SU1177173A1 - Винтовой пресс - Google Patents

Abstract

ВИНТОВОЙ ПРЕСС, содержапщй смонтированный в направл ющих станины ползун с закрепленной в нем гайкой , сочлененной нарезкой с винтом, размещенным с возможностью вращени  в опорах станины, приводной маховик и св зьюающую маховик с винтом фрикционную муфту с ведущими и ведомыми дисками и дополнительным фрщсционным диском, св занным при помощи серег с поршнем муфты, а также силовые цилиндры, причем на поршне муфты выполнены упоры ограничени  поворота серег, отличающийс  тем, что, с целью повышени  КПД, он снабжен установленными на маховике дополнительными дроссел ми и пневмоцилиндрами со штоками и св занными с последними упорами , а также подпружиненными штыр ми , Смонтированными с возможностью контакта с упорами, на торцовой поверхности поршн  муфты и на упорах вьшолнены соответствующие один i (Л другому скосы, а поршневые полости дополнительных пневмоцилиндров св заны через дроссели с полостью пневмоцилиндра муфты.

Description

Ч

ч1

00

Изобретение относитс  к машиностроению , а именно к конструкции прессов.

Цель изобретени  - повышенно КПД пресса за счет снижени  работы трени  при проскальзывании дисков муфты .

На фиг.1 изображен пресс с частичными разрезами, общий вид на фиг.2 - вид А на фиг,1; на фиг.З положение шарнирных упоров при включенной муфте и при срабатывании муфты; на фиг. 5 - узел I на фиг. 1 ; на фиг. 6 и 7 - узел II на фиг. 5 (при включенной и выключенной муфте); на фиг.8 пневматическа  схема подключени  и управлени  пневмоцилиндров фрикционной муфты, дополнительных цилиндров и возвратными цилиндрами; на фиг. 9 - графики распределени  работ при деформировании заготовки; на фиг.10 - графики изменени  давлени  в верхних полост х уравновешивающих цилиндров.

Винтовой пресс содержит станину 1, в направл ющих 2 которой установлен ползун 3, в котором смонтирована гайка 4, сопр женна  с винтом 5. Винт 5 установлен подвижно в подп тнике 6и подшипнике 7 на станине 1 пресса. Подшипник 7 установлен на втулке 8, котора  жестко св зана со станиной 1. На верхней части винта 5 закреплена шлицева  втулка 9, котора  св зана с винтом, например, шпоночным соединением и закреплена гайкой 10. На втулке 8 на подшипниках 11 установлен маховик 12, который клиноременной передачей 13 св зан со шкивом 14 электродвигател  15, который установлен на станине 1. На маховике 12 установлена управл ема  фрикционна  муфта, состо ща  из ведущего фрикционного диска 16, св занного шлицевым соединением с маховиком 1 2 , На диске 16 закреплены фрикционные накладки 17 и 18. Фрикционна  наклака 19 закреплена на маховике 12. Со шлицевой втулкой 19 св заны ведомые фрикционные диски 20 и 21,

Диски 16,20 и 21 подпружинены пружинами (не показаны) таким образом , чтобы при отключенной муфте фрикционные накладки 17-19 не соприкасались с дисками 20 и 21.

На маховике 12 установлен пненмоцилиндр 22, пг мпень 23 которого име71732

ет на торцовой части скосы 24 и ш-пицевьм соединением св зан с маховиком 12 и подпружинен через шпильки 25 пружинами 26. С поршнем 23 посред5 ством серег 27 св зан дополнительньй фрикционный диск 28 с фрикционной накладкой 29. Серьги 27 св заны с поршнем 23 и диском 28 посредством шарниров 30. Длина серег 27 выполнены таким образом, чтобы при отключенной муфте фрикционна  накладка 29 не соприкасалась с диском 20. Серьги 27 подпружилены пружинами 31 к упорам 32. На маховике 12 установлены

5 дополнительные пневмоцилиндры 33 и упоры 34 со скосами 35. Упоры 34 св заны через штоки 36 с поршн ми 37 подпружиненными пружинами 38. Упоры 34 взаимодействуют со штыр ми 39,

0 подпружиненными пружинами 40. На станине 1 установлен пневмоцилиндр 41, шток которого св зан с тормозной колодкой 42 дл  торможени  маховика 1 2.

5 На станине 1 пресса установлены пневмоцилиндры 43 (показан один цилиндр ) , штоки 44 которых св заны с кронштейнами 45 ползуна 3. Верхнее

Ч положение кронштейнов 45 фиксируетс 

0 упорами 46. Штоки 44 пневмоцилиндров 43 св заны с поршн ми 47.

