ПРЕСС КРИВОШИПНЫЙ Российский патент 2000 года по МПК B30B1/26 B30B15/04 B30B15/28 

Предлагаемое изобретение относится к области обработки металлов давлением. Оно может быть использовано в прессостроении при проектировании кузнечно-прессового оборудования.

Известен пресс ф. AIDA модели CFT-1200, см. фиг. 1.1, 1.2, 1.3, содержащий станину, состоящую из стола, стоек и траверсы, имеющей в боковых стенках опоры под оси эксцентриковых блоков, эксцентриковые блоки, привод, ползун, размещенный в направляющих станины, соединенный с эксцентриковым блоком шатуном, выталкиватель в ползуне и выталкиватель в столе, содержащий толкатели в направляющих втулках стола, поворотно размещенный в опорах стола кулачковый вал с возможностью взаимодействия кулачков с толкателями и кинематически связанного с приводом пресса, грейферный перекладчик, смонтированный на стойках пресса.

Указанный пресс кривошипный имеет недостатки:
сложная конструкция привода, в том числе и выталкивателя в столе, который дополнительно имеет двуплечий рычаг с роликом, установленный шарнирно в траверсе, кулак, смонтированный на эксцентриковом валу, дополнительно длинную (более 8000 мм), нежесткую и составную тягу, соединяющую верхний и нижний двуплечие рычаги. При этом ролик установлен с возможностью взаимодействия с кулачком и упруго прижат к нему посредством пружин на тяге. Кроме того, толкатели на отдельных позициях дополнительно снабжены поддерживателями, выполненными в виде силовых цилиндров и двуплечих рычагов, шарнирно установленных на станине с возможностью воздействия силовых цилиндров на толкатели через двуплечие рычаги и удерживания толкателей в верхнем положении до полного завершения перекладчиком манипуляций с поковкой.

Кулачковый вал образует с нижними торцами толкателей фрикционную передачу. Фрикционное взаимодействие кулачкового вала с нижним торцом толкателя дополнительно изнашивает контактные поверхности, в том числе толкателей и втулок, вызывает стук и дополнительный шум. Обе опоры эксцентриковых блоков (два блока на двух опорах каждый) не имеют жесткой связи между собой поверху траверсы, поэтому при работе пресса на максимальных усилиях происходит их "раскрытие", то есть перемещение их в противоположных направлениях по осям эксцентриковых блоков - развал траверсы, что снижает ее жесткость, а также точность машины, ее ресурс.

Известен также пресс кривошипный усилием 16000 кН, модели КГ8042, выпускаемый Воронежским ЗАО "Тяжмехпресс", см. фиг. 2.1 (станина), фиг. 2.2 (ползун), фиг. 2.3 (выталкиватель нижний), оснащенный перекладчиком грейферным ПГА270, (см. фиг. 2.4 - (привод). Известный пресс содержит станину, состоящую из стола, стоек и траверсы, в боковых стенках которой расположены опоры под ось эксцентрикового блока, привод, ползун, размещенный в направляющих станины, соединенный с эксцентриками посредством шатунов, связанных с ползуном посредством опорных осей и эксцентриковых регулировочных втулок, выталкиватель в ползуне, выталкиватель в столе, содержащий толкатель в направляющих втулках стола, размещенный в опорах стола вал кулачковый с кулачками, связанный кинематически с валом эксцентриковым пресса, с возможностью взаимодействия кулачка с толкателем посредством двуплечего рычага и тяги, перекладчик грейферный, смонтированный на стойках и содержащий две грейферные линейки с захватами в их средней части, вал кулачковый с кулачками, микропривод с приводным колесом, расположенным соосно с валом кулачковым, механизмы смыкания, подъема и продольного перемещения, с приводом от кулачков через систему рычагов, коромысел и тяг.

Известный пресс имеет недостатки:
- При работе с усилиями, близкими к номинальному, изгибающие моменты в опорах эксцентрикового блока вызывают значительные упругие деформации боковых листов траверсы, особенно по ее верху, в направлении оси эксцентрикового блока, а значит раскрытие траверсы, т.е. перемещение опор в направлении оси эксцентрикового блока. Это снижает жесткость и точность машины, а также ее ресурс.

