RU2425730C1 - Knuckle-joint press with hydraulic drive - Google Patents
Knuckle-joint press with hydraulic drive Download PDFInfo
- Publication number
- RU2425730C1 RU2425730C1 RU2010112972/02A RU2010112972A RU2425730C1 RU 2425730 C1 RU2425730 C1 RU 2425730C1 RU 2010112972/02 A RU2010112972/02 A RU 2010112972/02A RU 2010112972 A RU2010112972 A RU 2010112972A RU 2425730 C1 RU2425730 C1 RU 2425730C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lever
- slider
- additional
- guides
- knee
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Press Drives And Press Lines (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области кузнечно-прессового машиностроения, а именно к штамповочным прессам, преимущественно к горячештамповочным прессам.The invention relates to the field of forging and mechanical engineering, namely to stamping presses, mainly to hot stamping presses.
Известны кривошипно-коленные прессы, предназначенные для выполнения операций холодной и горячей калибровки, чеканки и выдавливания рельефов (Машиностроение. Энциклопедия / Редсовет: К.В. Фролов и др. - М.: Машиностроение. Машины и оборудование кузнечно-штамповочного и литейного производства. Том IV - 4 / Ю.А.Бочаров, И.В.Матвеенко и др., 2005), [1], с.276-280.Known crank presses designed to perform operations of cold and hot calibration, stamping and extrusion of reliefs (Mechanical Engineering. Encyclopedia / Redsovet: KV Frolov and others. - M .: Mechanical Engineering. Machines and equipment of forging and stamping and foundry. Volume IV - 4 / Yu.A. Bocharov, I.V. Matveenko et al., 2005), [1], p.276-280.
Исполнительный механизм пресса состоит из шарнирного четырехзвенника, к подвижному шарниру коромысла которого через шарнир присоединен рычаг с ползуном. При работе пресса максимальный угол отклонения коромысла от оси пресса находится в интервале 30-40°. Максимальная скорость ползуна не превышает 0,3 м/с. Максимальная начальная скорость деформирования заготовки при рабочем ходе - не более 0,15 м/с [1, с.278, рис.3.9.2]. Частота ходов ползуна для различных прессов - 20-60 мин-1 при номинальной силе 1,00-20,00 МН.The press actuator consists of a four-link articulated joint, to the movable joint of the rocker arm of which a lever with a slider is connected through the joint. When the press is operating, the maximum angle of deviation of the rocker arm from the axis of the press is in the range of 30-40 °. The maximum speed of the slider does not exceed 0.3 m / s. The maximum initial rate of deformation of a workpiece during a working stroke is not more than 0.15 m / s [1, p. 278, Fig. 3.9.2]. The stroke frequency of the slider for various presses is 20-60 min -1 with a nominal force of 1.00-20.00 MN.
Недостаток горячей калибровки или штамповки на кривошипно-коленных прессах - длительное время контакта штампа с горячей заготовкой и, как следствие, низкая стойкость штампов, и невозможность горячей штамповки заготовок небольшой толщины (например, для инструмента: гаечных ключей, кусачек) вследствие их быстрого остывания после укладки в штамп.The disadvantage of hot calibration or stamping on crank presses is the long contact time of the stamp with the hot workpiece and, as a consequence, the low resistance of the stamps and the inability to hot stamp small workpieces (for example, for tools: wrenches, nippers) due to their quick cooling after stamping.
Известен приблизительный диапазон времени и начальной скорости деформирования для кузнечно-штамповочных машин, используемых для горячей штамповки заготовок (Бочаров Ю.А. Кузнечно-штамповочное оборудование. - М.: Издательский центр «Академия», 2008), [2], с.10 (таблица 1).The approximate range of time and initial deformation rate is known for forging and stamping machines used for hot stamping of blanks (Bocharov Yu.A. Forging and stamping equipment. - M .: Publishing Center "Academy", 2008), [2], p.10 (Table 1).
Известны гидравлические штамповочные молоты [2, с.406-420; Бочаров Ю.А., Хорычев А.А. «Гидравлические штамповочные молоты». - М.: НИИМАШ, 1974 г.], способ привода которых заключается в воздействии рабочей среды (воздуха, газа или жидкости через шток или через поршень и шток на ползун (бабу) для их разгона с целью накопления ползуном кинетической энергии поступательного движения на ходе приближения к заготовке и деформирования заготовки за счет накопленной ползуном кинетической энергии. Часть кинетической энергии переходит в энергию упругой деформации ползуна (бабы) и шабота, которая снова переходит в кинетическую энергию, обеспечивая взаимный отскок ползуна и шабота, и вследствие этого небольшое время деформирования заготовки, 0,001-0,01 с, и ее контакта с половиной штампа, закрепленной на ползуне. Горячая заготовка малой массы или малой толщины не успевает существенно остыть за небольшое время деформирования, поэтому полость штампа хорошо заполняется металлом. Этот эффект обеспечивает использование гидравлических штамповочных молотов (ГШМ) в заготовительном производстве инструментальных заводов, однако вследствие тяжелых условий труда и трудностей автоматизации процесса горячей штамповки заготовок на молотах их использование в кузнечно-штамповочном производстве сокращается.Known hydraulic stamping hammers [2, p. 404-420; Bocharov Yu.A., Khorychev A.A. "Hydraulic stamping hammers." - M .: NIIMASH, 1974], the method of drive of which consists in exposing the working medium (air, gas or liquid through the rod or through the piston and rod to the slider (head) to disperse them in order to accumulate kinetic energy of the translational motion during the course approaching the workpiece and deforming the workpiece due to the kinetic energy accumulated by the slider Part of the kinetic energy is transferred to the elastic deformation energy of the slider (woman) and the Shabot, which again turns into kinetic energy, providing a mutual rebound of the slider and the chab This, and as a result of this, a short deformation time of the workpiece, 0.001-0.01 s, and its contact with the half of the die fixed on the slider.The hot workpiece of small mass or small thickness does not have time to cool down significantly during the short deformation time, therefore the die cavity is well filled with metal This effect is ensured by the use of hydraulic stamping hammers (GSM) in the procurement of tool factories, however, due to difficult working conditions and difficulties in automating the process of hot stamping wok hammers on their use in forging and stamping production is reduced.
