ТРУБОПРУТКОВЫЙ ПРЕСС ИЛИ ПРЕСС ДЛЯ ВЫДАВЛИВАНИЯ ФАСОННЫХ ИЗДЕЛИЙ Российский патент 2015 года по МПК B21C23/21 

Изобретение относится к трубопрутковому прессу или прессу для выдавливания фасонных изделий, который имеет состоящую из цилиндровой поперечины и соединенной с ней передней поперечины (контрпоперечена) раму пресса, в которой предусмотрены передвижной держатель приемника заготовки, несущий приемник заготовки, и передвижная штемпельная траверса, причем в цилиндровой поперечине установлен главный или прессовой цилиндр, содержащий в своем корпусе прессовый поршень, снабженный на своем переднем, подпираемом штемпельной траверсой конце пресс-штемпелем, и в котором с корпусом цилиндра, присоединенным к заправочному трубопроводу, согласован уравнительный бак, подводящий к прессовому поршню гидравлическое масло посредством диска золотника, предусмотренного на закрепленном на заднем конце прессового поршня рычажном механизме, причем рычажный механизм, проходящий в уравнительном баке, подсоединен к гидравлическому источнику снабжения, расположенным за диском золотника в направлении прессования.

Трубопрутковый пресс такого типа, в котором передняя поперечина, содержащая инструмент, обычно это прессующий диск, матрицедержатель и матрица, посредством стяжного болта, или стяжных ламелей, и сжимающих опор соединена с поперечиной, известен из DE 10227488 В3. Из ЕР 1526930 В1 известен экструзионный пресс с уравнительным баком, закрепленным на главном цилиндре для обеспечения прессового поршня или плунжера маслом под давлением. Рычажный механизм, несущий диск золотника, выполнен с цилиндрами прямого и обратного хода и с гидравлическим соединительным блоком для масла, закрепленным на концевой, или задней, стенке. Диск золотника, установленный на конце штанги, удаленном от корпуса главного цилиндра, скользит в уравнительном баке, причем загрузочная камера, закрытая диском золотника с задней стороны, через соединительные трубопроводы подсоединена к полости корпуса главного цилиндра, расположенной за прессовым поршнем, в которую входит также маслонапорный трубопровод.

Для достижения высокого коэффициента использования прессов необходимо минимизировать подсобное время, в частности передвижные и боковые цилиндры, относящиеся к держателю приемника заготовки, в котором установлен приемник заготовки, или контейнер, и к подвижной поперечине, должны осуществлять холостой и обратный ход с возможно большими скоростями. При этом между цилиндрами и масляным резервуаром с большой скоростью обтекания необходимо перемещать большие объемные потоки, причем в масле могут появиться турбулентные течения и, как их следствие, воздушные включения и пенообразование. Этим негативным производственным условиям можно противостоять лишь путем принятия затратных мер.

Согласно ЕР 1526930 В1 выполненной в виде цилиндра прямого и обратного хода штанге в выполненных в днище корпуса цилиндра соединительных трубопроводах, ведущих от загрузочной камеры уравнительного бака к полости цилиндра за прессовым поршнем, приданы переключаемые запорные клапаны. Тем самым достигается то, что для продвижения поршня в свое рабочее положение последний при открытых запорных клапанах, которых имеется четыре, выполненных в виде двухходовых встроенных клапанов, известных также как логические или картриджные клапаны, обтекается маслом, подаваемым из загрузочного пространства уравнительного бака. Когда поршень, имеющий диаметр, одинаковый с уравнительным баком, достигает своего рабочего положения и начинает процесс прессования, соединительные трубопроводы с помощью запорных клапанов запираются, так что золотник нагнетает масло, оставшееся в уравнительном баке, в резервуар, в то время как последующая подача гидравлического масла, которое, следовательно, не нуждается в подсосе, так что резервуар может располагаться на большом удалении, осуществляется только по напорному маслопроводу. Для этого больше не нужны никакие большие поперечные сечения маслопроводов, как это было бы без уравнительного бака. По окончании хода прессования и при происходящем затем при соответствующем переключении гидравлического блока обратном движении прессового поршня в свое исходное положение в корпусе цилиндра масло снова устремляется назад в уравнительный бак, т.е. масло в процессе работы трубопруткового пресса перемещается туда-сюда под давлением.

