Станина штамповочного молота Советский патент 1983 года по МПК B21J13/04 

(54) СТАНИНА ШТАМПОВОЧНОГО МОЛОТА

Изобретение относится к. обработке металлов давлением, в частности к оборудованию для горячей штамповки. Известна станина молота, содержащая плиту, стойки, станинные и головные шпильки с прухсинами и шабот, состоящий из нескольких плит со штиф тами между ними tlJНеобходимость выполнения шабота станины составным диктуется, с одной стороны, требованиями обеспечения коэффициента полезного действия удара, с другой - возможностью изготовления отливки шабота, ее транспорти ровки, обработки и монтажа. Работа молота с подобной станиной сопровождается раскрытием стыков между плита ми шабота, последующим соударением, попаданием окалины на опорные поверх ности , что приводит к их износу l . Происходит раскрвлтие стыка и мехД стойками и шаботом, так как они соединены шпильками с упругими связями в виде пружин, которые служит для уменьшения нагрузок на шпильки. Это также сопровождается интенсивным, до 10-15 мм в год и зачастую неравно мерным износом опорных поверхностей стоек, выходом из строя станины молота и необходимостью ее капитального ремонта. Известна станина штамповочного . молота, содержащая плиту для установки цилиндров, стойки, шабот из одной или более плит со штифтами между ними и цапф, соединенных между собой силовым элементом в виде замкнутого гибкого бандажа из высокопрочной ленты р. Данное устройство уменьшает раскрытие стыка между плитами шабота и подсасывание в стык окалины, с тем не способствует повышению долговечности плит из-за контактного износа и связанной с ним вьфаботки опорных поверхностей. Из-за этого появляются зазоры на опорных поверхностях, плиты шабота начинают работать в циклическом режиме на изгиб, следствием чего является их усталостное ра1Йру1чение. Кроме того, при появлении зазора ослабляется затяжка бандажа, стягивающего плиты шабота. Выработка опорных поверхностей (ликзовидная форма) появляется в связи с тем, что высота и площадь в плане плит шабота и штампа не обеспечивают восприятие нагрузки от штампа всей .опорной поверхности плиты шабота.

при этом работает на сжатие ее центральная часть, которая и сминается в большей степени, чем периферийная зона, образуя линзовидный зазор. Ослабление затяжки бандажа происходит за счет смятия периферии опорных поверхностей. Недостатками устройства также являются его сложность, необходимость длительной разборки для замены плит шабота. Следует указать также, что это устройство не обеспечивает устранение износа опорных поверхностей стоек и шабота.

Цель изобретения - повыаение срока службы путем предотвращения раскрытия стыков стоек с шаботом и плит шабота.

Поставленная цель достигается тем что в станине штамповочного молота, включающий плиту для установки цилиндров,, соединенную стойками с шаботом, состоящим из одной или более плит, стянутых штифтами, на опорной поверхности верхней плиты шабота под стойками и на опорной поверхности каждой нижележащей плиты шабота выполнены герметичные полости, заполненньле вязким материалом, например, эпоксидной смолой, контактирующим с опорными поверхностями стоек и вьлиележащих плит шабота, при этом площадь полости и. ее высота связаны между собой выражением

/-1 гл г 1

апр

где Л, - глубина полости;

d и - соответственно коэффициент поверхностного натяжения и динамическая вяз кость заполняющей полост жидкости J

FO - площадь полости в плане, G - вес каждой нижележащей

плиты шабота,

V скорость движения шабота

после удара;

F - максимальное усилие, развиваемое молотом. Возникающие после удара молота восстанавливающие. силы- (силы упругости) стремятся отбросить плиты шабота одну от другой. При этом относительная скорость отскока плит шабота, которая нарастает от нуля до (Максимальной величины, за,счет высокой контактной жесткости практически мгновенно и на весьма малом пути достигает 40-5-0 см/с. В данной конструкции силам упругости противодействуют силы вязкостного сопротивления, которые пропорциональны относительно скорости отскока плит шабота, и силы сцепления таким образом, что энергия отскока на небольшом пути, равном деформации вязкого материала,

равна работе сил вязкостного сопротий ления и сил .сцепления. Это и обеспечивает нераскрытие стыка. Находящийся в полости между плитами вязкий материал перераспределяет нагрузку на практически всю контактную поверхность плит шабота, что позволяет избежать появление зазоров и уменьшить связанн1.1е с ним изгибные напряжения, «апример, верхней плиты шабота. Таким образом, если шабот и подвергается ;изгибным нагрузкам, то воспринимаются они всей его высотой (т.е. суммар;ной высотой всех частей шабота как единого целого) и в 30-50 раз меньше. Это также способствует повышению долговечности шабота.