- Сложность заменены гаек в рычагах эксцентриковых регулировочных втулок или невозможность их быстрой замены при заклинивании при регулировке закрытой высоты без демонтажа всего устройства, а в большинстве случаев, как показывает опыт эксплуатации, гайки, рычаги и даже винты разрезают газорезкой. Это осложняет ремонт и восстановление, вызывает простой оборудования.

- Сложность конструкции выталкивателя в столе, который снабжен дополнительно кулачком на эксцентриковом валу пресса, двуплечим рычагом с роликом, шарнирно установленным в траверсе, связанным с кулачковым валом, расположенным в столе посредством длинных, тонких и составных тяг с множеством соединительных элементов.

При этом, ролик упруго поджат к кулаку посредством пружин на тяге.

Отдельные позиции штамповки имеют дополнительно удерживатели, выполненные в виде силовых цилиндров и двуплечих рычагов, шарнирно установленных в столе с возможностью воздействия силовых цилиндров на толкатели через двуплечие рычаги для их удерживания в верхнем положении после совершения выдавливания.

Кулачковый вал имеет фрикционное взаимодействие с толкателем по нижнему его торцу, что изнашивает рабочие поверхности толкателя и направляющую втулку, способствует образованию люфтов, т.е. снижает надежность пресса.

Кулачки вала кулачкового имеют прерывистый контакт с толкателями, что вызывает стуки, дополнительный износ и шумы.

Перекладчик грейферный имеет автономный привод, который позволяет прессу работать только в режиме одиночных ходов, что снижает производительность, приводит к дополнительному износу фрикционных элементов муфты и тормоза пресса.

Работа в режиме непрерывных ходов требует жесткой синхронизации движений перекладчика и привода пресса, что приводит к резкому усложнению системы управления.

В качестве прототипа принимается пресс кривошипный усилием 16000 кН модели КГ8042, выпускаемый ЗАО "Тяжмехпресс" г.Воронежа.

Предлагаемая конструкция пресса кривошипного (в дальнейшем - пресса) устраняет указанные недостатки известных технических решений тем, что в прессе, состоящем из станины, включающей стол, стойки и траверсу, в боковых стенках которой расположены опоры осей эксцентрикового блока, привода, эксцентрикового блока, ползуна, размещенного в направляющих станины и связанного с эксцентриками шатунами, которые соединены с ним посредством эксцентриковых втулок, поворотно установленных на опорных осях ползуна и выполненных заодно с поворотными рычагами, концы которых шарнирно соединены с гайками регулировочных винтов механизма регулировки закрытой высоты, выталкивателя в ползуне, выталкивателя в столе, состоящего из толкателя, установленного в направляющих втулках стола, смонтированного в опорах станины двуплечего рычага с роликом, кулачком на кулачковом валу, с возможностью взаимодействия кулачка с толкателем через двуплечий рычаг с роликом, грейферного перекладчика, смонтированного на стойках и содержащего две грейферные линейки с захватами, установленными в их средней части, кулачковый вал с кулачками, микропривод с приводным колесом, установленным соосно с кулачковым валом, механизмы смыкания, подъема и продольного перемещения с приводом от кулачков через систему рычагов, тяг и коромысел, при этом боковые стенки траверсы поверху снабжены бобышками с отверстиями, станина снабжена проставками, размещенными между бобышками и стяжками для стягивания без зазора боковых стенок траверсы через отверстия в бобышках и вставках, рычаги эксцентриковых втулок ползуна выполнены составными с разъемом по оси шарнира гаек, с возможностью жесткой фиксации одной части относительно другой замковым соединением, выталкиватель в столе снабжен силовым элементом, выполненным в виде жесткого стержня, расположенного по оси толкателя, шарнирно связанного с ним и двуплечим рычагом, поворотно установленным в опорах стола с возможностью силового взаимодействия кулачков с толкателем посредством упомянутого жесткого стержня и силового замыкания ролика с кулаком силой тяжести стержня и толкателя, перекладчик грейферный снабжен приводным колесом привода пресса, установленным на его корпусе с возможностью вращения относительно кулачкового вала и соосно с ним, переключающей муфтой, выполненной в виде силового цилиндра, поршень которого неподвижно, а корпус подвижно, с возможностью передачи крутящего момента, установлены на валу кулачковом, при этом торцы корпуса выполнены в виде полумуфт сцепления, ответные части которых размещены на приводных колесах привода и микропривода с возможностью зацепления с одним из них.