Известен коленно-рычажный пресс с пневматическим приводом [а.с. SU №1602603 от 04.07.1988] от вертикально расположенного пневматического цилиндра, действующего через кулачковые механизм и штангу на плечо двуплечего рычага коленно-рычажного механизма. Пневматический привод в сравнении с гидравлическим имеет низкий КПД и не позволяет развивать большую силу деформирования, необходимую для штамповки заготовок.Known knee-lever press with pneumatic drive [and.with. SU No. 1602603 of 07/04/1988] from a vertically located pneumatic cylinder acting through the cam mechanism and the rod on the shoulder of the two shoulders of the lever of the knee lever mechanism. The pneumatic drive in comparison with the hydraulic one has a low efficiency and does not allow to develop a large deformation force necessary for stamping workpieces.
Известны коленно-рычажные прессы с приводом от вертикально расположенных гидравлического и гидровинтового цилиндров, подвижные детали которых присоединены к шарнирному узлу [а.с. SU №258032 от 27.12.1968 г.]. Особенность работы таких коленных прессов в том, что при ходе приближения ползуна к заготовке происходит увеличение подачи жидкости в гидровинтовой цилиндр, увеличение угловой скорости вращения гидровинтового цилиндра, а также его линейной скорости и, соответственно, угловой скорости рычагов и линейной скорости шарнирных сочленений рычагов до 0,85 м/с [2, с. 110, рис.11.3.] и, возможно, до 1,5 м/с [2, с.53]. Деформирование совершается за счет кинетической энергии, накопленной подвижными деталями гидровинтового привода, преимущественно гидровинтовым цилиндром, при начальной скорости деформирования заготовки 0,23 м/с [2, с. 110, рис.11.3.а].Known toggle presses driven by vertically arranged hydraulic and hydraulic screw cylinders, the moving parts of which are attached to the hinge assembly [as SU No. 258032 dated 12/27/1968]. The peculiarity of the operation of such knee presses is that when the slider approaches the workpiece, there is an increase in the fluid supply to the hydraulic screw cylinder, an increase in the angular velocity of rotation of the hydraulic screw cylinder, as well as its linear velocity and, accordingly, the angular velocity of the levers and the linear velocity of the articulated joints of the levers to 0 , 85 m / s [2, p. 110, fig. 11.3.] And, possibly, up to 1.5 m / s [2, p. 53]. The deformation is carried out due to the kinetic energy accumulated by the moving parts of the hydraulic screw drive, mainly by the hydraulic screw cylinder, at an initial workpiece deformation rate of 0.23 m / s [2, p. 110, fig. 11.3.a].
Известен коленно-рычажный пресс [а.с. SU №315625 от 20.07.1970 г.] с приводом от вертикально расположенного гидроцилиндра, внешняя часть штока которого имеет винтовую нарезку и взаимодействует с гайкой-маховиком, установленной в станине пресса с возможностью вращения, а конец штока соединен с коленно-рычажными механизмами, установленными в пространстве между верхней поперечиной и ползуном. При подаче рабочей жидкости в поршневую полость рабочего цилиндра осуществляется разгон подвижных деталей привода ползуна и гайки маховика и накопление ими кинетической энергии вращательного и поступательного движений. Деформирование заготовки в штампе происходит за счет накопленной кинетической энергии. Возвратный ход совершается за счет подачи рабочей жидкости в штоковую полость гидроцилиндра и слива из поршневой полости.Known knee-lever press [and.with. SU No. 315625 dated 07/20/1970] with a drive from a vertically located hydraulic cylinder, the outer part of the rod of which has a screw thread and interacts with a flywheel nut that can be rotated in the press bed, and the end of the rod is connected to the knee-lever mechanisms installed in the space between the upper cross member and the slider. When the working fluid is supplied to the piston cavity of the working cylinder, the moving parts of the drive of the slide and the flywheel nut are accelerated and the kinetic energy of rotational and translational movements is accumulated by them. Deformation of the workpiece in the stamp occurs due to the accumulated kinetic energy. The return stroke is accomplished by supplying the working fluid to the rod cavity of the hydraulic cylinder and draining from the piston cavity.