АналоЗгичные явления происходят в стыке между стойками и шаботом, где относительному движению шабота и стоек также препятствуют силы вязкостного сопротивления.

Площадь полости и высота связаны между собой выражением

cif о / i/JMFj -G-где Л, - высота полости,

oi. -.соответственно коэффициен поверхностного натяжения и динамическая вязкость заполняющего полость материала при температуре нагрева- стоек и плит шабота работающего молота (обычно 50-бОс) ; FO - площадь полости в плане; G - вес каждой нижележащей

плиты шабота) V - скорость движения шабота

после удара;

F - максимальное усилие, развиваемое молотом.

Верхняя граница диапазона (1) определяет нераскрытия стыков при работе молота.

Аналитическое выражение для нее получено с использованием формулы, которая дает зависимость силы Р противодействия относительному движению со скоростью пластин, между котор лми расположен слой жидкости с вязкостью XJ .

±

В данном случае это уравнение решается относительно высоты полости Д R- приведенный радиус. Принимаем, что максимальной величине высоты д соответствует максимальное значение действующего усилия. Уменыйая величину верхней границы для высоты А , .принимаем в качестве силы Р максимашьное усилие, развиваемое молотом. Как показывает расчет дина№1ческой модели станины с использованием ЭВМ ЕС-1020, в качестве относительной скорости движения плит шабота с точностью до 10% по величине высоты Л может быть принята начальная скорост послеударного отскока шабота как еди ного целого. Нижняя граница для высоты полости А определяет условие разборки шабота при необходимости замены одной из плит. Она получена с использованием формулы, которая дает зависимость для величины силы сцепления Р в жидкости между смачиваемыми пластинами площадью V. ° Р- -л- Подставляя вместо величины силы р все одной из плит шабота, получаем выражение для нижней границы диапазЬ на значений высоты полости. При значении вмсоты полости вьше нижней гра ницы силы вязкостного сопротивления становятся меньше действуттих усилий и стык раскрывается, а при значении высоты полости ниже нижней границы силы сцепления становятся больше вес нижележащей плиты шабота и разборка шабота без специальных приспособлений значительно затрудняется. Послед нее, а также тот факт,, что старение ВЯЗКИХ жидкостей в тонких пленках происходит значительно быстрее, определяет целесообразность выполнения именно полости, а не установления плиты шабота на другую только с промазкой такой жидкостью. На фиг.1 представлена вертикальна проекция станины штамповочного молот на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1 профильной плоскостью. Станина содержит плиту 1 для установки, цилиндров, стойки 2, шабот, состоящий из плит 3-5. На опорной поверхности верхней плиты 3 шабота. . под стойками 2 выполнены полости б, на верхней опорной поверхности плит 4 и 5 выполнены полости 7 с опорными торцами 8 и 9 на. двух противоположны сторонах полостей 6 и 7. Полости б и 7 являются незамкнутыми и заполнены вязкой жидкостью, например эпоксидной, полиуретано-эпоксидной смоло Для предотвращения вытекания вязкой жидкости из полостей 6 в плите 3 в местах прохода станинных шпилек 10 установлены уплотнительные манжеты 11. По двум другим сторонам полостей 7 торцы 12 выполнены таким образом, что они образуют горизонтальные зазорыС и вертикальные зазоры б с вышележеидими плитами 3 и 4. В зоне сты ка между стойками 2 и верхней плитой 3 шабота имеются вертикгшьные зазоры «. Для предотвраи1ения относптельного смещения плит шабота, стоек и подцилиндровой плиты в горизонтальной плоскости используют штифты 13, для стоек - клинья 14 и 15, пружины 16, станинные шпильки 10 и головные шпильки 17. Конструкция работает следующим образом. После удара молота часть его энергии передается шаботу, который начинает двигаться вниз со скоростю отскока, достигающей 0,5-0,6 м/с, а стойки 2 с плитой 1 остаются непсэдвижными. При этом пружины 16 на : шпильках 10 и 17 прижимают плиту 1 к стойкам 2, а стойки 2 к клиньям 14 и 15, при этом сдвиг плит 3-5 шабота предотвращается штифтами 16. Скорость отскока шабота последовательно передается плитаМ 3-5 шабота, при этом их контактные поверхности сжимаются и возникают силы упругости, препятствующие сжатию и стремящиеся отбросить плиты 3-5 одну от другой. Силам упругости противодействуют силы вязкостного сопротивления вязкого материала, наход.