ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ЭТАЖНЫЙ ПРЕСС Российский патент 2000 года по МПК B27N3/20 B30B7/02 

В деревообрабатывающей промышленности при изготовлении фанеры, древесных пластиков, стружечных плит (ДВП) и других пластиков используются гидравлические этажные прессы усилием до 7000 тс с этажностью до 30 этажей.

Большинство мощных гидравлических прессов выполнено в колонном варианте с нижним расположением рабочих цилиндров, последние также выполняют роль подъемных цилиндров.

В более современных этажных прессах для холостого хода - подъема (смыкания нагревательных плит) применяются дополнительные подъемные цилиндры - цилиндры ускоренного хода, например, см. А Чистяков "Прессы в деревообрабатывающей промышленности", - М.: Лесная промышленность, 1970, стр. 46, рис. 19 и 20, а также В.Ф. Типикин и др. "Гидравлические прессы дня неметалических материалов", - М.: Машиностроение, 1969, стр. 33...34, рис. 17, где показан этажный пресс усилием 800 тс для фанерования строительных деталей, а на стр. 88...90, рис. 56 показана и описана гидравлическая схема управления этого пресса.

В конструкции этого пресса имеются подъемные цилиндры, которые позволяют совершать ускоренный подъем подвижной поперечины и смыкание нагревательных плит без насосной установки низкого давления, при этом рабочие цилиндры заполняются самотеком из бака через клапан наполнения, благодаря чему по сравнению со старыми конструкциями исключается громоздкий аккумулятор с подпиточными насосами.

Недостатки этой конструкции следующие.

1. Плунжеры рабочих цилиндров совершают значительные холостые перемещения (от 1500 до 3000 мм) в зависимости от усилия и этажности пресса, требующие заполнения цилиндров большими объемами рабочей жидкости (масло или эмульсии), что приводит к наличию больших объемов энергоносителей и соответствующих емкостей.

2. Для совершения рабочего хода, примерно равного 5...7% от полного хода пресса, требуется дополнительный расход рабочей жидкости для сжатия больших объемов ее в рабочих цилиндрах после холостого хода, что вызывает увеличение продолжительности цикла прессования и соответственно снижение производительности, а также повышает расход электроэнергии.

3. Для разделения трубопроводов линии наполнения и линии высокого давления имеется разделительный клапан наполнения, проходное сечение которого определяется низкими скоростями жидкости при пополнении и сливе, а прочность его лимитирует высокое давление, поэтому как клапан наполнения, так и трубопровод от него до рабочих цилиндров имеют достаточно большие размеры и массу, что увеличивает габариты и металлоемкость гидропривода пресса в целом, повышает эксплуатационные затраты на него.

Имеется более совершенная конструкция гидравлического этажного пресса (см. заявку N 97100435/02(000534) "Гидравлический этажный пресс" с приоритетом 14.01.97, (прототип)), содержащая стянутые колоннами верхнюю и нижнюю неподвижные и размещенную между ними подвижную поперечины, смонтированные под подвижной поперечиной и связанные с ней рабочие и подъемные цилиндры, а также проставки, затворы и корпусы с пазами, выполненными с возможностью перемещения по ним затворов посредством приводов, при этом проставки закреплены на подвижной поперечине, смонтированной с возможностью подъема нижнего торца проставки над верхней поверхностью затвора на расстояние не менее величины зазора для свободного перемещения затвора под проставкой, а нижняя неподвижная поперечина выполнена в виде нескольких отдельных секций, соответствующих количеству рабочих цилиндров, и в ней по осям колонн выполнены центральные сквозные ступенчатые отверстия, в каждом из которых вмонтирован ступенчатый плунжер, сопрягаемый с нижней неподвижной поперечиной посредством верхнего и нижнего сальниковых уплотнений, образуя короткоходовой рабочий цилиндр с перемещением плунжера не более величины рабочего хода, при этом в плунжере рабочего цилиндра выполнено центральное сквозное отверстие, в которое входит проставка, а на его верхнем торце закреплен корпус с пазом, в который установлен снабженный отверстием затвор.

