УЗЕЛ СОЕДИНЕНИЯ СИЛОВОГО ЦИЛИНДРА С ПОПЕРЕЧИНОЙ ПРЕССА Российский патент 1997 года по МПК B30B15/04 F16B2/00 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в кузнечно-прессовом оборудовании.

Известно устройство для крепления цилиндра в траверсе гидравлического пресса, содержащее размещенную над днищем цилиндра крышку, установленную в сквозной проточке траверсы и соединенную с ним посредством крепежных элементов, и снабженное расположенными симметрично оси цилиндра двумя кольцевыми сегментами, установленными в полости, образованной канавками, выполненными на наружной поверхности днища цилиндра и на внутренней поверхности траверсы, причем одна или обе поверхности сегментов, а также сопряженные с ними опорные поверхности траверсы и днища цилиндра выполнены коническими [1,2]
Недостатками этого устройства являются низкая надежность и долговечность из-за возникающих в месте соединения в процессе работы напряжений, приводящих к поломке. Местные напряжения от изгиба имеют максимальные значения в зоне соединения. На их величину существенное влияние оказывает жесткость поперечины, в которой установлен цилиндр. Вследствие прогиба поперечины происходит перераспределение контактных давлений по опорной поверхности фланца. В районе сечений поперечины, имеющих наибольшую жесткость, давление на опорной поверхности фланца резко возрастает, что вызывает значительное повышение напряжений в ближайших участках стенки цилиндра. Особенно сильно растут напряжения при резких изменениях жесткости поперечины в месте расположения опорного фланца. Кроме того, на сопрягаемой поверхности опорного фланца и поперечины в зоне высоких удельных давлений в силу неравномерного износа поперечины происходит неравномерное проскальзывание (незначительные взаимные перемещения) поверхности поперечины и опорного фланца цилиндра, что вызывает фреттинг-коррозию.

Известен узел соединения силового цилиндра с поперечиной пресса, содержащий корпус силового цилиндра с опорным фланцем, размещенный в выполненном в корпусе поперечины отверстии, имеющем расположенную со стороны опорного фланца расточку, и закрепленный в нем посредством элемента крепления, а также промежуточный элемент, установленный в упомянутой расточке в контакте своей внутренней поверхностью с наружной поверхностью корпуса силового цилиндра, а одним торцем с поверхностью дна расточки.

Такое соединение не является достаточно надежным и долговечным, так как практически невозможно обеспечить герметичность замкнутого объема для промежуточного упругого элемента, поскольку в цилиндрах прессов большой мощности эти полости имеют значительные размеры. Кроме того, цилиндр и поперечина взаимно "дышат", то есть двигаются относительно друг друга. В процессе работы это приводит к нарушению герметичности и выдавливанию упругого элемента в образовавшиеся зазоры и последующий его износ. В дальнейшем в зоне сопряжения опорной поверхности фланца и поперечины возникает фреттинг-коррозия.

Задачей изобретения является снижение напряжений в зоне соединения, исключение перемещения корпуса силового цилиндра относительно корпуса поперечины в процессе работы, а также предотвращение возникновения фреттинг-коррозии в зоне соединения, и таким образом повышение надежности и долговечности.

Задача решается благодаря тому, что в узле соединения силового цилиндра с поперечиной пресса, содержащем корпус силового цилиндра с опорным фланцем, размещенный в выполненном в корпусе поперечины отверстии, имеющем расположенную со стороны опорного фланца расточку, и закрепленный в нем посредством элемента крепления, а также промежуточный элемент, установленный в упомянутой расточке в контакте своей внутренней поверхностью с наружной поверхностью корпуса силового цилиндра, а одним торцем с поверхностью дна расточки, последняя расположена в плоскости нулевых радиальных деформаций, возникающих при изгибе поперечины, а промежуточный элемент выполнен в виде втулки, установленной в контакте вторым своим торцем с опорной поверхностью фланца силового цилиндра и предварительно сжатой в осевом направлении на величину, соответствующую величине осевой деформации корпуса силового цилиндра от рабочей нагрузки на участке между опорными поверхностями фланца корпуса силового цилиндра и элемента крепления, установленного со стороны донной части последнего.

