ПРЕСС Российский патент 2015 года по МПК B30B1/42 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к прессовому оборудованию.

Известны различные прессы для кузнечно-штамповочных машин: гидравлические, кривошипные, ротационные, винтовые и другие, содержащие корпус, двигатель, передаточный механизм, узел управления и контроля (Бочаров Ю.А. Кузнечно-штамповочное оборудование. - Издательский центр "Академия", 2008, с. 12).

Их общий недостаток: сложность и металлоемкость конструкций, высокое энергопотребление, ограниченные функциональные возможности.

Известен пресс (SU 734911 А, B21J 7/30, 28.05.1981, с. 2) взятый за прототип, содержащий корпус, двигатель, передаточный механизм, узел управления и контроля. Он имеет меньшую металлоемкость, более простую конструкцию. Но он также имеет высокое энергопотребление, ограниченные функциональные возможности.

Задача изобретения: уменьшение энергопотребления, расширение функциональных возможностей.

Технический результат достигается тем, что пресс, содержащий корпус, двигатель, передаточный механизм, снабжен основным и вспомогательными ползунами, двигатель выполнен в виде металлических пластин, соединенных с источником высокого напряжения и размещенных в корпусе с возможностью перемещения относительно друг друга, а передаточный механизм выполнен в виде двух траверс, жестко связанных с металлическими пластинами и соединенных между собой посредством пружин, при этом основные и вспомогательные ползуны жестко соединены с траверсами, каждая из которых снабжена стопором для ее стопорения относительно корпуса. Предполагается, что стопор выполнен в виде подвижной и неподвижной частей, соединенных между собой посредством пружин и снабженных металлическими пластинами, соединенными с источником высокого напряжения, при этом подвижная часть выполнена в виде сегментов, имеющих на внешней стороне выемки и выступы, соответствующие выступам и выемкам, выполненным на корпусе.

Устройство пресса представлено на чертежах.

На фиг. 1 - передаточный механизм с двигателем, с траверсами и ползунами.

На фиг. 2 - разрез фиг. 1 по А-А.

На фиг. 3 - электрическая структурная схема пресса.

На фиг. 4 - общий вид пресса в разрезе.

Пресс состоит из корпуса 1, в котором размещены подвижные траверсы 2 и 3, снабженные металлическими пластинами 4 и 5, соединенными с блоком высокого напряжения (фиг. 3). Траверсы 2 и 3 соединены между собой пружинами 6 и снабжены стопорами 7 и 8, каждый из которых выполнен из подвижной 9 и неподвижной 10 частей, соединенных между собой пружинами 11. Части стопоров 7 и 8 снабжены металлическими пластинами 12 и 13, изолированными от частей корпуса, соединенными с блоком высокого напряжения. Подвижные части 9 стопоров 7 и 8 выполнены в виде отдельных сегментов, разделенных между собой перегородками 14, снабжены с внешней стороны выступами 15 и выемками 16. Аналогичные выступы и выемки выполнены на соответствующей им стороне корпуса 1. Траверсы 2 и 3 жестко соединены с основными ползунами 17, 18 и с вспомогательными 19, 20.

Пресс снабжен пультом управления 21, содержащим блок высокого напряжения, блок управления, панель управления и контроля. Пластины 12, 13, 4, 5 соединены между собой и блоком высокого напряжения гибкими проводами 22 и коммутационными устройствами P1, Р2, Р3. Под номерами 23, 24, 25 на фиг. 4 изображены пресс-формы.

Устройство работает следующим образом (фиг. 4).

В рассматриваемом варианте используются четыре основных ползуна 17, 18 несколько вспомогательных ползунов 19, 20 и две пары траверс 2, 3. Вспомогательные ползуны применяются для открытия и закрытия пресс-формы 23, выталкивания спрессованного изделия и транспортировки его.

