МЕХАНИЧЕСКИЙ РУЧНОЙ ПРЕСС Российский патент 2007 года по МПК B30B1/04 

Изобретение относится к машинам для холодной обработки металлов давлением, которая своими рабочими частями оказывает неударное статическое воздействие на материал. Заявляемый пресс может применяться как листоштамповочный, пробивочный, гибочный, брикетировочный и т.п.

Известен механический ручной пресс, содержащий основание, на которой установлены колонны, соединенные в верхней части балками, опору, шарнирно соединенную с рычагом, съемный рабочий инструмент (пуансон), прикрепленный к траверсе, установленной с возможностью перемещения в направляющих. На колоннах также крепится направляющая рычага, осью которого является шарнир, установленный на конце кулисы, другим концом связанной с рычагом (см. патент РФ №2147511, «Пресс-форма и ручной пресс для изготовления фигурных элементов мощения», МПК - 7: В28В 7/16, В28В 3/04, заявл. 21.01.1998).

Известный пресс предназначен для изготовления бетонных элементов мощения, но в случае необходимости может быть приспособлен для штамповки, вырубки и т.п. работ.

Недостатком известного пресса является то, что он не обеспечивает большое рабочее усилие, т.к. рычаг совмещен с рукояткой, и надо достаточно увеличивать ее длину, чтобы получить значительное увеличение усилия. Используя пресс по патенту №2147511, можно повысить усилие в 2-3 раза, а для дальнейшего повышения надо увеличивать большее плечо рычага-рукоятки во много раз, что нецелесообразно. Другой недостаток заключается в том, что невозможно понять, когда требуется приложить максимальное усилие. Следовательно, требуется в течение всей операции прилагать постоянное усилие, чтобы получить такое же в конце хода пуансона.

Указанные недостатки преодолены в другом известном прессе, который является наиболее близким по существенным признакам, достигаемому эффекту к заявляемому прессу и выбран в качестве прототипа. Это механический ручной пресс с коленно-рычажным механизмом, выполненным в виде верхнего и нижнего звеньев колена, соединенных друг с другом посредством шарнира, с которым соединен шатун, другим концом шарнирно соединенный с кривошипом. Верхнее звено колена шарнирно соединено со станиной, а нижнее звено колена шарнирно соединено со штоком (ползуном), снабженным рабочим инструментом, перемещающимся в вертикальных направляющих, закрепленных на станине, а под ними расположен держатель ответной части рабочего инструмента (см. Живов Л.И., Овчинников А.Г. Кузнечно-штамповочное оборудование. Прессы. - 2-е изд., перераб. и доп. - Киев: Вища школа. Головное изд-во, 1981, с.95-100).

Кривошип, являющийся по сути своей рычагом, принимает усилие руки оператора и передает его шатуну, который, в свою очередь, распрямляет колено до положения распора, когда надо получить максимальное усилие для осуществления штамповочной, пробивочной или другой технологической операции. Поскольку шток с рабочим инструментом в этот момент находится на одной оси со звеньями колена, то получение большого рабочего усилия возможно, если пресс имеет высокие вертикальные размеры. Такая компоновка узлов ухудшает условия работы на нем. В известном прессе кривошип расположен в непосредственной близости от головы оператора, что травмоопасно. Кроме того, для наблюдения за рабочим пространством пресса оператору надо низко наклоняться, а усилие нажатия совершать стоя.

Недостатком известного пресса является травмоопасность и некомфортность условий его эксплуатации.

Задачей заявляемого изобретения является повышение безопасности и улучшение условий эксплуатации пресса.

Техническим результатом заявляемого устройства является снижение высоты пресса, за счет изменения компоновки, благодаря введению дополнительного рычага, который вынесен за пределы рабочего пространства.

Это позволяет оператору работать сидя и видеть момент приближения рабочего инструмента к его ответной части, закрепленной в держателе, когда требуется приложить максимальное усилие на рукоятку, расположенную на уровне его плеча, без изменения своего положения.