Недостаток этого коленно-рычажного пресса с гидравлическим приводом - в сложности конструкции и большом времени деформирования заготовки вследствие небольшой скорости поступательного движения гидроцилиндра. При длительном времени контакта горячей заготовки небольшой толщины со штампом она остывает до температуры ниже допустимой для деформирования.The disadvantage of this knee-lever press with a hydraulic drive is the complexity of the design and the long deformation of the workpiece due to the low speed of the progressive movement of the hydraulic cylinder. With a long contact time of a hot workpiece of small thickness with a stamp, it cools to a temperature below the permissible level for deformation.
Известен гидропульсационный пресс [патент RU №2050220 от 30.06.1992], имеющий коленно-рычажный механизм с трехплечим рычагом, соединяющий станину с ползуном, приводимый в движение гидравлическим приводом с гидроцилиндром, установленным на станине параллельно оси пресса, шток которого соединен через шарнир с трехплечим рычагом. Недостатки гидропульсационного пресса - максимальная сила прессования создается и действует длительное время гидроцилиндром, встроенным в стол пресса, а не кратковременно гидроцилиндром привода ползуна. Пресс такого типа нельзя использовать для горячей штамповки заготовок небольшой толщины.Known hydro-pulsation press [patent RU No. 2050220 from 06/30/1992], having a knee-lever mechanism with a three-arm lever, connecting the bed with a slider, driven by a hydraulic actuator with a hydraulic cylinder mounted on the bed parallel to the axis of the press, the rod of which is connected through a hinge with a three-arm leverage. Disadvantages of the hydro-pulsation press - the maximum pressing force is created and acts for a long time by the hydraulic cylinder built into the press table, and not by the hydraulic cylinder of the slider drive for a short time. This type of press cannot be used for hot stamping workpieces of small thickness.
Известны коленно-рычажные прессы с гидравлическим приводом [патент DE №19918700 от 26.04.1999, фиг.1, 2, 3; патент DE 20216874 от 30.10.2002; патент DE 202004020750 U1 от 23.09.2004, каждый из которых состоит изKnown toggle presses with hydraulic drive [DE patent No. 199918700 from 04/26/1999, Fig.1, 2, 3; patent DE 20216874 from 10.30.2002; DE 202004020750 U1 patent dated 09/23/2004, each of which consists of
- станины с первой и второй поперечинами и соединяющими их стойками с направляющими для рабочего ползуна, установленного подвижно в направляющих и делящего пространство между поперечинами на первое пространство между первой поперечиной и ползуном, в котором размещен штамп, и второе пространство, между второй поперечиной и ползуном,- beds with a first and second cross member and racks connecting them with guides for a working slider mounted movably in the guides and dividing the space between the cross members into a first space between the first cross member and the slider in which the stamp is placed, and a second space between the second cross member and the slider,
- по меньшей мере, одного коленно-рычажного механизма, размещенного во втором пространстве, соединяющего вторую поперечину с ползуном, имеющего первый рычаг, установленный с возможностью вращения на оси или на валу во второй поперечине, и второй рычаг, соединенный коленным шарниром с первым плечом первого рычага, а ползунным шарниром - с рабочим ползуном,- at least one knee-lever mechanism located in the second space connecting the second cross member to the slider, having a first lever mounted to rotate on an axis or on the shaft in the second cross member, and a second lever connected by a knee joint to the first shoulder of the first lever, and with a sliding hinge - with a working slider,
- гидравлического привода, имеющего, по меньшей мере, один гидравлический цилиндр, неподвижные детали которого закреплены на станине параллельно направляющим рабочего ползуна, а подвижные детали гидравлического цилиндра имеют соединение со вторым плечом первого рычага.- a hydraulic actuator having at least one hydraulic cylinder, the fixed parts of which are fixed on the bed parallel to the guides of the working slide, and the moving parts of the hydraulic cylinder are connected to the second shoulder of the first lever.
Работа таких прессов включает следующие этапы рабочего цикла:The work of such presses includes the following stages of the work cycle:
- поступательное и вращательное движение деталей привода ползуна до начала деформирования заготовки, совершаемое при подаче рабочей жидкости в одну из полостей гидроцилиндра,- translational and rotational movement of the drive parts of the slider before the deformation of the workpiece, performed when the working fluid is supplied to one of the cavities of the hydraulic cylinder,
- деформирование заготовки силой, превышающей силу, развиваемую гидроцилиндром, при продолжении подачи рабочей жидкости в ту же полость гидроцилиндра, но при более высоком давлении. После окончания хода деформирования рабочая жидкость может подаваться в ту же полость гидроцилиндра, а рычаги - вращаться в том же направлении, совершая возвратный ход ползуна (патент DE №19918700). Для совершения очередного рабочего цикла рабочая жидкость подается в противоположную полость гидроцилиндра, и рычаги вращаются в противоположном направлении.- deformation of the workpiece by a force exceeding the force developed by the hydraulic cylinder, while continuing to supply the working fluid to the same cavity of the hydraulic cylinder, but at a higher pressure. After the course of the deformation, the working fluid can be fed into the same cavity of the hydraulic cylinder, and the levers can rotate in the same direction, making a return stroke of the slider (DE patent No. 19918700). To perform the next working cycle, the working fluid is supplied to the opposite cavity of the hydraulic cylinder, and the levers rotate in the opposite direction.