Кроме того, поверхность дна расточки может быть расположена на середине высоты корпуса поперечины, которая выполнена симметричной относительно плоскости, проходящей через упомянутую поверхность дна расточки.

Конструкция узла может быть успешно применена для соединения с поперечиной как гидравлического, так и пневматического цилиндров.

На фиг.1 показано продольное сечение узла.

Узел соединения силового цилиндра с поперечиной пресса содержит выполненное в корпусе 1 поперечины отверстие 2, установленный в отверстии 2 корпус 3 силового цилиндра, имеющий фланец 4 с опорной поверхностью 5, а также промежуточный элемент 6. На части глубины отверстия 2 выполнена расточка 7. Поверхность дна 8 расточки 7 расположена в плоскости нулевых радиальных деформаций, возникающих при изгибе поперечины. Корпус 3 цилиндра зафиксирован на корпусе 1 с помощью элемента крепления 9, расположенного со стороны донной части корпуса 3. Промежуточный элемент 6 выполнен в виде втулки. Втулка 6 предварительно сжата в осевом направлении на величину, соответствующую осевой деформации корпуса 3 силового цилиндра от рабочей нагрузки на участке между опорной поверхностью 5 фланца 4 и опорной поверхностью 10 элемента крепления 9. Втулка 6 в сжатом состоянии установлена в расточке 7 корпуса 1 так, что охватывает наружную поверхность корпуса 3 и находится в контакте одним торцом с поверхностью дна 8 расточки, а другим с опорной поверхностью 5 фланца 4.

В частном варианте выполнения корпус 1 поперечины выполнен симметричным по высоте. В этом случае поверхность дна 8 расточки 7 лежит на середине высоты Н корпуса 1.

При нагружении узла соединения силового цилиндра с поперечиной пресса перемещение корпуса 3 относительно корпуса 1 исключается благодаря использованию предварительно сжатой втулки, установленной описанным выше образом в корпусе 1 поперечины пресса и на корпусе 3 цилиндра.

Использование: в кузнечно-прессовом оборудовании. Сущность изобретения: узел соединения содержит размещенный в отверстии корпуса поперечины корпус силового цилиндра с опорным фланцем, закрепленным посредством элемента крепления, расположенного со стороны донной части корпуса цилиндра. На части глубины отверстия корпуса поперечины выполнена расточка, поверхность дна которой расположена в плоскости нулевых радиальных деформаций, возникающих при изгибе поперечины. В расточке расположена втулка, охватывающая корпус силового цилиндра. Втулка предварительно сжата в осевом направлении на величину, соответствующую величине осевой деформации корпуса силового цилиндра от рабочей нагрузки на участке между опорной поверхностью фланца и опорной поверхностью элемента крепления. Втулка одним торцом находится в контакте с поверхностью дна расточки, а другим - с опорной поверхностью фланца. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Узел соединения силового цилиндра с поперечиной пресса, содержащий корпус силового цилиндра с опорным фланцем, размещенный в выполненном в корпусе поперечины отверстии, имеющем расположенную со стороны опорного фланца расточку, и закрепленный в нем посредством элемента крепления, а также промежуточный элемент, установленный в упомянутой расточке в контакте своей внутренней поверхностью с наружной поверхностью корпуса силового цилиндра, а одним торцом с поверхностью дна расточки, отличающийся тем, что поверхность дна расточки расположена в плоскости нулевых радиальных деформаций, возникающих при изгибе поперечины, а промежуточный элемент выполнен в виде втулки, установленной в контакте вторым своим торцем с опорной поверхностью фланца силового цилиндра и предварительно сжатой в осевом направлении на величину, соответствующую величине осевой деформации корпуса силового цилиндра от рабочей нагрузки на участке между опорными поверхностями фланца корпуса силового цилиндра и элемента крепления, который установлен со стороны донной части корпуса силового цилиндра. 2. Узел соединения по п.1, отличающийся тем, что корпус поперечины выполнен симметричным относительно плоскости, расположенной перпендикулярно оси отверстия и на середине высоты корпуса, а поверхность дна расточки расположена в упомянутой плоскости.