ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ПРЕСС Российский патент 1997 года по МПК B30B1/42 B21J7/30 

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в конструкциях технологического оборудования с электромагнитным приводом, например, для обработки материалов давлением, сборки узлов с применением запрессовки.

Известен электромагнитный пресс [1] содержащий станину, цилиндрический электромагнит, статор которого выполнен с внешним магнитопроводом и сквозным отверстием в нижней дисковой части, а якорь в виде плоского диска и неподвижно связанного с ним цилиндрического сердечника, а также имеющий механизм возврата якоря в виде пружины, установленной на центральном штоке якоря.

Известен электромагнитный пресс [2] содержащий закрепленные в корпусе пресса два магнитопровода соосно расположенных электромагнитов с находящимся между ними якорем в виде диска и двух оппозитно закрепленных на диске штоков, расположенных каждый в сквозном отверстии соответствующей плиты корпуса, что позволяет перемещать якорь в двух противоположных направлениях.

Известен электромагнитный пресс [3] состоящий из якоря, электромагнитов с катушками, станины, немагнитной плиты станины. Якорь выполнен в виде плоских дисков и цилиндрических сердечников. При попеременном включении электромагнитов якорь совершает поочередно рабочие ходы в противоположные стороны.

Недостатком известных конструкций электромагнитных прессов [1] [2] [3] является то, что неподвижно соединенный с якорем цилиндрический сердечник выполняет функцию направляющей якоря, что не позволяет на нем закрепить точный инструмент (например, штамп). Кроме того, наличие радиальных сил, вызванных неравномерностью зазора между цилиндрическим сердечником и статором электромагнита вызывает быстрый износ направляющих этого сердечника.

Известен электромагнитный пресс [4] содержащий основание пресса, выполненное в виде скобы, на котором установлен статор электромагнита. В статоре закреплена направляющая втулка для якоря. Якорь с помощью толкателя связан со съемным пуансоном. Возврат якоря в исходное положение осуществляется пружиной, расположенной на толкателе внутри статора.

Недостаток известной конструкции пресса заключается в том, что якорь, установленный на одном центральном штоке, имеет возможность перекоса, особенно в конце хода и, как следствие, имеет возможность заклинивания в направляющей втулке, что вызывает необходимость применения дополнительных направляющих для крепления инструмента.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому прессу является выбранный в качестве прототипа электромагнитный пресс [5] содержащий станину, выполненную в виде плиты, неподвижно закрепленный на ней на неподвижных колонках статор электромагнита с катушкой, плоский якорь, связанный с рабочим инструментом и поддерживаемый возвратными пружинами на неподвижных колонках, взаимодействующих с направляющими втулками.

Недостатком известной конструкции пресса является то, что размещение втулок в подвижном якоре приводит к перекосам якоря и закрепленного на нем рабочего инструмента, и вследствие этого быстрый износ инструмента и направляющих колонок и втулок.

Техническим результатом изобретения является повышение точности пресса и увеличение рабочего усилия.

Технический результат достигается тем, что направляющие втулки размещают в неподвижном статоре электромагнита.

Электромагнитный пресс выполнен многоярусным и состоит из модулей, каждый из которых представляет статор и якорь, которые соединены неподвижными колонками.

Неподвижные и подвижные колонки могут быть выполнены из немагнитного материала, чем достигается повышение тягового усилия в конце хода пресса, что требуется при выполнении на прессе некоторых технологических операций, например, штамповки тонколистового твердого материала.

Неподвижные и подвижные колонки могут выполнены из ферромагнитного материала, чем достигается повышение тягового усилия в начале хода пресса, что требуется, например, при обработке и литье пластмассовых деталей под давлением.

При выполнении колонок составными, верхняя часть колонок, находящаяся между якорем и статором, выполнена для повышения тягового усилия в конце или в начале хода, из немагнитного или ферромагнитного материала соответственно.

На фиг. 1 изображен одноярусный электромагнитный пресс; на фиг. 2 - двухъярусный электромагнитный пресс.

Электромагнитный пресс (фиг. 1) содержит несущую плиту 1, установленные на ней неподвижные колонки 2, на которых закреплен статор электромагнита 3 с катушкой 4. В статоре закреплены направляющие втулки 5, в которых могут перемещаться подвижные колонки 6. На подвижных колонках 66 закреплен с одной стороны плоский якорь 7, а с другой стороны плита 8, к которой через резьбовой регулировочный элемент 9 крепится инструментальная плита 10. В несущей плите 1 и инструментальной плите 10 выполнены Т-образные пазы 11 для крепления инструмента (например, штампа). Пружины 12 служат для возврата якоря в верхнее положение. Упругий элемент 13 предназначен для предотвращения жесткого удара при возврате якоря в исходное положение.

