. When preparing the press for the kinematic cycle, the slider 1 is in its highest position (KVP) and, through a system of levers 10, 8 and 7, is held by a brake located on the crank shaft 11 (the brake is not conventionally shown in the diagram). The crank shaft 11 with the connecting rod 10 and the spider 9 is also displayed in the CVP. In this case, the levers 7 and 8 are located relative to each other at an angle L of about 170 ^o , and the roller 16 is in the area of point A. The flywheel 12, connected by a V-belt transmission with an electric motor 15, idles.

При нажатии пусковой кнопки или педали тормоз на кривошипном валу выключается. Далее от пневматического механизма 14 включается фрикционная муфта 13 и маховик 14 присоединяется к кривошипному валу 11, обеспечивая его вращение. Шатун 10 начинает перемещать ползушку 9, которая через рычаги 8 и 7 начинает разгонять ползун 1, раскручивая винт 2 с маховиком 4 и муфтой 5, которая в этот момент включена и обеспечивает кинематическую связь маховика с винтом. When the start button or pedal is pressed, the brake on the crank shaft is released. Further, from the pneumatic mechanism 14, the friction clutch 13 is turned on and the flywheel 14 is attached to the crank shaft 11, ensuring its rotation. The connecting rod 10 begins to move the sprocket 9, which through the levers 8 and 7 begins to accelerate the slider 1, loosening the screw 2 with the flywheel 4 and the clutch 5, which is turned on at that moment and provides the kinematic connection of the flywheel with the screw.

При повороте кривошипного вала от исходного положения на угол около 90^o скорость движения ползушки 9 достигает максимальной. В этот период ролик 16, опираясь на кулак 17, проходит его прямолинейный участок, обеспечивая угол L между рычагами 8 и 7 неизменным и равным изначальному. На этой стадии ползун 1, разгоняемый через систему рычагов 8 и 7, имеет равную с ползушкой 9 скорость. При дальнейшем повороте кривошипного вала скорость ползушки 9 уменьшается и становится равной нулю при повороте кривошипного вала на угол 180^o. На этой стадии поворота кривошипного вала подвижные части - ползун, винт, маховик движутся в режиме свободного падения, ограниченного лишь действием сил трения в сопряженных узлах. Угол L между рычагами 7 и 8 начинает уменьшаться, а ролик 16, расположенный на конце рычага 8 в кривошипную зону профилировки кулака 17, проходит рядом с небольшим зазором.When the crank shaft is rotated from its initial position by an angle of about 90 ^{°, the} speed of the crawler 9 reaches its maximum. During this period, the roller 16, relying on the fist 17, passes its straight section, providing an angle L between the levers 8 and 7 unchanged and equal to the original. At this stage, the slider 1, accelerated through a system of levers 8 and 7, has an equal speed with the slider 9. With further rotation of the crank shaft, the speed of the crawler 9 decreases and becomes equal to zero when the crank shaft is rotated through an angle of 180 ^o . At this stage of the rotation of the crank shaft, the moving parts - the slider, screw, flywheel move in free fall mode, limited only by the action of friction forces in the mating nodes. The angle L between the levers 7 and 8 begins to decrease, and the roller 16, located at the end of the lever 8 in the crank profiling zone of the fist 17, passes near a small gap.

При подходе ползуна 1 к крайнему нижнему положению начинается операция штамповки заготовки, установленной в нижней половине штампа, закрепленного на столе пресса 18. К моменту окончания штамповки угол L между рычагами 7 и 8 должен соответствовать 50-60^o, а ролик 16 находиться в зоне точки Б. Ползушка 9, связанная с кривошипным валом, в этот момент будет также находиться в крайнем нижнем положении. При этом опытным или расчетным путем устанавливается такая профилировка кулака 17, чтобы зазор между роликом и кулаком был минимальным.When the slider 1 approaches the lowermost position, the operation of stamping the workpiece installed in the lower half of the stamp fixed on the press table 18 begins. By the time the stamping is completed, the angle L between the levers 7 and 8 should correspond to 50-60 ^o , and the roller 16 should be in the area of the point B. The crawler 9 associated with the crank shaft will also be in its lowest position at this moment. At the same time, experimentally or by calculation, such a profiling of the fist 17 is established so that the clearance between the roller and the fist is minimal.

При дальнейшем повороте кривошипного вала от угла 180^o ползушка 9 начинает перемещение от крайнего нижнего положения вверх. Ролик 16 упирается в кулак 17, который с целью амортизации нажимного усилия установлен относительно станины на пружинах. Рычаги 8 и 7 начинают относительно друг друга распрямляться, увеличивая угол L, и ползун 1 начинает движение вверх. К этому моменту по сигналу от командаппарата, связанного с кривошипным валом, через пневматический механизм 6 выключается муфта 5, отсоединяя маховик 4 от винта 2, что предотвращает разгон маховика в обратном направлении при подъеме ползуна. При повороте кривошипного вала на угол 360^o ползун достигает КВП. Ролик 16 устанавливается в зоне точки А. По сигналу от командаппарата выключается муфта 12 и включается тормоз на кривошипном валу. В этот момент производится также сброс воздуха из муфты 5, чем обеспечивается присоединение маховика 4 к винту 2. Кинематический цикл пресса на этом заканчивается. Далее после выемки отштампованной поковки и закладки новой заготовки цикл повторяется.With a further rotation of the crank shaft from an angle of 180 ^{o, the} slider 9 begins to move upward from its lowermost position. The roller 16 abuts against the fist 17, which is installed relative to the frame on the springs in order to absorb the pressure. The levers 8 and 7 begin to straighten relative to each other, increasing the angle L, and the slider 1 starts to move up. At this point, the signal from the command of the device associated with the crank shaft through the pneumatic mechanism 6 turns off the coupling 5, disconnecting the flywheel 4 from the screw 2, which prevents the flywheel from accelerating in the opposite direction when the slider is raised. When the crank shaft is rotated through an angle of 360 ^{o, the} slider reaches the KVP. The roller 16 is installed in the area of point A. At the signal from the command of the device, the clutch 12 is turned off and the brake on the crank shaft is applied. At this moment, air is also discharged from the coupling 5, which ensures the attachment of the flywheel 4 to the screw 2. The kinematic cycle of the press ends here. Then, after the extraction of the stamped forging and the laying of a new blank, the cycle repeats.

Источники информации
1. Бочаров Ю.А. Винтовые прессы. - М.: Машиностроение, 1976.Sources of information
1. Bocharov Yu.A. Screw presses. - M.: Mechanical Engineering, 1976.

2. RU 2063341, БИ 19, 1996. 2. RU 2063341, BI 19, 1996.

Claims

A lever-screw press containing a slider mounted in the guides of the bed, a screw connected to the slider, jointed by a non-self-locking thread with a nut fixed in the bed, a flywheel, a power drive in the form of a crank mechanism, characterized in that the slider is connected to the connecting rod via a knee-lever mechanism with a crawler, one of the levers of which interacts via a roller with a spring-loaded fist mounted on the frame, whose profile provides acceleration, free movement and lifting of the moving parts, and the flywheel of the screw Inonii with a screw coupling by means of controlled.