При «безрамном» экструзионном прессе, ставшем известным из ЕР 0822017 В1, укрощение больших объемных потоков должно достигаться за счет того, что два или более поршней пресса снабжены поршневыми штоками одинакового диаметра, пронизывающими их цилиндры в обе стороны, а двусторонние поршневые штоки герметизированы относительно цилиндров, так что по обе стороны существуют цилиндрические подпространства с одинаковой эффективной поверхностью, соединенные друг с другом перепускным трубопроводом, закрываемым для рабочего хода переключаемым запорным клапаном. Для быстрого обратного хода и для прямого хода в форсированном режиме работы в этом прессе предусмотрены особые блоки поршень-цилиндр. Благодаря перепускному трубопроводу, соединяющему подпространства цилиндров по обе стороны прессового поршня, возможен быстрый переход масла от одного подпространства цилиндра к другому при незначительном гидравлическом сопротивлении, причем, правда, перепускные трубопроводы и установленные в них переключаемые запорные клапаны требуются больших размеров.

Поэтому в основу изобретения положена задача создания трубопруткового пресса или пресса для выдавливания фасонных изделий вышеуказанного типа без описанных недостатков, в частности при одновременно компактной, более простой конструкции должны уменьшаться гидравлические затраты и должно сокращаться подсобное (вспомогательное) время.

Эта задача согласно изобретению решается тем, что рычажный механизм выполнен с клапаном для заполнения, предусмотренным с интеграцией в переход от уравнительного бака к главному цилиндру, с подгонкой под имеющийся там внутренний диаметр корпуса цилиндра, с обеспечением в функции открытия большого поперечного сечения тороидальной поверхности. Благодаря клапану для заполнения, установленному в корпусе главного цилиндра по центру, предоставляется в распоряжение большая тороидальная поверхность, по которой масло без особого сопротивления может втекать из уравнительного бака в камеру нагнетания за прессовым поршнем, а при переключении движения прессового поршня вытекать обратно в уравнительный бак. Поэтому перемещение, соответственно, прямой ход и возврат прессового поршня, направляемого в корпусе главного цилиндра, предпочтительно, с помощью гидростатического подшипника, может осуществляться очень быстро, так что подсобное время на подачу прессового поршня и держателя приемника заготовки сокращается. Количество гидравлического масла, еще необходимое после подачи для прессования загруженной заготовки в продукт прессования, предпочтительно, может подаваться в камеру нагнетания корпуса цилиндра позади прессового поршня из резервуара или из какого-либо иного источника рабочей среды. При промежуточном включении резервуара необходим еще лишь явно меньший курсирующий объем.

Предпочтительный вариант осуществления изобретения предусматривает, чтобы клапан для заполнения состоял из крышки клапана для заполнения, установленной на рычажном механизме над воротникообразной передвижной втулкой, и из охватывающего передвижную втулку в направлении прессования позади крышки клапана кольцевого цилиндра, поршень которого в зависимости от стороны поршня, на которую подается (или которая нагружается) гидравлическое масло переводит передвижную втулку и тем самым крышку клапана в положение либо закрытия, либо открытия. Если поршень цилиндра, камеры нагнетания которого впереди и позади поршня цилиндра при взгляде в направлении прессования снабжены соответствующими линиями или проводами рабочей среды, нагружается в направлении прессования, поршень цилиндра с помощью воротничка выталкивает крышку клапана для заполнения из его положения, примыкающего к уплотнительному кольцу, в положение открытия, в котором крышка клапана для заполнения или просто крышка клапана, входит в выемку прессового поршня главного цилиндра или утапливается в ней.

При этом демпфирующее средство для крайних положений, предусмотренное в гидропроводе для поршня кольцевого цилиндра согласно одному из вариантов осуществления изобретения, способствует занятию крышкой для клапана заполнения крайних положений.