Недостаток известных коленно-рычажных прессов с приводом от гидроцилиндра в том, что разгон движущихся деталей привода и ползуна и деформирование заготовки за счет накопленной ими кинетической энергии не предусмотрены, скорость поступательного и вращательного движения деталей привода ползуна небольшая, а время контакта штампа с заготовкой большое (0,5 - 5 с).A disadvantage of the known knee-lever presses driven by a hydraulic cylinder is that acceleration of the moving parts of the drive and the slider and deformation of the workpiece due to the kinetic energy accumulated by them are not provided, the speed of the translational and rotational movement of the drive parts of the slider is small, and the contact time of the stamp with the workpiece is large ( 0.5 - 5 s).
Техническая задача изобретения - предложить коленно-рычажный пресс с гидравлическим приводом, в котором при ходе приближения ползуна к заготовке накапливалась бы кинетическая энергия вращающихся и поступательно движущихся деталей, достаточная для совершения деформирования заготовки за небольшое время контакта штампа с заготовкой (0,001 - 0,01 с).The technical task of the invention is to propose a knee-lever press with a hydraulic drive, in which, when the slider is approaching the workpiece, the kinetic energy of rotating and progressively moving parts would accumulate, sufficient to deform the workpiece in a short contact time of the stamp with the workpiece (0.001 - 0.01 s )
Техническая задача решена в коленном прессе, состоящем изThe technical problem is solved in the knee press, consisting of
- станины с первой и второй поперечинами и соединяющими их стойками с направляющими, рабочего ползуна, установленного подвижно в направляющих и делящего пространство между поперечинами на первое пространство между первой поперечиной и рабочим ползуном, в котором размещен штамп, и второе пространство, между второй поперечиной и рабочим ползуном,- beds with a first and second cross member and racks connecting them with guides, a working slider mounted movably in the guides and dividing the space between the cross members into a first space between the first cross member and the working slider in which the stamp is placed, and a second space between the second cross member and the working one slider
- размещенного во втором пространстве, по меньшей мере, одного коленно-рычажного механизма, соединяющего вторую поперечину с рабочим ползуном, имеющего первый рычаг, установленный с возможностью вращения на оси или на валу во второй поперечине и соединяющий ее через коленный шарнир со вторым рычагом, соединенным через ползунный шарнир с рабочим ползуном, гидравлического привода, имеющего, по меньшей мере, один гидравлический цилиндр, неподвижные детали которого закреплены на станине параллельно направляющим рабочего ползуна, а подвижные детали гидравлического цилиндра имеют соединение со вторым плечом первого рычага, при этом соединение подвижных деталей гидравлического цилиндра со вторым плечом первого рычага имеет, по меньшей мере, один дополнительный ползун, установленный с возможностью движения в дополнительных направляющих, закрепленных на станине параллельно направляющим рабочего ползуна; и звено с шарниром, соединенным со вторым плечом первого рычага, установленное подвижно относительно дополнительного ползуна и перпендикулярно его направляющим.- located in the second space of at least one knee-lever mechanism connecting the second cross member to the working slider, having a first lever mounted to rotate on an axis or on a shaft in the second cross member and connecting it through a knee joint to a second lever connected through a slider hinge with a working slider, of a hydraulic actuator having at least one hydraulic cylinder, the fixed parts of which are fixed on the bed parallel to the guides of the working slider, and are movable e parts of the hydraulic cylinder are connected to the second shoulder of the first lever, while the connection of the moving parts of the hydraulic cylinder to the second shoulder of the first lever has at least one additional slider mounted to move in additional guides mounted on the frame parallel to the guides of the working slider; and a link with a hinge connected to the second shoulder of the first lever mounted movably relative to the additional slider and perpendicular to its guides.
Звено может быть выполнено в виде цилиндрического стержня и установлено подвижно в цилиндрическом отверстии перпендикулярно направляющим дополнительного ползуна. Рычаг может быть закреплен на валу коленно-рычажного пресса; кроме того, на валу может быть установлен маховик. Коленно-рычажный пресс может быть установлен на фундаменте так, что направление движения рабочего и дополнительного ползунов является горизонтальным.The link can be made in the form of a cylindrical rod and mounted movably in a cylindrical hole perpendicular to the guides of the additional slide. The lever can be mounted on the shaft of the knee-lever press; in addition, a flywheel can be mounted on the shaft. The knee-lever press can be installed on the foundation so that the direction of movement of the working and additional sliders is horizontal.
Для уменьшения изгибающего момента, действующего на ось или вал за счет создания крутящего момента от сил, действующих с разных сторон вала, первый рычаг коленно-рычажного пресса имеет третье плечо, расположенное на одной линии со вторым плечом,To reduce the bending moment acting on the axis or shaft due to the creation of torque from forces acting on different sides of the shaft, the first lever of the knee-lever press has a third shoulder, located in line with the second shoulder,
- на второй поперечине параллельно направляющим рабочего ползуна закреплены вторые дополнительные направляющие,- on the second cross member parallel to the guides of the working slider secured second additional guides,
- во вторых дополнительных направляющих установлен второй дополнительный ползун, имеющий отверстие с размещенным в нем вторым звеном с шарниром на конце, соединенным с концом третьего плеча первого рычага,- in the second additional guides, a second additional slider is installed, having an opening with a second link placed therein with a hinge at the end connected to the end of the third shoulder of the first lever,
- на второй поперечине параллельно вторым дополнительным направляющим установлен второй гидравлический или пневмогидравлический цилиндр, подвижные детали которого соединены со вторым дополнительным ползуном.- a second hydraulic or pneumohydraulic cylinder is installed on the second cross member parallel to the second additional guide, the movable parts of which are connected to the second additional slider.
