ПРИВОД ОТ УДАРНОЙ ЧАСТИ ШТАМПОВОЧНОГО МОЛОТА Российский патент 2005 года по МПК B21J13/10 B21J7/02 

Изобретение относится к машинам для обработки металлов давлением, в частности к штамповочным молотам, оборудованным средствами механизации (например, манипуляторами), заимствующими движения от ударной части молота.

Известен привод от ударной части штамповочного молота, включающий опорные участки на ударной части, соответствующие опорным участкам клавиши, шарнирно закрепленные в верхней части, установленные под нагрузкой к опорным участкам и наклонно к траектории движения ударной части (1).

НЕДОСТАТКИ - ударная часть молота является сложной дорогостоящей деталью, испытывающей высокие динамические нагрузки. Опорный участок в процессе подвижного контакта с клавишей подвергается износу, в результате чего изменяется амплитуда клавиши. Изменение ее амплитуды влечет искажение выходных характеристик привода. Применительно к манипулятору штамповочного молота искажение выходных характеристик привода вызывает нарушение позиционирования заготовок.

Износ опорного участка - это изменения геометрических характеристик ударной части в местах контакта с клавишами. Ввиду дороговизны ударной части замена ее является непростой проблемой.

Интенсивность износа зависит от величины нагрузки на клавишу. Клавиша нагружена пружиной (в статике!) и при работе привода испытывает дополнительное воздействие сил инерции, вызванных чрезвычайно высоким ускорением руки манипулятора, имеющей большую массу; подъем - опускание руки манипулятора.

Ввиду наличия инерционных сил весьма большой величины пружина не может противодействовать динамической нагрузке, что приводит к отрыву клавиши от ударной части и, также, искажает выходные характеристики привода.

Известно техническое решение - привод от ударной части штамповочного молота, включающий ударную часть с опорным участком и соответствующую опорному участку штангу, нагруженную пружиной, наклонно расположенную к траектории движения ударной части и шарнирно подвешенную за свою верхнюю часть, при этом поверхность опорного участка выпуклая цилиндрическая, образующая которой перпендикулярна траектории движения ударной части (2).

Упомянутая в этом техническом решении штанга 5, удерживаемая пружиной, не отрывается от ударной части силами инерции. Это объясняется тем, что взаимодействие штанги 5 с ударной частью происходит в момент, когда скорость последней на данном участке траектории невелика, а время взаимодействия больше. Следовательно, ускорение элементов ведомого механизма, обеспечивающих операцию переноса заготовок, также невелико, при этом масса этих элементов значительно меньше тех, которые обеспечивают подъем и опускание заготовок.

Недостаток в том, что при большой массе (задействованной на подъем - опускание заготовок) ведомого механизма возникают силы инерции, превышающие силу пружины. В результате происходит отрыв штанги от ударной части, что искажает выходные характеристики привода. Кроме того, имеет место и износ ударной части по опорным участкам.

Наиболее близким по технической сущности (прототипом) является привод от ударной части штамповочного молота, включающий ударную часть с выполненным на ней, по крайней мере, одним опорным участком, соответствующую опорному участку, по крайней мере, одну клавишу, шарнирно подвешенную наклонно к траектории движения ударной части, при этом поверхность опорного участка выпуклая цилиндрическая, образующая ее перпендикулярна траектории движения ударной части [3].

В этом техническом решении привод для каждого ведомого механизма (руки манипулятора с устройством синхронизации) содержит пару клавиш. Постоянная нагрузка от веса элементов ведомого механизма распространяется на клавиши и передается ими на ударную часть. Устройство синхронизации обеспечивает синхронное движение клавиш в противоположных направлениях (фазах). Поэтому динамическая нагрузка, приложенная к клавише в направлении от ударной части, передается через другую клавишу на ударную часть. Контактные напряжения на опорном участке уменьшаются под одной клавишей и увеличиваются под второй.

НЕДОСТАТКИ - износ ударной части по опорным участкам, что со временем приводит к искажению выходных характеристик привода.

Из обзора технических решений видно, что привод может содержать одну и более клавиш, при этом имеет место износ ударной части от взаимодействия с клавишами. Интенсивность износа зависит от величины нагрузки. Клавиши в статике всегда под нагрузкой. Динамическая нагрузка, суммируясь с постоянной нагрузкой, уменьшает контактные напряжения или увеличивает, при этом постепенно изменяется величина угла наклона клавиши, т.е. ее амплитуда. Погрешность со временем достигает величины, недопустимо искажающей характеристики привода: траекторию движения точек С и Д, принадлежащих клавишам.

ЗАДАЧА. Допустить возможность изменения выходных характеристик привода (траекторию движения точек С и Д) в допустимых пределах за счет компенсации, по мере необходимости, износа мест контакта под клавишами.

Поставленная задача достигается тем, что привод от ударной части штамповочного молота, содержащий по меньшей мере один расположенный на указанной ударной части опорный участок в виде выпуклой цилиндрической поверхности, образующая которой перпендикулярна траектории движения ударной части, и по меньшей мере одну соответствующую опорному участку клавишу, шарнирно подвешенную наклонно к траектории движения ударной части, согласно изобретению снабжен непрерывной лентой из высокостойкого на истирание материала, оснащенной натяжным фиксирующим устройством, тыльная сторона ударной части молота выполнена с овалообразной цилиндрической поверхностью, частью которой является упомянутая выпуклая цилиндрическая поверхность, а непрерывная лента смонтирована вокруг овалообразной цилиндрической поверхности.