Указанная задача достигается тем, что известный механический ручной пресс, содержащий коленно-рычажный механизм, выполненный в виде шарнирно соединенных друг с другом верхнего и нижнего звеньев колена, связанного с рычагом для приведения его в действие, причем одно звено колена шарнирно соединено со станиной пресса, на которой закреплены с возможностью возвратно-поступательного перемещения в вертикальных направляющих шток, снабженный рабочим инструментом, и расположенный под ними держатель ответной части рабочего инструмента, согласно изобретению снабжен установленным на оси дополнительным рычагом, короткое плечо которого шарнирно соединено со штоком, длинное плечо шарнирно соединено с верхним звеном колена, нижнее звено которого шарнирно соединено со станиной, а рычаг для приведения в действие колена жестко прикреплен к его верхнему звену и выполнен в виде рукоятки.

В механическом ручном прессе дополнительный рычаг может быть установлен над станиной, которая выполнена в виде сварной конструкции С-образной формы из двух листовых боковин, соединенных верхней и нижней опорами и двумя дистанционными втулками.

В механическом ручном прессе дополнительный рычаг может быть выполнен из двух пластин, соединенных между собой пальцами, один из которых проходит через шток, а другой взаимодействует с верхним звеном колена, при этом между пластинами и штоком установлены распорные втулки.

В механическом ручном прессе дополнительный рычаг может быть снабжен регулировочным винтом с надетой на него гайкой, которая установлена с возможностью вращения в опоре, закрепленной проходящей через нее осью дополнительного рычага между его пластинами.

В механическом ручном прессе дополнительный рычаг может быть выполнен с соотношением короткого и длинного плеч 1:6.

В механическом ручном прессе рукоятка может быть выполнена трубчатой и может быть расположена на верхнем звене справа или слева относительно вида спереди.

Проведенные исследования по патентным и научно-техническим источникам свидетельствуют, что предлагаемое устройство неизвестно и не следует явным образом из изученного уровня техники, а следовательно, соответствует критериям «новизна» и «изобретательский уровень».

Заявляемый механический ручной пресс может быть изготовлен в условиях машиностроительного предприятия, выпускающего прессы или специализирующегося в изготовлении ручных прессов для штамповочной и т.п. отрасли, с использованием стандартного отечественного или импортного оборудования, известных технологий и материалов. Они могут широко использоваться на малых и средних предприятиях, выпускающих детали из тонколистового металла.

Таким образом, заявляемый механический ручной пресс соответствует критерию «промышленная применимость».

Предлагаемая совокупность существенных признаков сообщает заявляемому устройству новые свойства, позволяющие решить поставленную задачу.

Рукоятка передает усилие колену через верхнее звено, к которому жестко прикреплена, и усиливается дополнительным рычагом. Величина усиления зависит от соотношения его короткого и длинного плеч. Оптимальным является соотношение плеч 1:6. Расположение слева направо почти горизонтально дополнительного рычага, воздействующего на шток с пуансоном, уменьшает вертикальный габарит пресса, что позволяет оператору выполнять работу сидя. Опуская вниз рукоятку без приложения особого усилия, т.е. производя подводку рабочего инструмента (весь ход, например, пуансона порядка 15 мм), оператор постоянно видит пуансон и легко отслеживает момент его приближения к матрице, когда на последних 2-3 мм хода надо приложить рабочее усилие порядка 15 кг. Выигрыш в силе при этом получается до 1500 кг. Вынесение дополнительного рычага за пределы рабочего пространства повышает безопасность эксплуатации пресса, т.к. движущиеся механизмы пресса находятся вне зоны нахождения оператора.

Установка дополнительного рычага над станиной, которая выполнена в виде сварной конструкции С-образной формы из двух листовых боковин, соединенных верхней и нижней опорами и двумя дистанционными втулками, уменьшает габариты пресса и делает удобной его эксплуатацию, упрощая его профилактический осмотр.