Коленно-рычажный пресс может быть установлен на фундаменте так, что направление движения рабочего ползуна, двух дополнительных ползунов и подвижных деталей гидроцилиндров является вертикальным или горизонтальным.The knee-lever press can be installed on the foundation so that the direction of movement of the working slide, two additional sliders and moving parts of the hydraulic cylinders is vertical or horizontal.
Для обеспечения производительности и КПД коленно-рычажного пресса цилиндр является гидравлическим, а привод является насосно-аккумуляторным.To ensure productivity and efficiency of the knee-lever press, the cylinder is hydraulic, and the drive is a pump-accumulator.
Отличительные признаки коленно-рычажного пресса, обеспечивающие указанный выше технический эффект - деформирование заготовки за небольшое время контакта штампа с заготовкой (0,001 - 0,01 с) за счет кинетической энергии, накопленной подвижными деталями на этапе разгона, - следующие:The distinctive features of the knee-lever press, providing the above technical effect - deformation of the workpiece for a short contact time of the stamp with the workpiece (0.001 - 0.01 s) due to the kinetic energy accumulated by the moving parts during the acceleration stage, are as follows:
соединение подвижных деталей гидравлического цилиндра со вторым плечом первого рычага имеет, по меньшей мере,the connection of the moving parts of the hydraulic cylinder with the second shoulder of the first lever has at least
- один дополнительный ползун, установленный с возможностью движения в дополнительных направляющих, закрепленных на станине параллельно направляющим рабочего ползуна;- one additional slider installed with the possibility of movement in additional guides mounted on the frame parallel to the guides of the working slider;
- звено с шарниром, соединенным со вторым плечом первого рычага, установленное подвижно относительно ползуна перпендикулярно его направляющим.- a link with a hinge connected to the second shoulder of the first lever, mounted movably relative to the slider perpendicular to its guides.
Звено может быть выполнено в виде цилиндрического стержня и установлено подвижно в цилиндрическом отверстии перпендикулярно направляющим дополнительного ползуна.The link can be made in the form of a cylindrical rod and mounted movably in a cylindrical hole perpendicular to the guides of the additional slide.
Новые признаки имеют варианты исполнения коленно-рычажного пресса. Коленно-рычажный пресс может быть установлен на фундаменте так, что направление движения рабочего и дополнительного ползунов является горизонтальным. На валу коленно-рычажного пресса может быть закреплен двуплечий рычаг и маховик.New features have versions of the knee-lever press. The knee-lever press can be installed on the foundation so that the direction of movement of the working and additional sliders is horizontal. A two-arm lever and a flywheel can be fixed on the shaft of the knee-lever press.
Первый рычаг коленно-рычажного пресса может иметь третье плечо, расположенное на одной линии со вторым плечом; на второй поперечине параллельно направляющим рабочего ползуна закреплены вторые дополнительные направляющие; во вторых дополнительных направляющих установлен второй дополнительный ползун, имеющий отверстие с размещенным в нем вторым звеном с шарниром на конце, соединенном с концом третьего плеча первого рычага; на второй поперечине параллельно вторым дополнительным направляющим установлен второй гидравлический или пневмогидравлический цилиндр, подвижные детали которого соединены со вторым дополнительным ползуном.The first lever of the knee-lever press may have a third shoulder located in line with the second shoulder; on the second cross member, parallel to the guides of the working slide, second additional guides are fixed; in the second additional guides, a second additional slider is installed, having an opening with a second link located therein with a hinge at the end connected to the end of the third shoulder of the first lever; on the second cross member, in parallel with the second additional guide, a second hydraulic or pneumohydraulic cylinder is installed, the movable parts of which are connected to the second additional slider.
В предпочтительном исполнении коленно-рычажного пресса цилиндры являются гидравлическими, а привод - насосно-аккумуляторным.In a preferred embodiment of the knee-lever press, the cylinders are hydraulic, and the drive is a pump-accumulator.
Указанная выше совокупность признаков коленно-рычажного пресса не обнаружена при проведении патентно-информационных исследований, поэтому техническое решение соответствует критерию «новизна». Данная совокупность признаков не характерна для конструкций коленно-рычажных прессов и не следует явно из уровня кузнечно-штамповочной техники. Кроме того, именно предложенная новая совокупность признаков характеризует конструкцию коленно-рычажного пресса, у которого подвижные детали могут накапливать кинетическую энергию, достаточную для деформирования заготовки, за счет энергии рабочей жидкости, поступающей от гидропривода в гидроцилиндр.The above set of features of the knee-lever press was not found when conducting patent information research, therefore, the technical solution meets the criterion of "novelty." This set of features is not typical for the designs of knee-lever presses and does not follow clearly from the level of forging and stamping equipment. In addition, it is the proposed new set of features that characterizes the design of the knee-lever press, in which moving parts can accumulate kinetic energy sufficient to deform the workpiece due to the energy of the working fluid coming from the hydraulic drive into the hydraulic cylinder.