Управление прессом осуществл етс  пневматической системой, состо щей , из двухпозиционных пневмо , распределителей ,ресиверов 53 и 54, редукционного клапана 55, дросселей 56 и 57 и манометра 58. Пресс работает следующим образом. В исходном положении электромагнит Э1 обесточен, пневмораспределитель 48 соедин ет пневмоцилиндр 22 муфты с атмосферой, поршень 23 под действием пружин 26 находитс  в крайнем верхнем положении, а

5 упоры 34, св занные с поршн ми 37 через шток 36 наход тс  в крайнем заднем положении под действием пружин 38. Диск 28 находитс  в крайнем верхнем положении. Муфта отQ ключена.

Электромагнит 32 включен, пневмораспределитель 51 соедин ет ресивер . 54 со штоковой полостью пнеЕмоцилиндров 43 и удерживает ползун 3

5 в верхнем положении. Кронштейны

-45 упираютс  в упоры 46. Электромагниты ЭЗ-Э5 также обесточены. Включаетс  электродвигатель 15, которой через шкив 14 и клиноременную передачу 13 разгон ет маховик 12 до заданной угловой скорости СОд. Маховик 12 запасает кинетическую энер , гию - / (1) где JM - момент инерции маховика. Дл  совершени  хода разгона подвижных частей включаетс  электромаг нит ЭЗ, электромагнит Э2 обесточиваетс . Штоковые полости пневмоцилиндров 43 соедин ютс  с атмосферой а в поршневые полости пневмоцилиндров 43 подаетс  воздух из рессивера 54. Под действием давлени  сжатого воздуха в пневмоцилиндрах 43 и веса ползуна 3, последний ускоренно пере мещаетс  вниз с гайкой 4, котора  разгон ет винт 5 и св занные с ним шлицевуго втулку 9 и диски 20 и 21,в сторону вращени  маховика 12. Так как суммарный момент инерции винта 5, втулки 9 и дисков 20   21 существенно меньше момента инерции маховика 12, то разгон винта 5 осуществл етс  до скорости вращени  маховика 12 на меньшей части хода ползуна 3 вниз. При достижении винтом 5 скорости вращени  маховика 12 включаетс  электромагнит Э1 которьй переключает пневмораспределитель 48, и сжатый воздух из рессивера 53 поступает в пневмоцилиндр 22 муфты. Под действием давлени  воздуха поршень 23 опускаетс  вниз и через серьги 27 опускает вниз диск 28 с фрикционной накладкой 29. Под действием диска 28 и накладок 29 опускаютс  вниз диски 20,16 и 21. При этом диски 20 и 21, св занные с винтом 5, вход т в контакт с махови ком 12 через фрикционные накладки 17 и 18 и диск 16-, и накладку 19. Муфта включена. Если с момента включени  муфты скорость вращени  винта 5 равна ско рости вращени  маховика 12, то смык ние накладки 29 и диска 20 происходит без проскальзьшани , так как линейные скорости накладки 29 (V)) и диска 20 ( V) одинаковы. В случае если скорость вращени  винта 5 больше скорости вращени  маховика 12, то в момент смыкани  накладки 29 и диска 20 происходит проскальзывани между накладкой 29 и диском 20, а при дальнейшем перемещении поршн  23 и дисками 20, 16 и 21 и накладками 17-19 до выравнивани  скоростей вращени  винта 5 и маховика 12. При этом серьги 27 прижимаютс  к упо рам 32 поршн  23 пружинами 31 и силой трени  между накладками 29 и диском 20. При включении электромагнита Э пневмораспределитель 48 также св зывает поршневые полости дополнительных- пневмоци-пиндров 33 через дроссели 57 с источником сжатого воздуха, Под действием давлени  сжатого воздуха поршни 37 вместе со штоками 36 перемещаютс  к центру вращени  маховика 12, сжима  пружины 38 и тем самым перемеща  упоры 34 до контакта их скосов 35 со скосами 24 пориш  23. Врем  перемещени  упоров 34 настраиваетс  с помйщью дросселей 57 таким образом, чтобы они подходили и упирались скосами 35 в скосы 24 поршн  23 до момента передачи муфтой крут щего момента, т.