При этом больший диаметр ступенчатого отверстия нижней неподвижной поперечины выполнен со стороны подвижной поперечины, а ступенька отверстия расположена посредине высоты нижней неподвижной поперечины, а секции нижней неподвижной поперечины выполнены в виде корпусов рабочих цилиндров, соединенных попарно посредством установленных на их верхние поверхности дополнительных поперечин, каждая из которых снабжена вертикальными расточками для установки колонн и подъемных цилиндров.

К недостаткам этой конструкции относятся следующие.

1. Повышенная металлоемкость и стоимость пресса, т.к. требуется изготовление дополнительных корпусов подъемных цилиндров и кронштейнов для их крепления и подвижной поперечине.

2. Отсутствует взаимозаменяемость данных рабочих цилиндров с цилиндрами существующих этажных прессов, поскольку для их установки в существующие прессы, в последних нужно заменять большую часть узлов, в том числе подвижную поперечину и колонны из-за дополнительных кронштейнов и траверс под подъемные цилиндры.

3. При использовании полного хода пресса подвижная поперечина в нижней части теряет направление и может переносится, т.к. проставки, поднимаясь над затворами, выходят из направления, а высоты направляющих подвижной поперечины при большом ходе недостаточно для удержания ее от перекосов, что ухудшает эксплуатационные качества пресса. Кроме того, плунжеры рабочих цилиндров не имеют ограничения перемещений и могут выйти из сальниковых уплотнений.

Задачами предлагаемого изобретения являются следующие:
1) уменьшение стоимости пресса за счет снижения его металлоемкости;
2) обеспечение взаимозаменяемости новой конструкции короткоходовых рабочих цилиндров с рабочими цилиндрами существующих этажных прессов без изменения в них других узлов;
3) улучшение эксплуатационных качеств пресса за счет обеспечения надежного направления подвижной поперечины на протяжении всего ее перемещения и введения ограничителей перемещения плунжеров рабочих цилиндров.

Сущность предложенного изобретения заключается в том, что каждая проставка выполнена в виде цилиндра подъема с сальниковым уплотнительным узлом, расположенным в ее нижней части, со стороны которой установлена дополнительная поперечина, соединенная стежками с нижней поперечиной и скрепленная с плунжером подъемного цилиндра, при этом каждой затвор выполнен в виде двух приводных C-образных частей с возможностью перемещения навстречу друг другу и сопряжения с нижним торцом цилиндра подъема при рабочем ходе пресса, кроме того, внутренний радиус каждой части затвора равен или больше наружного радиуса сальникового фланца цилиндра подъема, на верхних поверхностях частей затворов установлены сменные накладки, а на конце меньшего диаметра плунжера рабочего цилиндра установлен ограничитель хода.

Пример конкрентного осуществления изобретения показан на приведенных чертежах.

На фиг. 1 изображен гидравлический этажный пресс, вид в плане; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.2; на фиг.4 - разрез А-А на фиг.1 (вариант после холостого хода); на фиг.5 - разрез В-В на фиг.4.

Гидравлический этажный пресс содержит верхнюю 1 и нижнюю 2 неподвижные поперечины, стянутые колоннами 3, подвижную поперечину 4, перемещаемую посредством подъемных 5 и рабочих 6 цилиндров, нагревательные плиты 7 с промежутками 8 для размещения исходного сырья и изделий (количество промежутков соответствует количеству этажей пресса), а также проставки 9 и затворы 10; проставки, снабженные опорными буртами 11, прикреплены к подвижной поперечине, а каждый затвор, состоит из двух С-образных (в плане) частей 12, установленных в корпусе 13 с возможностью перемещения навстречу друг другу от привода, например от гидро- или пневмоцилиндра 14.

Плунжеры 15 рабочих цилиндров выполнены ступенчатыми с большим диаметром в верхней части, на верхнем торце закреплены корпусы 13 затворов, в этих плунжерах предусмотрены сквозные отверстия с размещенными в них проставками 9.