На фиг.1 показана конструктивная схема коленно-рычажного пресса с гидравлическим приводом с дополнительным ползуном, подвижным в направляющих, закрепленных на станине параллельно направлению движения рабочего ползуна.Figure 1 shows a structural diagram of a knee-lever press with a hydraulic drive with an additional slider, movable in guides mounted on the frame parallel to the direction of movement of the working slider.
На фиг.2 - конструктивная схема коленного пресса с трехплечим рычагом и двумя дополнительными ползунами и гидроцилиндрами.Figure 2 is a structural diagram of a knee press with a three-arm lever and two additional sliders and hydraulic cylinders.
На фиг.3 показана диаграмма зависимости начальной скорости деформирования заготовки от угла поворота первого рычага.Figure 3 shows a diagram of the dependence of the initial speed of deformation of the workpiece from the angle of rotation of the first lever.
На фиг.4 - диаграмма зависимости начальной скорости деформирования заготовки от длины первого рычага.Figure 4 is a diagram of the dependence of the initial speed of deformation of the workpiece on the length of the first lever.
На фиг.5 - диаграмма зависимости длительности деформирования заготовки от максимальной окружной скорости коленного шарнира и от его скорости в момент окончания деформирования заготовки.Figure 5 is a diagram of the dependence of the duration of deformation of the workpiece on the maximum peripheral speed of the knee joint and on its speed at the end of the deformation of the workpiece.
Коленно-рычажный пресс (фиг.1, 2) состоит из:Knee-lever press (figure 1, 2) consists of:
- станины 1 с первой 2 и второй 3 поперечинами и соединяющими их стойками 4 с направляющими 5, рабочего ползуна 6, установленного подвижно в направляющих 5 и делящего пространство между поперечинами 2 и 3 на первое пространство 7 между первой поперечиной 2 и ползуном 6, в котором размещен штамп, и второе пространство 8 между второй 3 поперечиной и ползуном 6,-
- по меньшей мере, одного коленно-рычажного механизма 9, размещенного во втором пространстве 8, соединяющего вторую поперечину 3 с ползуном 6, имеющего первый рычаг 10, установленный с возможностью вращения на оси или на валу 11, закрепленном во второй поперечине 3; первое плечо 10а соединяет вторую поперечину 3 через коленный шарнир 12 со вторым рычагом 13, через ползунный шарнир 14 с рабочим ползуном 6,- at least one knee-lever mechanism 9, located in the
- гидравлического привода, имеющего, по меньшей мере, один гидравлический цилиндр 15, неподвижные детали 16 которого закреплены на станине 1 параллельно направляющим 5,- a hydraulic actuator having at least one hydraulic cylinder 15, the fixed parts 16 of which are mounted on the
- соединение подвижных деталей 17 гидравлического цилиндра 15 со вторым плечом 10б первого рычага 10 имеет- the connection of the moving parts 17 of the hydraulic cylinder 15 with the second shoulder 10b of the first lever 10 has
- один дополнительный ползун 18 (фиг.1), установленный с возможностью движения в дополнительных направляющих 19, закрепленных на станине 1 параллельно направляющим 5;- one additional slider 18 (figure 1), mounted with the possibility of movement in
- звено 20, выполненное в виде стержня с шарниром 21, соединенным со вторым плечом 10б первого рычага 10, установленное подвижно в отверстии 22 ползуна 6, перпендикулярном его направляющим 19.- link 20, made in the form of a rod with a hinge 21 connected to the second shoulder 10b of the first lever 10, mounted movably in the hole 22 of the
Коленно-рычажный пресс может быть установлен на фундаменте так, что направление движения рабочего ползуна 6 и дополнительного ползуна 18 является вертикальным (фиг.1).Knee-lever press can be installed on the foundation so that the direction of movement of the working
На валу 11 пресса может быть закреплен первый рычаг 10 и маховик 23 (фиг.1, 2).On the
В коленно-рычажном механизме 9 (фиг.2) первый рычаг 10 имеет третье плечо 24, расположенное на одной линии со вторым плечом 10б,In the knee-lever mechanism 9 (Fig.2), the first lever 10 has a third shoulder 24, located in line with the second shoulder 10b,
- на станине 1 параллельно направляющим 15 рабочего ползуна 6 со стороны, противоположной дополнительным направляющим 19, закреплены вторые дополнительные направляющие 25,- on the
- во вторых дополнительных направляющих 25 установлен второй дополнительный ползун 26, имеющий отверстие 27 с размещенным в нем вторым звеном 28 с шарниром 29 на конце, соединенным с концом третьего плеча 24 первого рычага 10,- in the second additional guides 25, a second additional slider 26 is installed, having an opening 27 with a second link 28 placed therein with a hinge 29 at the end connected to the end of the third shoulder 24 of the first lever 10,
- на второй поперечине 3 параллельно вторым дополнительным направляющим 25 установлен второй гидравлический цилиндр 30, подвижные детали 31 которого соединены со вторым дополнительным ползуном 26.- on the
Рычаг 10 может быть закреплен на валу 11 пресса; кроме того, на валу 11 может быть установлен маховик 23 (фиг.2).The lever 10 can be mounted on the
