ОДНОСТОЕЧНАЯ СТАНИНА ПРЕССА ОТКРЫТОГО ТИПА Российский патент 1994 года по МПК B30B15/04 

Изобретение относится к кузнечно-прессовому оборудованию, в частности к рациональному проектированию одностоечных станин коробчатого типа.

Известна одностоечная станина с прямоугольным коробчатым сечением несущего участка станины, расположенного над плоскостью стола до уровня направляющих. Качество станины, да и всего пресса определяется ее изгибной деформацией под действием момента, создаваемого силой на ползуне. Стремление уменьшить деформации вынуждают увеличивать момент инерции упомянутого сечения, что приводит к повышению металлоемкости пресса, ибо 80% массы пресса приходится на станину.

К недостаткам известного технического решения конструкции станины с прямоугольным коробчатым сечением следует отнести высокие деформации и завышенную металлоемкость. Напряжения в сечении весьма неравномерны, в частности, в задней стенке сечения они минимальны.

Целью изобретения является максимальное снижение деформаций открытых станин коробчатого типа при снижении их металлоемкости.

Это достигается за счет рационального выбора формы и размеров сечения. Минимальная деформация участка станины будет обеспечена при минимизации отношения М/J_z (изгибающего момента к моменту инерции сечения).

Предлагаемое техническое решение заключается в том, что наружный контур сечения коробчатой станины имеет форму трапеции, сопряженной большим основанием с прямоугольником, причем прямоугольная часть наружного контура расположена у фронта пресса, внутренняя полость сечения трапециевидной формы. Трапеция внутренней полости подобна трапециевидной части наружного контура сечения (α₁=α₂). Причем отношение сторон трапеции внешнего контура следует выбирать по соотношению:
b₁/b₂ ≥ 2 (h/2)^3/2 , (1) где b₁, b₂ - основания трапеции;
h - высота сечения;
а - вылет станины.

Основание трапеции b₁ должно быть больше или равно ширине стола по фронту пресса. Ширина стола по фронту пресса регламетируется ГОСТами.

Расположение внутренней полости сечения определяется по соотношению:
Y_c2= , (2) где Y_c2 - расстояние от фронта пресса до центра тяжести внутренней полости;
F_c - площадь сечения.

Соотношение (1) позволяет достичь равенства напряжений по сечению станины, а соотношение (2) - минимальных деформаций участка станины с предлагаемой формой сечения. Соотношение (1) и (2) получены с помощью формул бруса, традиционно применяемых для расчета открытых станин.

На фиг. 1 изображена одностоечная станина коробчатого типа; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - распределение напряжений, полученное методом конечных элементов: а - для сечения традиционной прямоугольной формы и б - для сечения предлагаемой формы.

Внутренняя полость выполнена в виде трапеции, подобной трапециевидной части наружного контура и расположена так, чтобы обеспечить минимальную деформацию сечения. Естественные скругления на контуре сечений не учитываются, ибо их влияние незначительно.

Использование предлагаемого технического решения позволит получить эффект от значительного снижения деформации и уменьшения металлоемкости станин коробчатого типа, что приведет к уменьшению перекоса ползуна и к увеличению износостойкости инструмента.

Результаты сравнения приведены в таблице.

Металлоемкость станины при использовании предлагаемого технического решения уменьшается в 1,3 раза при увеличении изгибной жесткости в 1,7 раза. Выравнивание напряжений по сечению говорит о том, что весь металл сечения "работает", нет ненагруженных участков сечения.

Изобретение может быть использовано в кузнечно-прессовом машиностроении, в частности при проектировании одностоечных станин коробчатого типа. Существо: одностоечная станина открытого пресса содержит стойку со стенками коробчатого сечения замкнутого контура. Фронтальная сторона наружного контура сечения должна быть больше или равна ширине стола пресса по фронту. Тыльная сторона стойки выполнена меньшей, чем фронтальная, и выбирается по соотношению: b₁/b₂≥ 2·(h/a)^3/2 , где b₁,b₂ - фронтальная и тыльная стороны, h - высота сечения, а - вылет станины. Внутренняя полость сечения выполнена в виде трапеции, подобной трапеции наружного контура. Расположение внутренней полости определяется из условия: , где J_c2 - расстояние от фронта пресса до центра тяжести внутренней полости; F_c - площадь сечения. 3 ил, 1 табл.

ОДНОСТОЕЧНАЯ СТАНИНА ПРЕССА ОТКРЫТОГО ТИПА, содержащая стойку со стенками коробчатого сечения замкнутого контура и стол, отличающаяся тем, что, с целью снижения деформаций и металлоемкости станины, наружный контур сечения стойки выполнен в форме трапеции, сопряженной большим основанием с прямоугольником, при этом прямоугольная часть наружного контура расположена у фронта и выполнена большей или равной ширине стола пресса по фронту, а основания трапеции выбираются по соотношению
b₁ / b₂ ≥ 2(h / a)^3/2 ,
где b₁, b₂ - фронтальная и тыльная стороны;
h - высота сечения;
a - вылет станины пресса,
при этом внутренняя полость сечения выполнена в виде трапеции, подобной трапециевидной части наружного контура, причем расположение внутренней полости определяется из условия
Y= ,
где Y_c2 - расстояние от фронта пресса до центра тяжести внутренней полости сечения;
F_с - площадь сечения.