Нижняя поперечина 2 представляет несколько отдельных секций, соответствующих количеству рабочих цилиндров, при этом каждая проставка 9 выполнена в виде цилиндра 16 подъема с сальниковым уплотнительным узлом 17, расположенные в ее нижней части, со стороны которой установлена дополнительная поперечина 18, соединенная стяжками 19 с соответствующей секцией нижней поперечины, а плунжер 20 подъемного цилиндра закреплен в дополнительной поперечине и имеет центральное сквозное отверстие (на чертеже не показано) для подвода жидкости в полость цилиндра подъема.

Нижний торец каждой проставки (цилиндры подъема) после холостого хода - H_хх с началом рабочего хода - H_рх соприкасается с верхними опорными поверхностями С-образных частей затворов в их сомкнутом состоянии после перемещения каждой части от цилиндров 14 на ход H_зат, при этом внутренний радиус каждой С-образной части затвора - R_з равен или больше наружного радиуса сальникого фланца 21 - R_ф цилиндра подъема, т.е. R_з≥R_ф, а на конце меньшего диаметра плунжера рабочего цилиндра установлен ограничитель хода 22.

Для обеспечения заложенной в конструкции величины рабочего хода - H_рх при изменении величины холостого хода - H_хх по технологическим причинам (например, изменение толщины "ковра") на верхних поверхностях каждой части 12 затворов установлены сменные накладки 23. При перемещении подвижная поперечина 4 направляется по наружным поверхностям колонн посредством направляющих 24, расположенных на подвижной поперечине, и с помощью сопряжений плунжеров 20 цилиндров подъема с грундбуксами 25 их сальниковых узлов 17, при этом получается увеличенная база направления, которая сохраняется на протяжении всего хода подвижной поперечины.

Для передачи массы пресса на фундамент предусмотрены опоры 26, на которые установлены все секции нижней поперечины с рабочими и подъемными цилиндрами.

Гидравлический этажный пресс работает следующим образом.

В исходном положении, когда подвижная поперечина 4 находится внизу, а нагревательные плиты 7 раскрыты, производится загрузка пресса известным способом, т. е. в просветы 8 вводится сырье в виде "ковра" (состав сырья в зависимости от назначения пресса). Затем совершается холостой ход подвижной поперечины до смыкания нагревательных плит с "ковром" путем подачи жидкости высокого давления от насосной установки (на чертежах не показана) через плунжеры 20 в подъемные цилиндры 5, при этом производится предварительное обжатие "ковра" от усилия подъемных цилиндров, а плунжеры 15 рабочих цилиндров остаются неподвижными.

В процессе холостого хода (см. фиг.4) вместе с подвижной поперечиной перемещаются вверх прикрепленные к ней проставки 9, которые являются корпусами подъемных цилиндров 5, при этом нижний торец каждого цилиндра поднимается над верхней поверхностью накладки 23 затвора 10 с некоторым зазором E, после чего части 12 затвора посредством усилия цилиндров 14 сдвигаются навстречу друг другу (см. фиг.5) каждая на ход затвора - H_зат.

Затем жидкость высокого давления подается также в рабочие цилиндры 6 и совершается сначала подъем плунжера 15 вместе с затвором 10 до касания его верхней поверхности с нижним торцем проставки 9 (корпуса подъемного цилиндра); далее усилие, развиваемое рабочими цилиндрами, через плунжеры 15, затворы 10 и корпусы подъемных цилиндров (проставки 9), будет передаваться на подвижную поперечину и через нагревательные плиты на "ковер", совершая рабочий ход по заложенной в системе управления пресса программе с учетом особенности технологии (манипуляции с давлением рабочей жидкости, выдержки при определенных давлениях и температурах для сушки, закалки и пр.).

После завершения рабочего хода производится сначала сброс давления на слив из рабочих цилиндров, при этом под собственным весом начнут опускаться плунжеры 15 с затворами 10. Не дожидаясь полного опускания плунжеров, производится разведение частей 12 затворов в исходное открытое положение посредством цилиндров 14.