Коленно-рычажный пресс, имеющий присоединенные к коленно-рычажному механизму два дополнительных ползуна 18 и 26 и цилиндры 15 и 30, может быть установлен на фундаменте так, что направление движения рабочего ползуна 6 и дополнительных ползунов 18 и 26 - вертикальное (фиг.2). Направление движения рабочего ползуна 6 и дополнительных ползунов 18 и 26 может быть горизонтальным при горизонтальном расположении пресса (не показано).The knee-lever press having two additional sliders 18 and 26 and cylinders 15 and 30 attached to the knee-lever mechanism can be mounted on the foundation so that the direction of movement of the working
Гидравлический привод предпочтительно является насосно-аккумуляторным, обеспечивающим высокий КПД работы коленного пресса, в значительной мере благодаря современным системам программного управления, применяемым в кузнечно-штамповочном оборудовании [1, с.495-500; патент RU №2334583, http://molot-npp.ru]. Насосно-аккумуляторный привод коленно-рычажного пресса (фиг.1, 2) состоит из бака 32 с рабочей жидкостью, с системами регулирования ее температуры и фильтрации (не показаны), электродвигателя 33 с насосом (не показан), гидроаккумулятора 34, блока управления 35 и магистралей, соединяющих элементы гидропривода с полостями одного (фиг.1) или двух (фиг.2) гидравлических цилиндров.The hydraulic drive is preferably a pump-accumulator, providing high efficiency of the knee press, largely due to modern software control systems used in forging and stamping equipment [1, p. 495-500; RU patent No. 2334583, http://molot-npp.ru]. Pump-battery drive of the knee-lever press (Fig. 1, 2) consists of a tank 32 with a working fluid, with systems for regulating its temperature and filtration (not shown), an electric motor 33 with a pump (not shown), a hydraulic accumulator 34, a control unit 35 and highways connecting the hydraulic drive elements with the cavities of one (figure 1) or two (figure 2) hydraulic cylinders.
Рабочий цикл предложенного коленно-рычажного пресса включает следующие этапы:The working cycle of the proposed knee-lever press includes the following steps:
- разгон подвижных деталей коленно-рычажного механизма 9, гидроцилиндра 15 и дополнительного ползуна 18 (фиг.1) или коленно-рычажного механизма 9, гидроцилиндров 15 и 30 и двух дополнительных ползунов 18 и 26 (фиг.2) для накопления кинетической энергии при перемещении ползуна 6 до начала деформирования заготовки;- acceleration of the moving parts of the knee-lever mechanism 9, the hydraulic cylinder 15 and the additional slider 18 (Fig. 1) or the knee-lever mechanism 9, the hydraulic cylinders 15 and 30 and two additional sliders 18 and 26 (Fig. 2) for the accumulation of kinetic energy when moving
- деформирование заготовки за счет накопленной подвижными деталями пресса кинетической энергии;- deformation of the workpiece due to the kinetic energy accumulated by the moving parts of the press;
- возвратный ход рабочего ползуна 6 и подвижных деталей 9, 17, 18. При насосно-аккумуляторном приводе разгон дополнительного ползуна может совершаться до достижения им максимальной скорости 3÷8 м/с.- the return stroke of the working
Для уменьшения масс движущихся деталей их скорости необходимо увеличивать, а для снижения динамических нагрузок на пресс и фундамент при деформировании максимальную скорость разгона нужно уменьшать, поэтому разгон подвижных деталей пресса целесообразно совершать до достижения центром шарнирного узла максимальной окружной скорости 4÷6 м/с, а первым рычагом - угловой скорости 
В зависимости от условий технологического процесса штамповки разгон подвижных частей пресса и деформирование заготовки совершаются при принятом для коленных прессов угле поворота первого рычага, выбираемом из диапазона 
Для уменьшения длительности процесса и времени контакта заготовки со штампом деформирование заготовки завершается при угловой скорости первого рычага 10, превышающей 
Для полного использования производительности пресса возвратный ход совершается при угле поворота первого рычага 10, выбираемом из диапазона 
Начальная скорость деформирования заготовки определяется по формуле:The initial deformation rate of the workpiece is determined by the formula:
где υн.д. - начальная скорость деформирования заготовки и, соответственно, ползуна 6 с верхней половиной штампа; при l=0,5 м υн.д.=3÷8 sin γ∂, м/с;where υ n.d. - the initial speed of deformation of the workpiece and, accordingly, the
υOmах - окружная скорость центра коленного шарнира 12 (фиг.1, 2), υОmах=3÷8 м/с;υ Omax - peripheral speed of the center of the knee hinge 12 ( Fig.1 , 2), υ Omax = 3 ÷ 8 m / s;
γ∂ - угол между осью пресса (направляющей ползуна) и плечом 10а коленно-рычажного механизма 8 в начале деформирования заготовки,γ ∂ is the angle between the axis of the press (guide slide) and the shoulder 10A of the knee-
γ∂=45°-γр,γ ∂ = 45 ° -γ p ,
где γр- угол поворота первого рычага 10 при разгоне,where γ p is the angle of rotation of the first lever 10 during acceleration,
l - расстояние между центрами оси или вала 11 и коленного шарнира 12.l is the distance between the centers of the axis or
Величина хода рабочего ползуна 6 при деформировании заготовкиThe magnitude of the stroke of the working
H∂=2l(l-cosγ∂).H ∂ = 2l (l-cosγ ∂ ).