е. до начала хода деформировани . При включенной муфте винт 5 и маховик 12 вращаютс  как одно целое с кинетической энергией Т -Л ЭМ6 где w3j суммарный момент инерции маховика и винта других деталей, св зинных с маховиком и винтом. Положение поршн  23, серег 27, дисков 20 и 28 показано на фиг.7. Электромагнит ЭЗ обесточиваетс , а электромагниты 92 и 35 включаютс . Пневмораспределитель 51соедин ет штоковую полость пневмоцилиндров 43 с ресивером 54, а пневмораспределит ель 52 соедин ет поршневые полости пневмодилиндров 43 с атмосферой. Тем самым пневмоцилиндры 41 подготавливаютс  дл  возвратного хода ползуна 3. Перемещение вниз ползуна 3 продолжаетс  только от маховика 12. При встрече рабочего инструмента заготовкой (не показаны) осущетвл етс  ход деформировани  заготов-и . При этом работа деформировани  осуществл етс  за счет накопленной инетической энергии маховика 12 винта 5. Электродвигатель 15 при абочем ходе не отключаетс  и продолжает передавать энергию маховику 12, Во врем  рабочего хода усилие деформировани  и крут щий, момент, передаваемый муфтой, увеличиваютс  Величина крут щего момента, переда ваемого муфтой без учета трени  в винтовом механизме, подп тнике 6 и подшипнике 7, определ етс  по за симости M P -yгде Ра - усилие деформировани ; Dfft - средний диаметр резьбы винта 5; об - угол наклона резьбы винта 5. .При достижении усили  Р gi н ходе Зд момент в винтовом механиз ме достигает момента настройки муф ты РЗ. При дальнейшем росте усили  деформировани  диски 20 и 21 винта 5 проскальзывают относительно фрикн юнных накладок 17-19 и относител но маховика 12 и поршн  23. Скорость вращени  винта 5 относительно скорости вращени  маховик 12 уменьшаетс , поэтому линейна  с рость V( перемещени  шарниров 30, установленных в поршне 23 становит больше линейной скорости шарниров 30, установленных в диске 28, св занном фрикционной накладкой 29 с диском 20. Серьги 27 отклон ютс  о вертикального положени , обеспечива  проскальзывание фрикционных накладок относительно дисков.С целью свести к минимуму врем  срабатывани  муфты применены упоры 34 которые уменьшают перемещение порш 23 в момент срабатывани  муфты. Величина перемещени  поршн  23 ост етс  посто нной величиной, равной зазору 8 между нижней поверхностью упоров 34 и направл ющими упоров в маховике 12. Величина зазора 8 и, следовательно, перемещение поршн  23 не завис т от износа фрикционных накладок муфты. В случае износа фрикционных накладок и дисков поршень 23 перемещаетс  вниз на большее рассто ние, чтобы передать необходимое усилие на диски 20, 16 и 21 и включить муфту. При этом после каждого включени  муфты упоры 34 вступают в контакт с поршнем 23 после его остановки в нижем положении . Скосы 24 поршн  23 выполнены такой длины, чтобы обеспечить надежный контакт со скосами упоров 34 независимо от износа фрикционных накладок 29, 17, 18 и 19 и дисков 20, 16, 21 и положени  упоров 34. Упоры 34 подпружинены к верхним направл ющим поверхност м пружинами 40 через штыри 39 дл  обеспечени  между нижними направл ющими поверхност ми маховика и упоров 34 зазоры 8,. Пружины 40 вьтолнены достаточно жесткими, чтобы не допустить перемещение упоров 34 под действием усили , создаваемого поршнем 37. Диски 20, 16 и 21 под действием пружин (не показаны) расход тс ; обеспечива  свободное вращение дисков 20 и 21 относитепьно маховика 12. Дальнейшее деформирование поковки до усили  Рд 0,,,. на ходе Sg осуществл етс  кинетической энергией винта 5. Часть энергии винта 5 после окончани  хода деформировани  расходуетс  на упругую деформацию пресса и штампа до усили  PU. Работа деформировани  А| осуществл етс  кинетической энергией маховика и винта: . :г ..а .О, Э1 2 где Со /ив, - углова  скорость вращени  маховика и винта перед началом хода деформировани ; - углова  скорость вращени  маховика и винта в момент срабатывани  муфты . Работа деформировани  2 осуществл етс  кинетической энергией винта , (6) в 2. «в, в. углова  скорость вращени  винта после отключени  муфты; 2 углова  скорость вращени  винта в конце хода деформировани . Работа упругой деформаци.