ящегося в полостях 7. Величина сил вязкостного сопротивления пропорциональна скорости относительного движения плит 3-5 шабота, причем, когда величина этих сил . больше величины сил упругости, стре.мящихся отбросить плиты 3-5 друг от друга, стыки не раскрываются. При этом работа сил вязкостного сопротивления на небольшом по величине пути деформации вязкого материала не , чем энергия отскока плит 3-5. В стыке стоек 2 с плитой 3 шабота также при отскоке шабота после удара от неподвижных стоек 2 возникают силы вязкостного сопротивления вязкого материала, находящегося в полости 6, препятствующие относительному движению стоек 2 и плиты 3. Силы вязкостного сопротивления препятствуют отрыву стоек 2 и плиты 3 шабота и стык между ними не раскрывается. Находящийся в полостях 6 и 7 вязкий материал сжимается после удара под воздействием опорных поверхйостей стоек 2 и вышележащих плит 3 и 4 шабота, а избыточное давление на вязкий материал компенсируется выходом части его объема в зазоры О и э После прекращения сжатия под действием сил сцепления избыток вязкого материала затекает обратно в полости б и. 7. Таким образом, давление вязкого .материала на торцы 8 и 9 полостей б и 7 в процессе работы молота остается постоянным. При сборке станины в полость, выполненную на плите 5, помещают вязкий материал в объеме, превышакнцем объем полости 7. Поскольку вязкость M териала высока, он не растекается ,цо опускания вмцележащей плиты 4. После опускания плиты 4 на торщл 8 под действием веса плиты вязкий мате риал распределяется в полости 7 так, что опорная поверхность плиты 4 контактирует с вязким материалом и с торцами 8 ;гпиты 5,, а его излишек выдавливается в зазоры а и сГ . Анало1ично производится установка вышележшцей плиты 3 и стоек 2. Далее на стойках 2 монтируется подцилиндровая плита 1. При демонтаже станины стойки 2 и плиты 3-5 шабота разъединяют с помощью обычного подъемно-транспортного оборудования/ создающего усилие подъ ема при малой его скорости. При этом разъединению частей шабота противодействуют силы сцепления вязкого fla1териала, в€ личина которых в случае виполнения высоты Д полостей б и 7 и соотношения: (l) невелика и по величи не меньше веса нижележащей плиты шабот а о Предлагаемое устройство позволяет уменьшить величину раскрытия стыков между стойками и шаботом и между пли тами шабота. Уменьшение величины рас крытия стыков предотвращает попадание окалины на опорные поверхности деталей станины, неравномерный интен сивный износ этих поверхностей при работе молота и поломки плит шабота из-за возникающих при этом их изгибных колебаний. Экономический эффект может быть получен за счет увеличени продолжительности межремонтных циклов и дополнительного выпуска продук ции при сокращении простоgв молота во время демонтажа деталей- станины молота и последующего восстановления их опорных поверхностей. Формула изобретения Станина штамповочного молота, содержащая плиту для монтажа цилиндров соединенную стойками с шаботом, состояидам из одной или более плит, соединенных между собой штифтами, отличающаяся тем, что, с целью повышения срока службы путем гфедотвращения раскрытия стыков стоек с шаботом и-плит шабота, на опорной поверхности верхней плиты шабота под стойками и на опорной поверхности каждой нижележащей плиты шабота выполнены полости, заполненные вязкой жидкостью, контактирующей с опорными поверхностями стоек и вьшележащих плит шабота, при этом площадь полости и высота ее связаны между собой выражениемгде oijAt соответственно коэффициент поверхностного натяжения и динамическая вязкость заполняющей полость жидкости/ FO - площадь полости в плане; G - вес каждой нижележащей плиты шабота; V - скорость движения шабота после удара; F - максимальное усилие,развиваемое МОЛОТОМ, Д - BFJcoTa полости. Источники информации, принятые во внимание При экспертизе 1. Щеглов В.Ф. Совершенствование кузнечного оборудования ударного дей ствия. .М., Маишностроение, 1968, с. 73, рис. 40. И. Авторское свидетельство СССР о заявке № 2715376/25-27, кл. В 21 J 13/00, 22.01.79 (прототип).

A A