Диаграмма зависимости начальной скорости деформирования заготовки при υОmах=3, 4, 6, 8 м/с и γ∂=7°, построенная по данным табл.2, приведена на фиг.3. При υОmах=8 м/с начальная скорость деформирования υн.д.=1,5 м/с возникает при γ∂≈5,5°.The diagram of the dependence of the initial workpiece deformation rate at υ Оmах = 3, 4, 6, 8 m / s and γ ∂ = 7 °, constructed according to the data in Table 2, is shown in Fig. 3. When υ Оmах = 8 m / s, the initial deformation rate is υ n.d. = 1.5 m / s occurs at γ ∂ ≈5.5 °.
Диаграмма зависимости скорости ползуна 6 в начале деформирования от длины первого рычага 10 показана на фиг.4.A diagram of the dependence of the speed of the
Предложен способ работы коленно-рычажного пресса с гидравлическим приводом, при котором функциональные параметры коленно-рычажного пресса и процесса деформирования (начальная скорость деформирования заготовки (фиг.3), длительность этапа деформирования (фиг.5), длительность рабочего цикла коленно-рычажного пресса и частота ходов) занимают промежуточное положение между параметрами процессов деформирования на гидравлическом штамповочном молоте и винтовом прессе.A method for operating a knee-lever press with a hydraulic drive is proposed, in which the functional parameters of the knee-lever press and the deformation process (initial deformation rate of the workpiece (Fig. 3), the duration of the deformation step (Fig. 5), the duration of the working cycle of the knee-lever press, and stroke frequency) occupy an intermediate position between the parameters of the deformation processes on a hydraulic stamping hammer and a screw press.
Учитывая, что рекомендуемые скорости горячего деформирования сталей находятся в интервале 0,6-2,5 м/с [Бочаров Ю.А. Винтовые прессы. М.: «Машиностроение», 1976, с.39], использование гидравлического насосно-аккумуляторного привода позволяет существенно увеличить технологические возможности коленных прессов путем увеличения скорости рабочего ползуна и уменьшения длительности процесса деформирования заготовки.Given that the recommended speed of hot deformation of steels are in the range of 0.6-2.5 m / s [Bocharov Yu.A. Screw presses. M .: "Mechanical Engineering", 1976, p.39], the use of a hydraulic pump-accumulator drive can significantly increase the technological capabilities of the knee presses by increasing the speed of the working slide and reducing the duration of the workpiece deformation process.
Снижение окружной скорости коленного шарнира 12 ниже 3 м/с вызывает существенное увеличение длительности процесса деформирования до 0,05 с, а ее повышение более 8 м/с приводит к значительному увеличению начальной скорости деформирования заготовки, ударным явлениям, снижению КПД гидропривода и повышению его стоимости.A decrease in the peripheral speed of the
Claims (9)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010112972/02A RU2425730C1 (en) | 2010-04-06 | 2010-04-06 | Knuckle-joint press with hydraulic drive |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010112972/02A RU2425730C1 (en) | 2010-04-06 | 2010-04-06 | Knuckle-joint press with hydraulic drive |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2425730C1 true RU2425730C1 (en) | 2011-08-10 |
Family
ID=44754480
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010112972/02A RU2425730C1 (en) | 2010-04-06 | 2010-04-06 | Knuckle-joint press with hydraulic drive |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2425730C1 (en) |
-
2010
- 2010-04-06 RU RU2010112972/02A patent/RU2425730C1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN205324545U (en) | Cut -out press clearance waste material device | |
| US7165437B2 (en) | Mechanical press device | |
| CN105328099A (en) | Hammer type forging device | |
| CN102806293A (en) | Multidirectional die-forging press machine | |
| DE102005045727B4 (en) | Deep drawing process and thermoforming machine | |
| CN204770405U (en) | Reciprocating type punching machine | |
| RU2425730C1 (en) | Knuckle-joint press with hydraulic drive | |
| CA2947359C (en) | Linkage press machine | |
| CN104439009A (en) | Axial closed rolling forming equipment | |
| CN108296403A (en) | A kind of environment-friendly materials production forging apparatus of uniform force | |
| US9375779B2 (en) | Horizontal forging press for massive forming | |
| RU2425729C1 (en) | Knee press with hydraulic drive | |
| CN214720240U (en) | Three-direction cold forging forming machine | |
| RU2425728C1 (en) | Procedure for forming at knee press with hydraulic drive | |
| CN215199077U (en) | Gear shaft product is aligning gear for forging process | |
| CN211614011U (en) | Multifunctional plate punching machine | |
| CN204449160U (en) | Axial enclosed roll milling forming equipment | |
| US7637138B2 (en) | Multistage press | |
| CN210234077U (en) | Main transmission mechanism of high-speed punch press | |
| CN207267015U (en) | A kind of mould swaging pressure device | |
| CN107983875B (en) | A kind of vertical marking press stamping ejector control device | |
| CN206483952U (en) | A kind of device for releasing vexed car and adjusting height of packing compact | |
| WO2008119686A1 (en) | Improved horizontal forging press | |
| DE102015119927B4 (en) | Method of machining a workpiece and linear hammer | |
| CN217831704U (en) | Forging forming device for die steel forging material |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150407 |