ПРИВОД КРИВОШИПНОГО ПРЕССА Российский патент 1994 года по МПК B30B15/04 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к конструкциям приводов исполнительных механизмов кривошипных прессов.

Известен привод, используемый в кривошипных прессах, выполненный в виде электродвигателя, связанного с ним консольно расположенного на приводном валу маховика и двухсторонней зубчатой передачи, которую применяют для уменьшения габаритов привода, предполагая, что момент воспринимается одновременно двумя ветвями зубчатых колес.

Однако упругая деформируемость деталей, соединяющих массивные элементы привода, нарушает равномерность передачи нагрузки между двумя ветвями, что при проектировочных и проверочных расчетах колес учитывается заведомым увеличением на 30-35% величины расчетной нагрузки, приводящим к повышению металлоемкости прессов.

Наиболее близким по технической сущности является привод кривошипного пресса, содержащий двухстороннюю косозубую передачу. Применение козозубых колес в передачах с несимметричным расположением приводного элемента (маховика, зубчатого колеса) способствует выравниванию нагрузок в двухсторонних передачах, что связано с возможностью колес перемещаться в направлении действия большей осевой составляющей силы зацепления. Однако, полному выравниванию моментов препятствует наличие трения в подшипниках и в зацеплении.

К недостаткам известного технического решения следует отнести то, что при кратковременном нагружении, характерном для
универсальных кривошипных прессов, выравнивания моментов не происходит. Целью изобретения является повышение надежности работы пресса и уменьшение его металлоемкости за счет более равномерного распределения крутящего момента в двухсторонней зубчатой передаче.

Это достигается за счет того, что привод кривошипного пресса, выполненный в виде электродвигателя, связанного с ним маховика (зубчатого колеса), консольно расположенного на валу, а также размещенных на валах двух пар косозубых колес, имеет пары зубчатых колес с разными углами наклона зубьев к продольной оси колес. На близлежащей к приводному элементу зубчатой паре угол наклона зуба β₁ берется обычно в диапазоне 20. . . 30^о, а у второй пары угол β₂ меньше и определяется из зависимости:
β₂ = 1,66 ˙ β₁ -23,48 (1), с округлением в меньшую сторону до целого числа.

Зависимость (1) получена из условия равенства межосевых расстояний при коррекции за счет положительного смещения исходного контура, она позволяет определить соотношение углов β₁ и β ₂, при котором положительно смещенная пара колес с углом наклона отвечает всем геометрическим требованиям, предъявляемым к зацеплению.

Известно, что угол наклона косозубых передач лежит в пределах от 8 до 30^о. В результате перебора сочетаний и определения их допускаемых соотношений, при которых для заданного значения β₁ устанавливалось минимально допустимое значение β₂, когда суммарный коэффициент смещения исходного контура удаленной от маховика зубчатой пары не выходил бы за пределы контуров Болотовских, получена таблица:
β₁^o , 30, 28, 25, 23, 20
β₂^o , 26, 23, 18, 14, 10
По данным таблицы был построен график, который описывается линейной функцией:
β₂ = 1,66˙ β₁ -23,48
Чем больше допустимая разница углов β₁ и β₂, тем больше степень подвижности блока тихоходных колес и тем больше сокращение неравномерности распределения моментов по двум ветвям привода пресса.

В связи с тем, что колеса кривошипных прессов крупномодульные, минимальное допустимое значение угла наклона ограничивается коэффициентом осевого перекрытия, который должен быть больше единицы или равен ей, поэтому для получения необходимого угла не рекомендуется β₁выбирать менее 20^о.

К примеру, приняв β₁ = 20^о, β₂ определяем в 10^о в соответствии с формулой (1). Однако при этом у наиболее удаленной пары при заданных ширине зубчатого венца, модуле зацепления, при угле наклона 10^окоэффициент осевого перекрытия получится менее единицы. В таком случае рекомендуется увеличить β₁ и заново определить по зависимости (1) значение β₂.

На чертеже показано схематическое изображение привода кривошипного пресса.

На валу электродвигателя 1 расположен шкив 2, который через клиноременную передачу связан с маховиком 3, на котором крепятся ведущие диски 4 муфты, ведомые диски 5 последней жестко связаны с приводным валом 6, несущим два ведущих колеса 7, которые, в свою очередь, через зубчатое зацепление связаны с ведомым шестернеэксцентриковым блоком 8 (зубчатые колеса, выполненные за одно целое с эксцентриком). Последний кинематически связан с исполнительным механизмом пресса, выполненным в виде шатуна 9 и ползуна 10.

Привод кривошипного пресса работает следующим образом. Во время рабочего хода ползун 10 пресса от его привода перемещается вниз. При соприкосновении с обрабатываемой заготовкой (не показана) возникает технологическое усилие, которое направлено вверх и через ползун 10 и шатун 9 воспринимается вращающимся блоком 8. Последний приводится во вращение описываемым приводом через зубчатое зацепление ведущими колесами 7, жестко связанными с приводным валом 6, которому в свою очередь вращение передается от маховика 3 через муфту с ведущими 4 и ведомыми 5 дисками. Маховик к началу совершения рабочей операции разгоняется до необходимой угловой скорости через клиноременную передачу, связывающую последний со шкивом 2, жестко закрепленным на валу электродвигателя.

П р и м е р.

В результате математического моделирования движения масс привода однокривошипного пресса модели К2540 с одинаковыми углами наклона зубьев по обеим ветвям привода ( β₁ = β₂= 18^о), было установлено, что близлежащая к маховику зубчатая пара передает 65% общего крутящего момента. Затем, принимая в качестве исходных данных разные углы наклона зубьев по обеим ветвям привода β₁= 25^о и β ₂= 18^о, получают значительное выравнивание моментов, поскольку близлежащая зубчатая пара стала передавать 50% общего момента, т. е. передаваемый момент более нагруженной зубчатой пары уменьшился в 1,23 раза. Соответственно с этим могут быть уменьшены габариты зубчатой передачи, например с уменьшением момента в 1,23 раза может быть уменьшен и модуль зацепления с 22 до 20 мм, что приведет к уменьшению массы тихоходной ступени на 700 кг.

Использование: конструкции приводов исполнительных механизмов кривошипных прессов. Сущность: вращение вала электродвигателя через клиноременную передачу, маховик, муфту сцепления, две косозубые пары колес передается кривошипно-шатунному исполнительному механизму пресса. Угол наклона зубьев к продольной оси колес в каждой паре различен. У примыкающей к маховику пары он больше, у противолежащей пары - меньше. Благодаря этому выравниваются передаваемые парами колес крутящие моменты от приложенной к ползуну пресса технологической нагрузки. 1 ил, 1 табл.

ПРИВОД КРИВОШИПНОГО ПРЕССА, включающий электродвигатель, связанный посредством клиноременной передачи с консольно расположенным на приводном валу маховиком, кривошипный вал шатунного механизма и две пары косозубых колес, установленных симметрично относительно шатуна и жестко связанных с приводным и кривошипным валами, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности в работе пресса и уменьшения его металлоемкости за счет повышения равномерности распределения крутящего момента, передаваемого зубчатыми парами, косозубые колеса пар выполнены с разными величинами угла наклона зубьев к продольной оси колес, при этом прилежащая к маховику пара колес, выполнена с углом наклона β₁ > β₂- угла наклона β₂ зубьев противоположной пары колес, соотносящимися между собой по следующей зависимости:
β₂ = 1,66 β₁ - 23,48 ,
а угол наклона β₁ зубьев выбирается в диапазоне 20 - 30^o.