Динамические нагрузки сказываются на интенсивности износа мест контакта под клавишами. По мере износа за счет перемещения ленты легко восстанавливаются геометрические параметры ударной части в местах опорных участков, тем самым сохраняются выходные характеристики привода.

На фиг.1 изображен привод от ударной части штамповочного молота с одной клавишей; на фиг.2 - привод с двумя клавишами, контактирующими с опорным участком на ударной части; на фиг.3 - натяжной фиксирующий механизм.

Привод от ударной части 1 штамповочного молота содержит собственно ударную часть, по крайней мере, одну клавишу 2 (в приводе на фиг.2 - две клавиши 2 и 3), установленную с возможностью поворота, т.е. шарнирно подвешенную в своей верхней части, наклонно к траектории движения ударной части 1, на которой предусмотрен соответствующий опорный участок 4 для клавиш. При этом взаимодействие клавиши (клавиш) с ударной частью происходит через ленту 5, охватывающую овалообразную цилиндрическую поверхность 6, выполненную вокруг тыльной стороны 7 ударной части 1, и включающую цилиндрическую поверхность опорного участка 4. Образующая цилиндрической поверхности перпендикулярна траектории движения ударной части 1. Лента 5 выполнена из высокостойкого на истирание материала, установлена с возможностью перемещения и снабжена натяжным устройством 8, фиксирующим ленту 5 на ударной части. Клавиши подвешены в своей верхней части на станине (не показана) посредством оси 9.

Симметрично опорному участку 4 на ударной части 1 может быть выполнен опорный участок 4' для второго привода, например второй руки манипулятора, см. фиг.2.

Для иллюстрации работы привода, содержащего пару клавиш, на фиг.2 приведена возможная конструкция ведомого механизма. Точка присоединения звеньев ведомого механизма к приводу обозначим С и Д. Характеристики траектории движения точек С и Д пропорциональны проектным движениям исполнительного органа (например, руки манипулятора) ведомого механизма. Ведомый механизм, изображенный на фиг.2, содержит зубчатые рейки 10, 11, зубчатое колесо 12 на валу между ними и жесткое звено 13, соединяющее руку манипулятора 14 с одной из зубчатых реек.

При движении ударной части 1 молота из одного крайнего положения в другое опорным участком 4, защищенным от быстрого износа лентой 5, сдвигается соответствующая клавиша на некоторое расстояние S в точке С (или Д), соответствующее необходимому перемещению исполнительного органа ведомого механизма, например руки 14 манипулятора. При этом вращается зубчатое колесо 12 и передает нагрузку через зубчатую рейку и другую клавишу на ударную часть 1, т.к. клавиши синхронно двигаются в противоположных фазах (направлениях), не теряя контакта с ударной частью. Ввиду высоких ускорений элементов ведомого механизма возникают инерционные силы, которые действуют на клавишу в направлении от ударной части и передаются через зубчатое колесо 12 и другую клавишу на ударную часть. При движении сверху вниз ударная часть действует на клавишу 2, а при движении вверх - на клавишу 3.

Контактные напряжения вызывают износ материала. При износе перемещение клавиши S'=S+Δ, где Δ - величина износа. Со временем величина Δ увеличивается и нарушает выходные характеристики привода, что приводит к нарушению позиционирования заготовки. Для компенсации износа ослабляют натяжное устройство 8 ленты 5. Ленту передвигают так, чтобы напротив опорного участка 4 был неизношенный участок ленты. Затем ленту закрепляют натяжным устройством.

Материал клавиши по твердости значительно превосходит материал ударной части и поэтому практически не подвергается износу. И все же раз износ имеет место, то лентой 5 имеется возможность и его компенсировать.

Источники информации, принятые во внимание:

1. Авторское свидетельство СССР №923693, М. кл. B 21 J 5/00.

2. Патент РФ №2176171, М. кл. B 21 J 13/10, приоритет от 27.07.2000.

3. Патент РФ №2192935, М. кл. B 21 J 13/10, приоритет от 27.07.2000.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в штамповочных молотах, оборудованных средствами механизации, заимствующими энергию от ударной части молота. Привод содержит по меньшей мере один расположенный на ударной части молота опорный участок и по меньшей мере одну соответствующую ему клавишу. Опорный участок выполнен в виде выпуклой цилиндрической поверхности, образующая которой перпендикулярна траектории движения ударной части. Клавиша шарнирно подвешена наклонно к траектории движения ударной части. Привод также оснащен непрерывной лентой из высокостойкого на истирание материала с натяжным фиксирующим устройством. Тыльная сторона ударной части молота выполнена с овалообразной цилиндрической поверхностью, частью которой является упомянутая выпуклая цилиндрическая поверхность. Непрерывная лента смонтирована вокруг указанной овалообразной цилиндрической поверхности. В результате обеспечивается повышение долговечности привода вследствие компенсации мест износа. 3 ил.

Привод от ударной части штамповочного молота, содержащий по меньшей мере один расположенный на указанной ударной части опорный участок в виде выпуклой цилиндрической поверхности, образующая которой перпендикулярна траектории движения ударной части, и по меньшей мере одну соответствующую опорному участку клавишу, шарнирно подвешенную наклонно к траектории движения ударной части, отличающийся тем, что он снабжен непрерывной лентой из высокостойкого на истирание материала, оснащенной натяжным фиксирующим устройством, тыльная сторона ударной части молота выполнена с овалообразной цилиндрической поверхностью, частью которой является упомянутая выпуклая цилиндрическая поверхность, а непрерывная лента смонтирована вокруг овалообразной цилиндрической поверхности.