Зубчатый механизм пресса Российский патент 2024 года по МПК B30B1/00 F16H3/44 F16H19/04 

Изобретение относится к кузнечно-прессовому оборудованию и может быть использовано в механических прессах.

Известен кривошипно-шатунный механизм пресса (Патент на изобретение №RU 2466870 С2, кл. В30В 1/26, F16H 21/18), содержащий связанный с приводом эксцентриковый вал, на котором установлен шатун. Шатун связан посредством сферического шарнира с опорой в ползуне, выполненной в виде пяты с крышкой. Ползун установлен в станине с возможностью поступательного перемещения. Опора установлена в ползуне с помощью направляющих линеек и имеет возможность поступательного относительного перемещения в направлении, перпендикулярном плоскости кривошипно-шатунного механизма.

Известен привод кривошипного пресса (Патент на изобретение №RU 2011538 С1, кл. В30В 15/04), содержит электродвигатель на валу которого расположен шкив, который через клиноременную передачу связан с маховиком, на котором крепятся ведущие диски муфты, ведомые диски последней жестко связаны с приводным валом, несущим два ведущих колеса, которые, в свою очередь, через зубчатое зацепление связаны с ведомым шестернеэксцентриковым блоком (зубчатые колеса, выполненные за одно целое с эксцентриком). Последний кинематически связан с исполнительным механизмом пресса, выполненным в виде шатуна и ползуна.

Недостатками указанных исполнительных механизмов являются увеличенные массогабаритные показатели, а также значительные боковые усилия, действующие на направляющие и приводящие к их износу, обусловленные конструктивными особенностями кривошипно-ползунного механизма.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению по технической сущности и достигаемому техническому результату являетсярычажно-винтовой пресс (Патент на полезную модель №RU 2192963 С1, кл. В30В 1/18), содержащий смонтированный в направляющих ползун, связанный с ползуном винт, маховик, силовой привод в виде кривошипно-шатунного механизма. Винт сочленен несамотормозящей резьбой с закрепленной в станине гайкой. Ползун связан с шатуном через коленно-рычажный механизм с ползушкой. Один из рычагов механизма через ролик взаимодействует с установленным на станине подпружиненным кулаком. Профиль кулака обеспечивает разгон, свободное движение и подъем подвижных частей. Маховик винта соединен с винтом посредством управляемой муфты.

Недостатки прототипа обусловлены использованием рычажно-винтового механизма, имеющего большие габариты и характеризующегося наличием значительных боковых усилий в направляющих.

Технической задачей заявляемого изобретения является создание зубчатого механизма пресса, характеризующегося более высокими эксплуатационными характеристиками.

Техническим результатом является повышение компактности и снижение износа направляющих механизма пресса.

Технический результат достигается зубчатым механизмом пресса, включающим ползун, движущийся в направляющей, стол пресса, а также расположенный на ползуне и столе инструмент. Кроме того, механизм пресса дополнительно содержит корпус, в котором соосно установлены входной и выходной валы. На корпусе соосно входному валу жестко закреплено неподвижное эллиптическое зубчатое колесо. На выходном валу установлено другое эллиптическое зубчатое колесо. На входном валу установлено водило и соединено через вращательную кинематическую пару с валом сателлита, состоящего из эллиптического зубчатого колеса и эллиптической шестерни, повернутых на 180° относительно друг друга и соединенных валом, причем эллиптическое зубчатое колесо сателлита соединено с неподвижным эллиптическим зубчатым колесом одного с ним размера, а эллиптическая шестерня сателлита состоит в зубчатом зацеплении с эллиптическим зубчатым колесом одного с ним размера, при этом большие полуоси а всехэллиптических колес одинаковы. Все эллиптические колеса установлены на своих валах таким образом, что ось вращения вала проходит через точку, называемую фокусом делительного эллипса, которая расположена на большой полуоси делительного эллипса на расстоянии c₁, равном от центра делительного эллипса для одной пары колес, имеющей малую полуось b_1, и расстоянии с₂, равном для другой пары, имеющей малую полуось b₂, и таким образом достигается непрерывность их зацепления. На водиле противоположно валу сателлита на расстоянии H, равном расстоянию между осями вращения входного вала и вала сателлита, установлен противовес, масса которого равна массе сателлита. На выходном валу жестко закреплен зубчатый сектор, с которым через зубчатую передачу соединена зубчатая рейка, совершающая возвратно-поступательное движение в направляющих, при этом на зубчатой рейке закреплен ползун.