Двухъярусный пресс (фиг. 2) содержит два статора электромагнита 3 с катушкой 4, установленные на неподвижных колонках 2 и два якоря 7, закрепленные на подвижных колонках 6. Между якорями 7 установлены дистанционные втулки 14, между статорами электромагнитов 3 установлены дистанционные втулки 15. Верхняя часть 116 неподвижных колонок 2 и верхняя часть подвижных колонок 6, а также дистанционные втулки 14, 15, рассматриваемые как составные части колонок, могут быть выполнены из немагнитного или магнитного материала.

В первом случае увеличивается тяговое усилие в конце хода пресса, т.е. когда центральная часть (диаметр меньше внутреннего диаметра катушки) статора и якоря насыщена, т.к. происходит существенное увеличение магнитного потока и индукции в периферийной (диаметр больше наружного диаметра катушки) части осевого зазора между якорем и статором за счет исключения значительного шунтирующего этот зазор магнитного потока.

Во втором случае увеличивается тяговое усилие в начале хода пресса при ненасыщенной магнитной цепи. В этом случае усилие возрастает, т.к. происходит существенное увеличение магнитного потока и индукции в центральной части (диаметр меньше внутреннего диаметра катушки) зазора между якорем и статором за счет потока, проходящего по ферромагнитным колонкам.

Благодаря установке якоря на подвижных колонках, перемещающихся в закрепленных на статоре направляющих втулках и установке статора на неподвижных колонках, обеспечивается точное направление перемещения рабочего инструмента, а также достигается увеличение тягового усилия за счет устранения сил трения, вызываемого в известных конструкциях электромагнитных прессов односторонним радиальным магнитным тяжением якоря вследствие наличия в них перекосов.

Электромагнитный пресс работает следующим образом. При подключении катушки 4 к источнику тока, якорь 7 перемещается к статору электромагнита 3 и через подвижные колонки 6, проходящие через закрепленные в статоре электромагнита 3 направляющие втулки 5, перемещает плиту 8 и, связанную с ней через регулировочный элемент 9, инструментальную плиту 10, которая обеспечивает совершение полезной работы. При этом сжимаются пружины 12.

По окончании рабочего хода электрическое питание катушки 4 отключается и пружины 12 возвращают плиту 8 и, связанные с ней якорь 7 и инструментальную плиту 10, в исходное положение. При этом упругий элемент 13, жестко связанный с неподвижным статором электромагнита 3, предотвращает жесткий удар подвижных частей пресса.

Регулировочный элемент 9 служит для регулирования расстояния между несущей плитой 1 и инструментальной плитой 10 в зависимости от габаритов технологической оснастки или габаритов обрабатываемых деталей.

Многоярусный пресс работает аналогично.

Источники информации:
1. А.С.СССР, N 1792783, B 21 J 7/30, 1993, БИ N 5.

2. Патент РФ N 2025277, B 30 B 1/42, B 21 J 7/30, 1994, БИ N 24.

3. Патент РФ N 2026792, B 30 B 1/42, B 21 J 7/30, 1995, БИ N 2.

4. Слуцкий М.Е. Яковлев О.Н. Андреев-Рыбаков. Электромагнитные штамповочные прессы Машгиз, 1955.

5. Патент US N 3695130, кл. B 30 1/42, 1972 г.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в конструкциях технологического оборудования с электромагнитным приводом, например, для обработки материалов давлением, сборки узлов с применением запрессовки. Техническим результатом изобретения является повышение точности пресса и увеличение рабочего усилия. Электромагнитный пресс, содержащий станину, выполненную в виде массивной плиты, неподвижно закрепленный на ней статор электромагнита с катушкой, плоский якорь, связанный с рабочим инструментом пресса и удерживаемый возвратными пружинами, дополнительно введены неподвижные колонки, на которых закреплен статор пресса, подвижные колонки, на которых закреплен якорь и направляющие втулки, установленные в статоре, через которые проходят подвижные колонки. Электромагнитный пресс выполнен многоярусным и состоит из модулей, каждый из которых представляет статор и якорь, которые соединены неподвижными и подвижными колонками. Участки колонок, расположенные между статором и якорем, выполнены из немагнитного материала или из ферромагнитного материала. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Электромагнитный пресс, содержащий станину, выполненную в виде плиты, непосредственно закрепленный на ней на неподвижных колонках статор электромагнита с катушкой, плоский якорь, связанный с рабочим инструментом пресса и удерживаемый возвратными пружинами, закрепленный на подвижных колонках, направляющие втулки, через которые проходят подвижные колонки, отличающийся тем, что направляющие втулки расположены в статоре электромагнита. 2. Пресс по п.1, отличающийся тем, что он выполнен многоярусным и состоит из модулей, каждый из которых представляет статор и якорь, соединенные неподвижными и подвижными колонками. 3. Пресс по пп.1 и 2, отличающийся тем, что участки колонок, расположенные между статором и якорем, выполнены из немагнитного материала. 4. Пресс по пп.1 3, отличающийся тем, что участки колонок, расположенные между статором и якорем, выполнены из ферромагнитного материала.