Далее производится сброс давления на слив из подъемных цилиндров 5 и подвижная поперечина 4 вместе с нагревательными плитами и изделиями под собственным весом, вытесняя жидкость из подъемных цилиндров, опустится в исходное положение.

После чего известным способом осуществляется разгрузка пресса от готовых изделий и следующий цикл работы пресса может быть возобновлен.

В зависимости от вида производимой продукции толщина исходного ковра может меняться в пределах размеров высоты промежутков 8 (этажей), поэтому холостой ход пресса тоже может измениться, поэтому для компенсации изменений величины холостого хода предусмотрены установки на частях 12 затворов 10 сменных накладок 23, благодаря которым устанавливается минимальный зазор E, обеспечивая оптимальную величину рабочего хода пресса.

Внедрение данного изобретения позволит реализовать следующие преимущества.

1. Снижение стоимости пресса за счет уменьшения его массы путем совмещения подъемных цилиндров с проставками.

2. Обеспечение взаимозаменяемости новой конструкции короткоходовых рабочих цилиндров с длинноходовыми рабочими цилиндрами существующих этажных прессов без изменения в них других узлов.

3. Улучшение эксплуатационных качеств пресса за счет обеспечения надежного направления подвижной поперечины на протяжении всего ее перемещения и введение ограничителей перемещения плунжеров рабочих цилиндров в конце хода.

Изобретение используется в производстве древесно-волокнистых и древесно-стружечных плит, фанеры, древесных пластиков и столярных клееных плит. Гидравлический этажный пресс содержит стянутые колоннами верхнюю и нижнюю неподвижные и размещенную между ними подвижную поперечины. Нижняя неподвижная поперечина выполнена в виде нескольких отдельных секций, соответствующих количеству рабочих цилиндров, плунжеры которых выполнены ступенчатыми с коротким ходом, не превышающим рабочий ход пресса. В каждом плунжере рабочего цилиндра предусмотрено центральное сквозное отверстие, в которое входит проставка, выполненная в виде цилиндра подъема, а под ней установлена дополнительная поперечина, соединенная с нижней поперечиной и скрепленная с плунжером цилиндра подъема. На конце меньшего диаметра плунжера рабочего цилиндра смонтирован ограничитель хода. Изобретение обеспечивает улучшение эксплуатационных качеств пресса, снижение его себестоимости. 5 ил.

Гидравлический этажный пресс, содержащий стянутые колоннами верхнюю и нижнюю неподвижные и размещенную между ними подвижную поперечины, установленные между верхней и подвижной поперечинами смыкаемые нагревательные плиты, смонтированные под подвижной поперечиной рабочие и подъемные цилиндры, проставки, затворы и корпусы, выполненные с возможностью перемещения по ним затворов посредством приводов, при этом каждая проставка закреплена в подвижной поперечине с возможностью после холостого хода пресса подъема ее нижнего торца над верхней поверхностью затвора на расстояние не менее величины зазора для свободного перемещения затвора под проставку, а корпусы с затворами закреплены на верхних торцах плунжеров рабочих цилиндров, выполненных ступенчатыми с центральными сквозными отверстиями, в которые вмонтированы проставки, нижняя поперечина представляет собой несколько отдельных секций, соответствующих количеству рабочих цилиндров, плунжеры которых при холостом ходе пресса неподвижны, отличающийся тем, что каждая проставка выполнена в виде цилиндра подъема с сальниковым уплотнительным узлом, расположенным в ее нижней части, со стороны которой установлена дополнительная поперечина, соединенная стяжками с нижней поперечиной и скрепленная с плунжером подъемного цилиндра, при этом каждый затвор выполнен в виде двух приводных С-образных частей с возможностями перемещения навстречу друг другу и сопряжения с нижним торцом цилиндра подъема при рабочем ходе пресса, кроме того, внутренний радиус каждой части затвора равен или больше наружного радиуса сальникового фланца цилиндра подъема, на верхних поверхностях частей затворов установлены сменные накладки, а на конце меньшего диаметра плунжера рабочего цилиндра установлен ограничитель хода.