Согласно одному из предпочтительных предложений изобретения клапан для заполнения интегрирован в корпус цилиндра рамы пресса, в которой штемпельная траверса и держатель приемника заготовки приводятся в движение посредством электродвигателей, предпочтительно, серводвигателей. Очень большое, свободное проточное поперечное сечение клапана для заполнения делает его особенно пригодным для режима эксплуатации трубопруткового пресса с помощью включаемых с обратным ходом, имеющих серводвигатели приводов для перемещения штемпельной траверсы и держателя приемника заготовки, с одной стороны, и для создания необходимого высокого усилия нагнетания и, в частности, усилия прессования при прессовании заготовки в продукт прессования, с другой стороны. Таким образом, для режима прессования заготовки в продукт прессования необходима значительно уменьшенная гидравлика. При этом в пределах возможного находится то, что в результате применения блоков рекуперации энергии торможения электрогидравлических приводных узлов достигается экономия энергии.

Другие признаки и подробности изобретения вытекают из пунктов формулы изобретения и из нижеследующего описания примеров выполнения, изображенных на чертежах, на которых

фиг. 1 изображает в виде выносного элемента трубопруткового пресса его раму с установленными в ней штемпельной траверсой и держателем приемника заготовки;

фиг. 2 - вид заднего конца трубопруткового пресса без верхней поперечины и без штемпельной траверсы и держателя приемника заготовки с частичным разрезом и

фиг. 3 - поперечное сечение клапана для заполнения, интегрированного в корпусе главного цилиндра в переход к уравнительному баку, в виде выносного элемента на фиг. 2.

На фиг. 1 изображена по существу основная рама трубопруткового пресса, соответственно пресса для выдавливания фасонных изделий. Она состоит из цилиндровой поперечины 2 (или просто поперечина) и здесь не показанной, расчаленной с ней с помощью стяжных ламелей 3 передней поперечиной 4 (контрпоперечина), обозначенной в конце стяжных ламелей 3 только позицией 4. Кроме того, соединению этих конструктивных элементов с силовым замыканием способствуют сжимающие опоры 5, охватывающие стяжные ламели 3 между поперечиной 2 и передней поперечиной 4. Кроме того, сжимающие опоры 5 служат также для приема направляющей для штемпельной траверсы 6, перемещающейся в основной раме, и подвижного держателя 7 приемника заготовки. Держатель 7 приемника заготовки, содержащий приемник 8 заготовки так же, как и штемпельная траверса 6, подпирающая опережающий конец прессового поршня 11, направляемого в корпусе 9 цилиндра в передней поперечине 4 с помощью гидростатического подшипника 10 (см. фиг. 2), перемещается в примере выполнения посредством электродвигателей 12 и 13, в частности серводвигателей, в направлении 14 прессования. Такой электродвигатель 12 и 13 предусмотрен с каждой продольной стороны держателя 7 приемника заготовки и штемпельной траверсы 6. Для передачи или ввода движения шестерни электродвигателей 12 и 13 входят в зацепление с зубчатыми рейками.

К заднему концу корпуса 9 цилиндра поперечины 2 привинчен уравнительный блок 15, а к его концевой или задней стенке - цилиндрический узел или гидравлический соединительный блок 17, последний выполнен, например, как известно из ЕР 1526930 В1. В качестве опции трубопрутковый пресс 1 вместо электродвигателей 12, 13 для движений перемещения и подачи штемпельной траверсы 6 и держателя 7 приемника заготовки может быть оснащен гидравлически нагружаемыми боковыми цилиндрами и подвижными цилиндрами приемника. Для обжатия и прессования заготовки, загруженной в приемник 8 заготовки, прессовый поршень 11 содержит пресс-штемпель 18.