Снабжение боковых стенок траверсы поверху бобышками с отверстиями, а станины с проставками и стяжными шпильками с возможностью стягивания боковых стенок траверсы через бобышки и проставки без зазора, позволит уменьшить развал траверсы, увеличить жесткость и точность пресса.

Выполнение рычагов регулировочных эксцентриковых втулок составными с разъемом по оси шарнирно соединенной с ним гайки позволит значительно повысить ремонтопригодность пресса.

Размещение двуплечего рычага с роликом выталкивателя в столе в опорах стола, снабжение его соединительным силовым элементом, выполненным в виде стержня, шарнирно связанного с толкателем и двуплечим рычагом, размещение его соосно с толкателем и с возможностью взаимодействия кулачкового вала с толкателем через двуплечий рычаг и стержень позволяет упростить конструкцию, отказаться от дополнительного кулачка на эксцентриковом валу пресса, пружин, силового цилиндра с двуплечими рычагами, а также средств их крепления к столу, кроме того, шарнирное соединение силового элемента с толкателем и двуплечим рычагом обеспечивает постоянную кинематическую связь кулачкового вала с толкателем, устраняет фрикционное воздействие кулачков на толкатели, обеспечивает силовое замыкание ролика с кулаком за счет силы тяжести толкателя и соединительного силового элемента.

Снабжение перекладчика приводным колесом, кинематически связанным с приводом пресса, поворотно установленным на его корпусе соосно кулачковому валу, переключающей муфтой, выполненной в виде силового цилиндра, поршень которого неподвижно, а корпус подвижно с возможностью передачи крутящего момента, установлены на валу кулачковом, при этом торцы корпуса выполнены в виде полумуфт сцепления, ответные части которого размещены на приводных колесах привода и микропривода с возможностью сцепления с одним из них, позволит осуществить привод подачи от пресса, используя его в режиме автомата, и в то же время от микропривода при наладке, ремонтах, а также при автономной проверке и отладке на стенде. Переключение с одного привода на другой производится переключающей муфтой.

Приведенные отличительные признаки предлагаемого пресса, не встречающиеся в известных решениях, позволяют сделать вывод о соответствии предлагаемого решения критерию "Существенные отличия".

Совокупность всех отличительных признаков предлагаемого решения создает новые свойства изделию по сравнению с прототипом, поэтому соответствует критерию "Новизна".

Новые свойства заявляемого пресса позволяют решить поставленные технические задачи и создают технический и экономический эффект.

Технический эффект предлагаемого решения состоит в:
- повышении жесткости станины, за счет введения в конструкцию траверсы, по верхнему ее листу, двух бобышек с отверстиями параллельно оси эксцентрикового блока, снабжения станины проставками и стяжными шпильками с возможностью стяжки противоположных боковых стенок траверсы через проставки без зазора стяжными шпильками;
- повышении ремонтопригодности пресса за счет выполнения рычагов регулировочных втулок разъемными с разъемом по оси шарнирного соединения их с гайками;
- упрощение конструкции выталкивателя в столе за счет исключения кулака на эксцентриковом валу и переносе двуплечего рычага с роликом с траверсы в стол, исключения дополнительных силовых цилиндров с двуплечими рычагами, соединенными с ними шарнирно, а также средств их крепления на станину, исключения из конструкции пружин силового замыкания ролика с кулаком, длинных (более 8000 мм) нежестких и составных тяг и деталей, их соединения друг с другом и обеспечения силового замыкания ролика с кулаком силой тяжести толкателей и силовых стержней;
- повышении надежности (и точности) за счет исключения фрикционного взаимодействия рычагов с толкателями;
- обеспечении работы перекладчика грейферного от привода пресса, включением в конструкцию перекладчика устройства переключения привода вращения кулачкового вала от микропривода на пресс. При этом обеспечивается жесткая кинематическая связь привода с подачей, т.е. возможность более производительной работы.