Перед началом работы ползуны 17, 18 переводят в исходное положение с помощью пульта управления 21. Через открытое окно (не показано) в пресс-форму 23 засыпают из бункера порцию грунтовой смеси или металлического порошка. После закрытия окна подается высокий потенциал (5÷2 кВ) на пластины 12, 3 стопоров 8 контактами 1-2 Р1. Пластины 12, 13 заряжаются одноименным зарядом и кулоновскими силами отталкиваются друг от друга. Подвижные части - сегменты 9 (фиг. 2) выдвигаются из траверсы 2 и прижимаются к корпусу 1 своими выступами 15 и выемками 16 к соответствующим выемкам и выступам корпуса 1, производя стопорение траверсы 2. Затем подается высокий потенциал на пластины 4, 5 траверс 2, 3 контактами 1-3 Р3. Пластины 4, 5 заряжаются и отталкиваются друг от друга. Так как траверса 2 застопорена, то перемещается траверса 3 вместе с ползунами 18 их поршнями, растягивая пружину 6 и производя предварительное прессование - первая ступень прессования. На этой ступени производится вакуумирование смеси (порошка), для этого снимается контактами 1-2 Р3 потенциал с пластин 4, 5. Кулоновские силы отталкивания исчезают. Пружинами 6 траверса 3 вместе с ползуном 18 подтягиваются к траверсе 2, производя вакуумирование смеси. Воздух из пор смеси удаляется и в дальнейшем через неплотности в поршнях или через специальные отверстия в поршне и ползуне 18 удаляется наружу. После предварительного прессования ползуны 18 со своими поршнями входят в соприкосновение со смесью описанным выше способом. В этом положении стопором 7 стопорится траверса 3. Контакты 1-3 Р2 подают потенциал на пластины 12-13 стопора 7. Потенциал с пластин 4-5 траверс 2, 3 и пластин 12-3 стопора 8 контактами 1-3 Р1 и 1-2 Р3 снимается. Кулоновские силы отталкивания между траверсами 2 и 3 исчезают. Пружинами 6 траверса 2 подтягивается к траверсе 3 и снова стопорится стопором 8. Потенциал с пластин стопора 7 снимается и подается потенциал на пластины 4, 5 траверс 2, 3. Траверса 3 снова движется вместе с ползуном 18, продолжая прессование смеси. Прессование при необходимости как при предварительном прессовании, так и при следующем, заключительном прессовании, осуществляется в несколько ступеней. Меняя потенциал на пластинах 4, 5 по величине и времени, осуществляется прессование по любому закону и с любой скоростью. При движении траверс 2 вместе со своими ползунами 18 с поршнями в пространство за поршнями в пресс-форму засыпается смесь через открытое окно. Прессование в пресс-форме 23 прекращается при достижении необходимой степени сжатия смеси или при достижении ползуном 18 нужного положения. После чего траверсы 2 и 3 с ползунами 18 описанным выше способом начинают обратное движение, сжимая, прессуя смесь в пресс-формах 24, 25. Прессованая заготовка через открывшееся окно внизу пресс-формы 23 удаляется и транспортируется в сторону места складирования, а после закрытия нижнего окна открывается верхнее окно пресс-формы 23, через которое в нее засыпается из бункера новая порция смеси. В пресс-формах 24, 25 идет одностороннее прессование. Для чего стопорится траверса 3 стопором 7, траверса 2 стопором 8 растопаривается. На пластины 4, 5 траверс 2, 3 подается высокий потенциал. Порядок прессования в пресс-формах 24 и 25 аналогичен порядку прессования в пресс-форме 23. При большем, чем 2 траверсы, как на рассматриваемом примере, размещенные в одном корпусе (станине), двухстороннее прессование производится одновременно в большем количестве пресс-форм, увеличивая производительность и качество прессования. Кулоновские силы отталкивания огромны. Для их оценки приближенно используется формула Кулона. В системе СИ

$$F=K\frac{g1\cdot g2}{r2},\text{ где K=}\frac{\text{1}}{\text{4}\pi {\epsilon }_{\text{0}}}=9\cdot {10}^9\text{ м/Ф}$$

ε₀ - диэлектрическая проницаемость в вакууме (Кл²/м²·Н);

r - расстояние между пластинами,

при g1=g2=1 кулону и r=1 м

(Зильберман. Электричество и магнетизм, 1970, с. 66-67).

Для создания огромного заряда в 1 кулон требуется ничтожное количество электричества, так как 1 Кл=1 А×1 с. Мощность электроэнергии пресса не превысит 100 Вт, что в десятки раз меньше, чем у известных прессов. С помощью предлагаемого пресса любые усилия прессования, ограниченные лишь прочностью деталей пресса, по любому закону можно мгновенно подать или удалить без сложных операций, движений, практически без затрат энергии. Безопасность при использовании высокого напряжения обеспечивается размещением блока высокого напряжения на внутренних деталях пресса и защитой частей пресса от пробоя высокого напряжения на корпус изоляцией, предохранителями (автоматами защиты) и др.

Источники информации

1. Описание изобретения к патенту SU 734911 А, B21J 7/30, 28.05.1981 г. (прототип).

2. Бочаров Ю.А. Кузнечно-штамповочное оборудование. Издательский центр "Академия", 2008.

3. Зильберман. Электричество и магнетизм, 1970.

4. Описание изобретения к патенту №2018441, МПК В28В 3/04.

Изобретение относится к кузнечно-штамповочному оборудованию. Пресс содержит корпус, двигатель, передаточный механизм, узел управления и контроля, а также основные и вспомогательные ползуны. Двигатель выполнен в виде металлических пластин, соединенных с источником высокого напряжения. Пластины размещены в корпусе с возможностью перемещения относительно друг друга. Передаточный механизм выполнен в виде двух траверс, жестко связанных с металлическими пластинами и оснащенных стопорами. Траверсы соединены между собой посредством пружин. Основные и вспомогательные ползуны жестко соединены с упомянутыми траверсами. В результате обеспечивается расширение функциональных возможностей пресса и уменьшение энергопотребления. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Пресс, содержащий корпус, двигатель, передаточный механизм, узел управления и контроля, отличающийся тем, что он снабжен основными и вспомогательными ползунами, при этом двигатель выполнен в виде металлических пластин, соединенных с источником высокого напряжения и размещенных в корпусе с возможностью перемещения относительно друг друга, передаточный механизм выполнен в виде двух траверс, жестко связанных с металлическими пластинами и соединенных между собой посредством пружин, а основные и вспомогательные ползуны жестко соединены с траверсами, каждая из которых снабжена стопором для ее стопорения относительно корпуса.

2. Пресс по п. 1, отличающийся тем, что стопор выполнен в виде подвижной и неподвижной частей, соединенных между собой посредством пружин и снабженных металлическими пластинами, соединенными с источником высокого напряжения, при этом подвижная часть выполнена в виде сегментов, имеющих на внешней стороне выемки и выступы, соответствующие выступам и выемкам, выполненным на корпусе.