Как изображено на фиг. 2, в корпусе 9 цилиндра главного, соответственно, прессового цилиндра выполнен с интеграцией центральный клапан 19 для заполнения, состоящий из пространной крышки 20 клапана и кольцевого цилиндра 21 для приведения в действие клапана для заполнения. Клапан 19 для заполнения, изображенный в виде увеличенного выносного элемента, установлен на рычажном механизме 23, закрепленном на заднем конце прессового поршня 11, проходящем в уравнительный бак 15 и несущим там диск 22 золотника, с промежуточным включением воротникообразной передвижной втулки 24, на которой сидит также кольцевой цилиндр 21. При подаче гидравлического масла на изображенный на фиг. 3 задний тыловой конец поршня 25 кольцевого цилиндра 21 передвижная втулка 24 и тем самым крышка 20 клапана для заполнения переводится из своего показанного сплошными линиями положения закрытия с прилеганием к уплотнительному кольцу 26 в показанное пунктиром положение открытия, в котором клапан 21 для заполнения утапливается в подогнанную под контур выемку 27 прессового поршня 11.

В положении открытия клапана 19 для заполнения в распоряжении оказывается большое свободное проточное сечение или сечение тороидальной поверхности, через которое гидравлическое масло из уравнительного бака 15 без особого сопротивления может устремиться в камеру нагнетания корпуса 9 цилиндра позади прессового поршня 11 и наоборот. Для возврата крышки 20 клапана 20 для заполнения в положение закрытия кольцевой цилиндр 21 переключается, так что гидравлическое масло оказывается впереди поршня 25 цилиндра, после чего передвижная втулка 24 с крышкой 20 клапана для заполнения, соответственно, возвращается обратно. Маслопроводы для подачи напорного масла, подсоединенные к не показанному источнику снабжения впереди или позади поршня 25 цилиндра, снабжены на фиг. 3 позициями 28, 29 и 30, причем с напорным маслопроводом 28 согласовано демпфирующее средство 31 для крайних положений, как показано на фиг. 2.

При движениях подачи, т.е. при перемещении штемпельной траверсы 6 и/или держателя 7 приемника заготовки в направлении 14 прессования, гидравлическое масло выталкивается перемещающимся диском 22 золотника через открытую в этом случае крышку 20 клапана для заполнения или через тем самым освобожденное поперечное сечение тороидальной поверхности из уравнительного бака 15 в камеру нагнетания за прессовым поршнем 11 до тех пор, пока прессовый поршень 11 не займет своего положения для процесса прессования. Для последующего прессования клапан 20 для заполнения закрывается и усилие прессования путем подачи гидравлического масла из резервуара 32, как это показано на фиг. 2 стрелкой, направленной вверх, передается в камеру нагнетания за прессовым поршнем 11. Поскольку клапан 19 для заполнения закрыт, с перемещающимся в направлении 14 прессования прессовым поршнем 11 с помощью диска 22 золотника, подтягиваемого рычажным механизмом 23, из уравнительного бака 15 в резервуар 32 выталкивается дополнительное количество гидравлического масла, как это показано на фиг. 2 стрелкой, направленной вниз.

Для подготовки нового процесса загрузки и прессования при обратном движении прессового поршня 11 гидравлическое масло через снова открытый кольцевым цилиндром 21 клапан 19 для заполнения устремляется обратно в уравнительный бак 15, т.е. гидравлическое масло при работе трубопруткового пресса 1 без особого сопротивления постоянно передается туда-сюда. Разумеется, что для обратного движения прессового поршня 11 соответствующим образом активируются приводы (электродвигатели или передвижные цилиндры) штемпельной траверсы 6 и держателя 7 приемника заготовки.