Снабжение дополнительного рычага регулировочным винтом с гайкой, установленной с возможностью вращения в опоре, закрепленной меж двух пластин, из которых выполнен сам рычаг, расширяет технологические возможности пресса, позволяя менять величину рабочего пространства при использовании сменного рабочего инструмента для осуществления различных технологических операций, и увеличивает его позиционную точность в исходном рабочем положении. Это также повышает удобство эксплуатации пресса.

Выполнение дополнительного рычага с соотношением короткого и длинного плеч 1:6 позволяет обеспечивать заранее известное усилие, что также повышает удобство эксплуатации пресса.

Возможность крепления рукоятки справа или слева на верхнем звене колена обеспечивает комфортную работу оператору как с правой рабочей рукой, так и с левой. Выполнение ручки, за которую держится оператор трубчатой, обеспечивает удобство ее охвата рукой.

Заявляемое изобретение представлено на чертежах:

Фиг.1 - общий вид пресса;

Фиг.2 - вид сверху на рычаг;

Фиг.3 - вид спереди пресса;

Фиг.4 - вид сзади пресса.

Заявляемый механический ручной пресс содержит коленно-рычажный механизм, выполненный в виде шарнирно соединенных друг с другом верхнего 1 и нижнего 2 звеньев колена, к верхнему из которых жестко прикреплен рычаг в виде трубчатой рукоятки 3 для приведения в действие колена. Нижнее его звено 2 шарнирно соединено со станиной 4 пресса, выполненной в виде сварной конструкции С-образной формы из двух листовых боковин 5, соединенных верхней 6 и нижней 7 опорами и двумя дистанционными втулками 8, которые надеты на палец 9, проходящий через нижний конец нижнего звена 2. В верхней опоре 6 закреплены две бронзовые втулки, выполняющие функцию направляющих 10 для возвратно-поступательного перемещения в них штока 11, выполненного из закаленной легированной стали с последующей шлифовкой по второму классу точности. Шток 11 имеет посадочное место под сменный рабочий инструмент 12, например пуансон, а в нижней опоре 7 установлен держатель его ответной части 13, например матрица. Над станиной 4 установлен на оси 14 дополнительный рычаг 15, длинное плечо которого шарнирно соединено с верхним звеном 1 колена, а короткое плечо шарнирно соединено со штоком 11. Дополнительный рычаг 15 выполнен из двух пластин 16 и 17, соединенных между собой пальцами: 18 - он проходит через шток 11 и 19 - предназначен для взаимодействия с верхним звеном 1 колена. На палец 18 надеты распорные втулки 20, 21. Дополнительный рычаг 15 снабжен регулировочным винтом 22 с надетой на него гайкой 23, установленной с возможностью вращения в опоре 24, закрепленной между пластинами 16, 17 проходящей через нее осью 14. Гайка 23 установлена в опоре 24 со скользящей или ходовой посадкой. Регулировочный винт 22 предназначен для изменения рабочего пространства пресса между пуансоном 12 и матрицей 13 при смене рабочего инструмента. Оптимальное соотношение короткого и длинного плеч дополнительного рычага 15 находится в пределах 1:6.

К трубчатой рукоятке 3 приварена с одного конца пластина 25, прикрепленная к верхнему звену 1 посредством болтов и гаек слева или справа относительно вида спереди.

Станина 4 пресса крепится к столу (на чертеже не показан) посредством уголков 26.

Заявляемый механический ручной пресс работает следующим образом.

Перед началом работы к штоку 11 крепится необходимый рабочий инструмент, например пуансон 12, а его ответная часть, например матрица 13, крепится к держателю. При осуществлении вырубки на листовой стали толщиной 2 мм можно пробить отверстия диаметром 5-8 мм, на стали толщиной 0,8 мм - до 20 мм. Лист укладывается таким образом, чтобы отверстие, которое следует в нем пробить, совпадало с отверстием в матрице 13. Для этого могут быть использованы соответствующие приспособления. Затем оператор сидя берется рукой за трубчатую рукоятку 3 и подводит его к листу, тратя незначительное усилие. На последних 2-3 мм хода он увеличивает усилие и пуансон 12 пробивает отверстие в листе, входя в матрицу 13 с двухсторонним зазором. Отверстие пробито. Оператор отводит трубчатую рукоятку 3 назад, поднимая шток 11 с пуансоном 12. Съем пробитого листа с пуансона 12 осуществляется вручную или с помощью соответствующего съемника. Оператор снова ориентирует лист на пробивку второго отверстия и повторяет все вышеуказанные действия.

