ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЙ МЕХАНИЗМ КОВОЧНОЙ МАШИНЫ Российский патент 1995 года по МПК B21J7/14 B21J9/18 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к конструкции ковочных машин, например радиально-ковочных.

Известны исполнительные механизмы ковочных машин, содержащие ползун с рабочим инструментом, связанный линейным шатуном с приводным эксцентриковым валом [1]
Однако подобные механизмы имеют значительные габариты, что не всегда позволяет встроить их в машины, имеющие несколько рабочих органов.

Известен также исполнительный механизм ковочной машины, в ползуне которой выполнена цилиндрическая расточка, а шатун выполнен в виде втулки (шайбы) с эксцентрично расположенным отверстием (так называемый круговой шатун), наружная цилиндрическая поверхность которой сопряжена с поверхностью расточки в ползуне, а цилиндрическая поверхность отверстия с эксцентриком приводного вала, цапфы которого смонтированы в стационарных опорах станины машины [2]
Применение кругового шатуна в известном механизме и расположение этого шатуна непосредственно в ползуне снижает габариты исполнительного механизма.

Однако необходимость в еще большем снижении габаритов по-прежнему сохраняется. К тому же выполнение цилиндрической расточки для шатуна едва не по всей площади ползуна снижает жесткость последнего (а ведь на нем крепится рабочий инструмент!).

Цель изобретения сокращение габаритов исполнительного механизма без сколько-нибудь значительного снижения жесткости ползуна. Снижение габаритов механизма позволит более широко использовать его в ковочных машинах различного типа. Особенно перспективно применение малогабаритного механизма в многобойковых радиально-ковочных машинах.

Предлагаемый исполнительный механизм содержит ползун с цилиндрической расточкой (но уже не под круговой шатун, а только для одного эксцентрика), круговой шатун и эксцентриковый вал с цапфами.

Отличительными особенностями предлагаемого механизма являются следующие: эксцентрик вала сопряжен непосредственно с цилиндрической расточкой ползуна (в прототипе между эксцентриком и ползуном расположен круговой шатун); круговой шатун выполнен в виде двух идентичных эксцентриковых втулок, в отверстиях которых смонтированы цапфы эксцентрикового вала; эксцентриковые втулки могут быть установлены в станине машины или в поворотных буксах, которые в свою очередь установлены с возможностью фиксированного поворота в станине машины (буксы необходимы только в случае, когда требуется регулирование межштампового расстояния); если эксцентриковый вал неполноповоротный (совершает только качательно-вращательные движения), то его эксцентрик связан линейным (в отличие от кругового) шатуном с приводным полноповоротным валом.

Таким образом, выполнив круговой шатун в виде двух втулок, удалось вынести его за пределы ползуна в опоры эксцентрикового вала, в результате чего уменьшился диаметр расточки в ползуне, что в свою очередь позволило сократить габариты последнего и повысить жесткость.

На фиг. 1 изображен предлагаемый исполнительный механизм применительно к радиально-ковочной машине; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 разрез Б-Б на фиг. 2.

Исполнительный механизм ковочной машины (радиально-ковочной) содержит ползун, функции которого выполняет кулиса 1, несущая рабочий инструмент 2 и имеющая возможность возвратно-поступательного движения в направляющих станины 3 машины. Паз кулисы 1 выполнен в виде цилиндрической расточки, в которой размещен эксцентрик 4 эксцентрикового вала 5. Цилиндрические поверхности расточки и эксцентрика сопряжены по подвижной посадке.

Цапфы вала 5 установлены в двух идентичных эксцентриковых втулках 6, смонтированных с возможностью вращения. Втулки 6 в совокупности выполняют ту же функцию, что и круговой шатун в прототипе. Получилось, что круговой шатун вынесен из ползуна в стороны от последнего, что и позволило сократить габаритные размеры механизма.

Для обеспечения возможности регулирования межштампового расстояния втулки 6 смонтированы в фиксированно поворотных относительно станины 3 буксах 7 с эксцентрично выполненными посадочными отверстиями, в которых размещены втулки 6 с возможностью вращения. Для поворота букс имеются тяги 8.

Если в других типах ковочных машин регулирование межштампового расстояния не требуется или оно выполняется иным путем, то буксы 7 отсутствуют, а втулки 6 смонтированы непосредственно в расточках станины машины.

Эксцентрично оси вала 5 к эксцентрику 4 шарнирно присоединен линейный шатун 9, второй конец которого связан с шатунной шейкой приводного кривошипного вала 10. При этом радиус кривошипа вала 10 заведомо меньше расстояния от оси вала 5 до точки присоединения шатуна 9 к эксцентрику 4. Такое условие необходимо для того, чтобы преобразовать полноповоротное вращение приводного вала 10 в неполноповоротное возвратно-качательное движение вала 5. Если в других типах ковочных машин требуется только полноповоротное вращение вала 5, то необходимость в шатуне 9 и вале 10 отпадает приводным становится сам вал 5, связанный с приводом машины.