Изобретение поясняется следующими чертежами.

На фиг. 1 приведена схема зубчатого исполнительного механизма пресса, на фиг. 2 представлен разрез А-А.

Зубчатый механизм пресса состоит из корпуса 1, в котором соосно установлены входной 2 и выходной 3 валы. Неподвижное эллиптическое зубчатое колесо 4 жестко закреплено на корпусе соосно входному валу 2. Эллиптическое зубчатое колесо 5 установлено на выходном валу 3. Водило 6 установлено на входном валу 2 и соединено через вращательную кинематическую пару с валом сателлита 7. Сателлит состоит из эллиптического зубчатого колеса 8 и эллиптической шестерни 9, повернутых на 180° относительно друг друга и соединенных валом 7, причем эллиптическое зубчатое колесо сателлита 8 соединено с неподвижным эллиптическим зубчатым колесом 4 одного с ним размера, а эллиптическая шестерня сателлита 9 состоит в зубчатом зацеплении с эллиптическим зубчатым колесом 5 одного с ним размера, при этом малая полуось b₁ пары колес 4 и 8 может отличаться от малой полуоси b₂ пары колес 5 и 9, а большие полуоси а всех эллиптических колес одинаковы. Все эллиптические колеса установлены на своих валах таким образом, что ось вращения вала проходитчерез точку, называемую фокусом делительного эллипса, которая расположена на большой полуоси делительного эллипса на расстоянии c₁, равном от центра делительного эллипса для пары колес 4 и 8, и расстоянии с₂, равном для пары 5 и 9, и таким образом достигается непрерывность их зацепления. На водиле 6 противоположно валу сателлита 7 на расстоянии Н, равном расстоянию между осями вращения входного вала 2 и вала сателлита 7, установлен противовес 10, масса которого равна массе сателлита. На выходном валу 3 жестко закреплен зубчатый сектор 11. Зубчатая рейка 12 соединена через зубчатую передачу с зубчатым сектором 11 на выходном валу 3 и имеет возможность совершать возвратно-поступательное движение в направляющих 13. Ползун 14 закреплен на зубчатой рейке 12 и имеет возможность возвратно-поступательного движения в направляющей 15. Зубчатый механизм пресса также содержит стол пресса 16 и инструмент 17, расположенный на ползуне 14 и столе 16.

Зубчатый механизм пресса работает следующим образом.

При вращении входного вала 2 и соответственно закрепленного на нем водила 6 эллиптическое зубчатое колесо 8 обкатывается по неподвижному эллиптическому зубчатому колесу 4, вращательное движение колеса 8 через вал сателлита 7 и эллиптическую шестерню 9 передается эллиптическому зубчатому колесу 5 и выходному валу 3, при указанном соотношении размеров эллиптических колес выходной вал 3 через полный оборот входного вала 2 и водила 6 оказывается в том же положении, однако благодаря переменным передаточным отношениям пар эллиптических колес 8 и 4, 9 и 5 совершает возвратно-вращательное движение. При работе устройства центр масс системы звеньев, включающей водило 6, вал сателлита 7, эллиптическое зубчатое колесо 8, эллиптическую шестерню 9, а также противовес 10, находится на оси вращения входного вала, что обеспечивает высокую уравновешенность механизма пресса. Возвратно-вращательное движение выходного вала 3 передается с помощью зубчатого сектора 11 на зубчатую рейку 12, заставляя ее совершать возвратно-поступательное движение вдоль направляющих 13. Зубчатая рейка 12 приводит в движение ползун 14, движущийся вдоль направляющей 15 вниз. При подходе ползуна 14 к крайнему нижнему положению начинается операция штамповки заготовки, установленной в нижней половине штампа, закрепленного на столе пресса 16 с помощью инструмента 17. Затем, при дальнейшем повороте входного вала 2, зубчатая рейка 12 вместе с ползуном 14 совершает перемещение от крайнего нижнего положения вверх. При достижении крайнего верхнего положения рейки кинематический цикл пресса заканчивается. Далее после выемки отштампованной поковки и закладки новой заготовки цикл повторяется.