Преимущества заявляемого механического ручного пресса:

- улучшение условий эксплуатации пресса;

- повышение безопасности эксплуатации пресса;

- высокая точность хода штока, обеспечивающая выполнение операций вырубки и пробивки без использования дополнительных направляющих в виде блока штампа;

- упрощение технологии изготовления пресса, т.к. используются простые по геометрии детали: пластины, пальцы, втулки, трубки;

- повышение ремонтопригодности пресса;

- долговечность, благодаря малой изнашиваемости трущихся деталей в паре шток-направляющие.

Изобретение относится к машинам для холодной обработки металлов давлением, которая своими рабочими частями оказывает неударное статическое воздействие на материал. Пресс может применяться как листоштамповочный, пробивочный, гибочный, брикетировочный и т.п. Пресс содержит коленно-рычажный механизм, выполненный в виде шарнирно соединенных друг с другом верхнего и нижнего звеньев колена, связанный с рычагом для приведения его в действие. Одно звено колена шарнирно соединено со станиной пресса. На станине закреплены с возможностью возвратно-поступательного перемещения в вертикальных направляющих шток, снабженный рабочим инструментом, и расположенный под ними держатель ответной части рабочего инструмента. Пресс снабжен установленным на оси дополнительным рычагом. Короткое плечо рычага шарнирно соединено со штоком. Длинное плечо шарнирно соединено с верхним звеном колена. Нижнее звено колена шарнирно соединено со станиной. Рычаг для приведения в действие колена жестко прикреплен к его верхнему звену и выполнен в виде рукоятки. В результате обеспечивается повышение безопасности и улучшение условий эксплуатации пресса. 5 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Механический ручной пресс, содержащий коленно-рычажный механизм, выполненный в виде шарнирно соединенных друг с другом верхнего и нижнего звеньев колена, связанного с рычагом для приведения его в действие, причем одно звено колена шарнирно соединено со станиной пресса, на которой закреплены с возможностью возвратно-поступательного перемещения в вертикальных направляющих шток, снабженный рабочим инструментом, и расположенный под ними держатель ответной части рабочего инструмента, отличающийся тем, что пресс снабжен установленным на оси дополнительным рычагом, короткое плечо которого шарнирно соединено со штоком, длинное плечо шарнирно соединено с верхним звеном колена, нижнее звено которого шарнирно соединено со станиной, а рычаг для приведения в действие колена жестко прикреплен к его верхнему звену и выполнен в виде рукоятки.2. Механический ручной пресс по п.1, отличающийся тем, что дополнительный рычаг установлен над станиной, которая выполнена в виде сварной конструкции С-образной формы из двух листовых боковин, соединенных верхней и нижней опорами и двумя дистанционными втулками.3. Механический ручной пресс по п.1, отличающийся тем, что дополнительный рычаг выполнен из двух пластин, соединенных между собой пальцами, один из которых проходит через шток, а другой взаимодействует с верхним звеном колена, при этом между пластинами и штоком установлены распорные втулки.4. Механический ручной пресс по п.1 или 3, отличающийся тем, что дополнительный рычаг снабжен регулировочным винтом с надетой на него гайкой, которая установлена с возможностью вращения в опоре, закрепленной между пластинами дополнительного рычага, проходящей через нее осью.5. Механический ручной пресс по п.1, отличающийся тем, что дополнительный рычаг выполнен с соотношением короткого и длинного плеч 1:6.6. Механический ручной пресс по п.1, отличающийся тем, что рукоятка выполнена трубчатой и расположена на верхнем звене справа или слева относительно пресса на виде спереди.