Перечень позиций

1 трубопрутковый пресс, соответственно пресс для выдавливания фасонных изделий

2 цилиндровая поперечина

3 стяжная ламель

4 передняя поперечина

5 сжимающая опора

6 штемпельная траверса

7 держатель приемника заготовки

8 приемник

9 корпус цилиндра

10 гидростатический подшипник

11 прессовый поршень

12 электродвигатель

13 электродвигатель

14 направление прессования

15 уравнительный бак

16 концевая/задняя стенка

17 цилиндрический узел или гидравлический соединительный блок

18 пресс-штемпель

19 клапан для заполнения

20 крышка клапана/крышка клапана для заполнения

21 кольцевой цилиндр

22 диск золотника

23 рычажный механизм

24 передвижная втулка

25 поршень цилиндра

26 уплотнительное кольцо

27 выемка

28 напорный маслопровод

29 напорный маслопровод

30 напорный маслопровод

31 демпфирующее средство крайних положений

32 резервуар

Пресс имеет состоящую из цилиндровой поперечины (2) и соединенной с ней передней поперечины (4) раму c передвижным держателем (7) приемника заготовки, несущим приемником (8) заготовки и передвижной штемпельной траверсой (6). В цилиндровой поперечине (2) установлен главный прессовой цилиндр, содержащий в своем корпусе (9) прессовый поршень (11), снабженный на своем переднем, подпираемом штемпельной траверсой (6), конце пресс-штемпелем (18). С корпусом (9) цилиндра, подсоединенным к заправочному трубопроводу, соединен уравнительный бак (15), подводящий гидравлическое масло посредством диска (22) золотника, предусмотренного на рычажном механизме, закрепленном на заднем конце прессового поршня (11). Рычажный механизм (23), проходящий в уравнительном баке (15), подсоединен к источнику гидравлического масла за диском (22) золотника в направлении (14) прессования. Сокращение гидравлических затрат, в частности подсобное время, при одновременно компактной простой конструкции обеспечивается за счет того, что рычажный механизм (23) выполнен с клапаном (19) для заполнения, встроенным в переход от уравнительного бака (15) к главному цилиндру, с подгонкой под внутренний диаметр корпуса (9) цилиндра, с обеспечением выполнения функции открытия проточного поперечного сечения тороидальной поверхности. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Пресс для выдавливания труб, прутков и фасонных изделий, содержащий состоящую из цилиндровой поперечины (2) и соединенной с ней передней поперечины (4) раму пресса, в которой установлены передвижной держатель (7) приемника заготовки, несущий приемник (8) заготовки, и передвижная штемпельная траверса (6), причем в цилиндровой поперечине (2) установлен главный прессовый цилиндр, который принимает в своем корпусе (9) прессовый поршень (11), снабженный на своем переднем, подпираемом штемпельной траверсой (6), конце пресс-штемпелем (18), при этом главный корпус (9) цилиндра, подсоединенный к заправочному трубопроводу, соединен с уравнительным баком (15), подводящим гидравлическое масло посредством диска (22) золотника, предусмотренного на закрепленном на заднем конце прессового поршня (11) рычажном механизме, причем рычажный механизм (23), проходящий в уравнительном баке (15), подсоединен к источнику гидравлического масла за диском (22) золотника в направлении (14) прессования, отличающийся тем, что рычажный механизм (23) выполнен с клапаном (19) для заполнения, встроенным в корпус главного цилиндра в переходе от главного цилиндра к уравнительному баку (15), с подгонкой под внутренний диаметр корпуса (9) цилиндра и с обеспечением выполнения функции открытия проточного поперечного сечения тороидальной поверхности.

2. Пресс по п.1, отличающийся тем, что клапан (19) для заполнения состоит из крышки (20), установленной на рычажном механизме (23) над воротникообразной передвижной втулкой (24), и из охватывающего передвижную втулку (24) в направлении (14) прессования позади крышки (20) клапана кольцевого цилиндра (21), поршень (25) которого в зависимости от стороны поршня, на которую подается гидравлическое масло, переводит передвижную втулку (24) и тем самым крышку (20) клапана в положение закрытия или открытия.

3. Пресс по п.2, отличающийся тем, что имеет демпфирующее средство (31) для крайних положений в гидропроводе поршня (25) кольцевого цилиндра (21).

4. Пресс (1) по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что клапан (19) для заполнения встроен в корпус (9) цилиндра рамы пресса, в которой штемпельная траверса (6) и держатель (7) приемника заготовки приводятся в движение посредством электродвигателей (12, 13).