Работает предлагаемый механизм следующим образом.

Полноповоротное вращение приводного вала 10 посредством шатуна 9 преобразуется в качательное движение эксцентрикового вала 5 (угол качания не превышает 90^о). Качательные повороты жестко связанного с валом эксцентрика 4 вынуждают кулису 1 совершать возвратно-поступательные движения (движение вниз на фиг. 1 является рабочим ходом). В процессе каждого периода качания эксцентрик 4, стремясь повернуться вокруг оси вала 5, воздействует на стенки цилиндрической расточки кулисы 1. А так как последняя имеет возможность перемещения только по вертикали (фиг. 1), то боковые составляющие воздействия, если их никак не нейтрализовать, неизбежно ведут к положению "В распор", когда эксцентрик не может поворачиваться. Этого не происходит потому, что реакция боковых воздействий передается цапфами вала 5 на эксцентриковые втулки 6, что вынуждает их поворачиваться вокруг геометрической оси. В результате этого вал 5 перемещается по горизонтали, создавая возможность поворота вокруг своей оси эксцентрику 4.

Таким образом геометрическая ось эксцентрика 4 перемещается в вертикальной плоскости, а ось вала 5 в горизонтальной плоскости (в прототипе ось вала стационарна, перемещается по окружности геометрическая ось эксцентрика).

В тех машинах, в которых нет необходимости в качательном движении вала 5, вращение от привода передается непосредственно на этот вал. Процесс каждого оборота сопровождается смещением оси вала 5 (за счет поворота втулок 6) влево, когда эксцентрик 4 занимает правое от оси вала положение, и вправо, когда эксцентрик 4 в левом положении.

Если необходимо изменить межштамповое расстояние (приблизить или отдалить инструмент 2 относительно оси ковки), буксы 7 расфиксируются и с помощью тяги 8 поворачиваются на некоторый угол. В результате эксцентричного расположения расточки в буксах втулки 6 вместе с валом 5, кулисой 1 (ползуном) перемещаются вверх или вниз (фиг. 1) в зависимости от направления поворота букс. После установки заданного межштампового расстояния буксы 7 фиксируются в этом положении.

Технический эффект выражается в снижении габаритов механизма за счет выноса эксцентриковой втулки (кругового шатуна) за пределы ползуна этого механизма.

Использование: радиально-ковочные машины. Сущность изобретения: эксцентрик приводного вала механизма размещен в цилиндрической расточке ползуна, несущего рабочий инструмент. Цапфы вала смонтированы в отверстиях эксцентриковых втулок, установленных с возможностью вращения в станине машины. При каждом обороте вала ось эксцентрика перемещается в вертикальной плоскости, перемещая ползун, а ось вала в горизонтальной плоскости за счет поворота втулок. Выполнение кругового шатуна в виде двух втулок позволяет вынести его за пределы ползуна в опоры эксцентрикового вала. Это позволяет уменьшить диаметр расточки в ползуне и приводит к снижению габаритов и повышению жесткости механизма. 1 з. п. ф-лы, 3 ил.

1. ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЙ МЕХАНИЗМ КОВОЧНОЙ МАШИНЫ, содержащий статину, ползун с цилиндрической расточкой, несущий рабочий инструмент, круговой шатун, эксцентрик с эксцентриковым валом, соединенный с приводом поворота в виде линейного шатуна и кривошипного вала, отличающийся тем, что эксцентрик установлен непосредственно в цилиндрической расточке ползуна, а круговой шатун выполнен в виде двух эксцентриковых втулок с отверстиями, смонтированных каждая с возможностью вращения в станине по обе стороны ползуна, при этом эксцентриковый вал установлен в отверстиях втулок. 2. Исполнительный механизм ковочной машины, содержащий станину, ползун с цилиндрической расточкой, несущий рабочий инструмент, круговой шатун, эксцентрик с эксцентриковым валом, соединенный с приводом поворота в виде линейного шатуна и кривошипного вала, отличающийся тем, что эксцентрик установлен непосредственно в цилиндрической расточке ползуна, круговой шатун выполнен в виде двух эксцентриковых втулок с отверстиями, смонтированных каждая с возможностью вращения в поворотной буксе станины по обе стороны ползуна, при этом эксцентриковый вал установлен в отверстиях втулок, а буксы установлены с возможностью фиксирования поворота относительно станины.