Экономический эффект изобретения выражается в:
- повышении производительности пресса за счет создания жесткой кинематической связи привода пресса с подачей;
- сокращении затрат на ремонт и восстановление механизма регулировки закрытой высоты за счет обеспечения быстрого демонтажа гаек при их заклинивании при регулировке;
- сокращении затрат на ремонт и обслуживание выталкивателя в столе за счет упрощения его конструкции;
- снижении износа элементов нижнего выталкивателя ввиду устранения фрикционного взаимодействия кулаков с толкателями, а также снижения износа фрикционных элементов муфты и тормоза при работе пресса в автоматическом режиме;
- снижении затрат энергии на дополнительные деформации станины пресса с введением в конструкцию стяжных шпилек с проставками, т.е. увеличение ресурса электродвигателя главного привода.

На фиг. 1 изображен главный вид пресса-автомата.

На фиг. 2 приведен вид А на фиг. 1.

На фиг. 3 изображено сечение Б-Б на фиг. 2.

На фиг. 4 изображено место B на фиг. 3 и сечение Г-Г на фиг. 2.

На фиг. 5 изображено сечение Д-Д на фиг. 1.

Пресс кривошипный состоит из станины, включающей стол 1, стойки: левую 2 и правую 3, траверсу 4, в боковых стенках 5 и 6 которой расположены опоры 7 и 8 под эксцентриковую ось 9. Траверса в верхней своей части имеет бобышки 10 с отверстиями, оси которых параллельны оси 9 и симметрично расположены на ней.

Станина снабжена проставками 11 и стяжными шпильками 12 для предварительного стягивания без зазора боковых листов траверсы шпильками 12 через бобышки 10 и проставки 11.

Эксцентриковый блок 13 с шатунными шейками 14 и 15 и колесом 16 приводится приводом 17, размещенным на станине.

Ползун 18 размещен в направляющих 19 и 20 станины и соединен с эксцентриковым блоком шатунами 21, которые с ползуном связаны через эксцентриковые втулки 22, поворотно расположенные на опорных осях 23. Рычаги 24 выполнены заодно с втулкам 22 и шарнирно соединены с гайками 25. Гайки 25 через винты 26 связаны с устройством регулировки закрытой высоты (условно не показано). При этом, рычаги 24 по оси шарнира имеют разъемы с замковыми соединениями отъемных частей - крышек 24а.

На ползуне смонтирован выталкиватель верхний, в столе - нижний.

Выталкиватель в столе состоит из толкателей 27 количеством по числу позиций выталкивания, установленных в направляющих втулках 28 стола с возможностью совершения возвратно-поступательного движения. В столе поворотно установлен кулачковый вал 29 в опорах 30 и 31. На нем жестко закреплены кулаки 32. Двуплечий рычаг 33 также шарнирно установлен в столе и несет на одном плече ролик 34. Второе плечо шарнирно связано с соединительным элементом 35, выполненным в виде жесткого стержня, шарнирно связанного с толкателем 27.

Кулачковый вал приводным колесом 36 связан с эксцентриковым блоком 13 жесткой кинематической связью 37, включающей силовое предохранение по вращающему моменту (условно не показаны).

Грейферный перекладчик смонтирован на стойках пресса. Он имеет два корпуса 38 и 39, в которых на шарнирах установлены рычаги 40, 41, приводящие в действие две грейферные линейки 42 и 43 с захватами 44 в средней их части, механизмы смыкания 45, подъема 46 и продольного перемещения 47, которые приводятся от кулачкового вала 48 с кулачками 49, 50, 51 через систему рычагов 52, 53 тяг 54 и коромысел 55, 56.

Кулачковый вал 48 с кулачками 49, 50, 51 установлен в правом корпусе 38 и поворотно соединен с приводным роликом 57 микропривода 58, смонтированного на том же корпусе. Соосно с валом на корпусе расположено другое приводное колесо 59, кинематически связанное с приводом пресса и поворотно установленное на корпусе.

На валу, в его средней части, неподвижно закреплен поршень 60 силового цилиндра, корпус 61 которого подвижно, с возможностью передачи крутящего момента, установлен на валу, например, с помощью подвижного шлицевого соединения.

Корпус по торцам имеет полумуфты 62 и 63 сцепления (например, зубья), ответные части которых расположены на приводных колесах привода 59 и микропривода 57.

При включении привода пресса вращается эксцентриковый блок 13. Ползун 18 делает ход вниз. Механический привод выталкивателя в столе вращает кулачковый вал 29, который кулачками 32 через двуплечие рычаги 33 и стержни 35 приводит в движение толкатели 27. Силовое замыкание ролика 34 к кулачку 32 осуществляется силой тяжести стержнем 35 толкателя 27.