Таким образом, использование преимущественно зубчатых передач и отсутствие рычага, совершающего движение под углом к ползуну, определяют компактность и снижение износа направляющих механизма пресса, что обеспечивает достижение технического результата.

Исследования выполнялись с использованием оборудования ЦКП «Исследовательский центр пищевых и химических технологий» КубГТУ (СКР_3111), развитие которого поддерживается Минобрнауки РФ (Соглашение №075-15-2021-679).

Изобретение относится к кузнечно-прессовому оборудованию и может быть использовано в механических прессах. Зубчатый механизм пресса включает ползун, стол пресса и расположенный на ползуне и столе инструмент. Предусмотрен корпус, в котором установлены входной и выходной валы. Соосно входному валу жестко закреплено неподвижное эллиптическое зубчатое колесо. На выходном валу установлено другое эллиптическое зубчатое колесо. На входном валу установлено водило, соединенное через вращательную кинематическую пару с валом сателлита, состоящего из эллиптического зубчатого колеса и эллиптической шестерни, повернутых на 180° относительно друг друга и соединенных валом. Эллиптическое зубчатое колесо сателлита соединено с неподвижным эллиптическим зубчатым колесом одного с ним размера. Эллиптическая шестерня сателлита состоит в зубчатом зацеплении с эллиптическим зубчатым колесом одного с ним размера. На водиле противоположно валу сателлита установлен противовес, масса которого равна массе сателлита. В результате обеспечивается повышение компактности механизма и снижение износа направляющей. 2 ил.

Зубчатый механизм пресса, включающий ползун, движущийся в направляющей, стол пресса, расположенный на ползуне и столе инструмент, отличающийся тем, что механизм пресса дополнительно содержит корпус, в котором соосно установлены входной и выходной валы, неподвижное эллиптическое зубчатое колесо, жестко закрепленное на корпусе соосно входному валу, эллиптическое зубчатое колесо, установленное на выходном валу, водило, установленное на входном валу и соединенное через вращательную кинематическую пару с валом сателлита, состоящего из эллиптического зубчатого колеса и эллиптической шестерни, повернутых на 180° относительно друг друга и соединенных валом, причем эллиптическое зубчатое колесо сателлита соединено с неподвижным эллиптическим зубчатым колесом одного с ним размера, а эллиптическая шестерня сателлита состоит в зубчатом зацеплении с эллиптическим зубчатым колесом одного с ним размера, при этом большие полуоси а всех эллиптических колес одинаковы, кроме того, все эллиптические колеса установлены на своих валах таким образом, что ось вращения вала проходит через точку, называемую фокусом делительного эллипса, которая расположена на большой полуоси делительного эллипса на расстоянии c₁, равном от центра делительного эллипса для одной пары колес, имеющей малую полуось b₁, и расстоянии с₂, равном для другой пары, имеющей малую полуось b₂, и таким образом достигается непрерывность их зацепления, противовес, установленный на водиле противоположно валу сателлита на расстоянии Н, равном расстоянию между осями вращения входного вала и вала сателлита, и имеющий массу, равную массе сателлита, жестко закрепленный на выходном валу зубчатый сектор, зубчатую рейку, соединенную через зубчатую передачу с зубчатым сектором на выходном валу и совершающую возвратно-поступательное движение в направляющих, при этом ползун закреплен на зубчатой рейке.