и пресса и штампа осуществл етс  оставшейс  кинетической энергией винта 2 Винт 5 останавливаетс , а маховик 12 продолжает ускоренно вращат с  под действием момента, развивае мого электродвигателем 15, За врем  хода деформировани  скорость вращени  маховика уменьша етс  от до . Скорость вра щени  электродвигател  15 также ум шаетс  от (Ogg Ьг где - передаточное отношение кли ременной передачи. Момент инерции / рассчитан та ким образом, за ход, деформировани  скорость вращени  электродвигател  15 при максимальной рабо деформировани  А, не выходила за пределы установившегос  режима работы электродвигател  15. После окончани  хода деформировани  и остановки винта 5 ползун 3 под действием силы давлени  воздуха в штоковой полости цилиндра 4 начинает ускоренно перемещатьс  вверх, В этот момент электромагнит 91 обесточиваетс , и пневмораспределитель 48 соедин ет цилинд 22 с атмосферой. Поршень 23 под действием пружин 26 перемещаетс  в крайнее верхнее положение, серьги 27 под действием пружин 31 занимают вертикальное положение и поднимают вверх диск 28, Отвод  фрикционные накладки 29 от диска 20. После обесточивани  электромагнита 31 пневмораспределитель 48 св зывает так:ре и поршневые полости дополнительных пневмоцилиндров33 через дроссели 57 с атмосферой. Под действием пружин 38, действующих на поршень 37, штоки 36 вместе с упорами 34 возвращаютс  в исходн положение. I Электромагнит 35 также обесточиваетс , и пневмораспределитель 52 перекрывает св зь поршневых пол тей пневмоцилиндров A3 с атмосферой При движении ползуна 3 вверх под действием силы от пневмоцилиндров 43 винт 5 и диски 20 и 21 вращаютс  в противоположную относительно вращени  маховика 12 сторону. Так как поршневые полости пневмоцилиндров 43 закрыты, то при подъеме поршн  47 вверх происходит сжатие объема воздуха в поршневых полост х. Таким образом, при движении ползуна 3 вверх давление воздуха в поршневых полост х возрастает. Движение подвижных частей определ етс  по зависимости dv Tr i2P2-i,P, , где Р, и РЗ - давление воздуха в поршневых и штоковых полост х пневмоцилиндров 43, и 1 - суммарные поршнева  и штокова  площади поршней 47 пневмоцилиндров 43; G - вес ползуна 3 и гайки 4J 6R - сумма приведенных сопротивлений (в направл ющих ползуна, в винтовом механизме, подп тнике и подшипнике винта) , Изменение давлени  в поршневых полостлх на ходе 6 вверх при закрытых поршневых полост х показано на фиг,10 (сплошна  крива ). При включенном электромагните Э4 и открытом пневмораспределителе 49 часть воздуха стравливаетс  через дроссель 56 в атмосферу и давление возрастает менее интенсивно (пунктирна  крива ), Таким образом, дросселем 56 можно так отрегулировать систему, чтобы ползун 3 подходил к упорам 46 с минимальной скоростью без удара. .За врем  движени  ползуна 3 вверх, за врем  технологической., паузы и части времени хода вниз электродвигатель 15 разгон ет маховик 12 от скорости Ыд, н(в2 ° скорости Со л, С)3„ обеспечива  заданную кинетическую энергию, необходимую дл  деформировани  следующей заготовки. . За указанное врем  происходит также наполнение ресивера 53 через редукционный клапан 55 сжатым воздухом заданного давлени . Происходит также наполнение ресивера 54. Экономический эффект при внедрении предлагаемого изобретени  получаетс  за счет снижени  потерь энергии , расходуемой в муфте в процессе проскальзьшани  ее дисков при срабатьшании .

51

Ю

Л

26

Фиг.1

57

Vr

,

15

Фиг. 2

.J

29

23

28

го 18 2

фиъ.5

Фиг. 6

Claims (1)

1. ВИНТОВОЙ ПРЕСС, содержащий смонтированный в направляющих станины ползун с закрепленной в нем гайкой, сочлененной нарезкой с винтом, размещенным с возможностью вращения в опорах станины, приводной маховик и связывающую маховик с винтом фрикционную муфту с ведущими и ведомыми дисками и дополнительным фрикционным диском, связанным при помощи серег с поршнем муфты, а также силовые цилиндры, причем на поршне муфты выполнены упоры ограничения поворота серег, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД, он снабжен установленными на маховике дополнительными дросселями и пневмоцилиндрами со штоками и связанными с последними упорами, а также подпружиненными штырями, 'смонтированными с возможностью контакта с упорами, на торцовой поверхности поршня муфты и на упорах выполнены соответствующие один другому скосы, а поршневые полости дополнительных пневмоцилиндров связаны через дроссели с полостью пневмоцилиндра муфты.

   SU ..,.1177173 >

   11771