При подаче энергоносителя в левую полость силового цилиндра производится сцепление муфты с колесом 59, и кулачковый вал 29 получает вращение от пресса. При обратном включении с перемещением корпуса 61 происходит замыкание на колесо 57 и кулачковый вал 48 вращается от гидропривода 58.

При произведении регулировки закрытой высоты и заклинивании гайки 25 в рычаге 24 достаточно разъединить крышку 24а с рычагом и извлечь (свинтить) гайку 25 с винта 26, не демонтируя и не повреждая смежных деталей.

При работе на усилиях, близких к номинальному усилию пресса, происходит растяжение предварительно затянутой шпильки на величину Δ. Предварительно затяжка шпилек должна быть такой, чтобы ее натяг δ был больше Δ.
Затяжка через проставку должна быть беззазорной, чтобы исключить раскрытие стыков между бобышками и проставками.

Изобретение относится к кузнечно-прессовому машиностроению и, в частности, к кривошипным прессам. Пресс кривошипный содержит станину, включающую стол, левую и правую стойки, траверсу, в боковых стенках которой расположены опоры под эксцентриковую ось. Траверса в верхней своей части имеет симметричные бобышки с отверстиями, оси которых параллельны эксцентриковой оси. Станина снабжена проставками и стяжными шпильками для предварительного стягивания без зазора боковых листов траверсы шпильками через бобышки и проставки. Эксцентриковый блок с шатунными шейками и колесом приводится приводом, размещенным на станине. Ползун размещен в направляющих станины и соединен с эксцентриковым блоком шатунами, которые с ползуном связаны через эксцентриковые втулки, поворотно расположенные на опорных осях. Техническим результатом данного изобретения является повышение жесткости станины и повышение ремонтопригодности пресса. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Пресс кривошипный, состоящий из станины, включающей стол, стойки и траверсу, в боковых стенках которой расположены опоры под ось эксцентрикового блока, привода, ползуна, размещенного в направляющих станины, связанного с эксцентриковыми шейками блока шатунами, которые соединены с ползуном посредством регулировочных эксцентриковых втулок, поворотно размещенных на опорных осях ползуна и выполненных заодно с рычагами, концы которых шарнирно соединены с гайками регулировочных винтов механизма регулировки закрытой высоты, выталкивателя в ползуне, выталкивателя в столе, состоящего из размещенных в направляющих втулках стола толкателей, смонтированных поворотно в опорах станины рычагов с роликами и кулачкового вала с кулачками, с возможностью взаимодействия кулачков с толкателями посредством рычагов, перекладчика грейферного, смонтированного на стойках и состоящего из двух грейферных линеек с захватами в их средней части, кулачкового вала с кулачками, механизмов смыкания, подъема и продольного перемещения с приводом от кулаков через систему рычагов, тяг и перемычек, микропривода с приводным колесом, установленным соосно с кулачковым валом, отличающийся тем, что боковые стенки траверсы снабжены дополнительно бобышками, расположенными над опорами эксцентрикового блока, станина снабжена проставками, размещенными между бобышками, и стяжками для фиксации ими между собой боковых стенок траверсы через отверстия в бобышках и проставках. 2. Пресс по п.1, отличающийся тем, что рычаги эксцентриковых втулок ползуна выполнены составными с разъемом по оси шарнира гаек с возможностью жесткой фиксации одной части относительно другой замковым соединением. 3. Пресс по пп.1 и 2, отличающийся тем, что выталкиватель в столе снабжен силовым элементом, выполненным в виде жесткого стержня, расположенного по оси толкателя и шарнирно связанного с ним и рычагом, с возможностью силового взаимодействия кулачка с толкателем посредством жесткого стержня (силового элемента) и силового замыкания ролика с кулаком силой тяжести толкателя и стержня. 4. Пресс по пп. 1 - 3, отличающийся тем, что перекладчик снабжен приводным колесом привода пресса, поворотно установленным на его корпусе соосно с валом кулачковым, переключающей муфтой, выполненной в виде силового цилиндра, поршень которого неподвижно, а корпус подвижно, с возможностью передачи крутящего момента установлены на валу кулачковом, при этом торцы корпуса выполнены в виде полумуфт сцепления, ответные части которых размещены на приводных колесах привода пресса и микропривода с возможностью сцепления с одним из них.