Гидравлическая установка для высокоскоростного разделения металла Советский патент 1986 года по МПК B21J7/24 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к конструкции машины для обработки металлов давлением о

Цель изобретения - повышение КПД и долговечности установки для высоскоростного разделения металла путем снижения потерь энергоносителя и предохранения системы управления от динамических нагрузок.

На фиг. 1 изображена гидравличекая установка для высокоскоростног разделения металла, общий вид на

фиг. 2 - узел I на фиг. 1; на фиг.З- разрез А-А на фиг. 1 .

Установка гидравлическая для высокоскоростного разделения металла состоит из станины , на которой смонтирован рабочий цилиндр 2 со ступенчатым штоком 3 и крышкой 4. На крьппке 4 установлен соосно цилиндру 2 зарядный цилиндр 5. Тяговый шток 6 зарядного цилиндра 5 установлен, с возможностью возвратно-посту- .пательного перемещения внутри полости цидиндра 2 и в полости 7, выполненной в верхней ступени штока 3. Полость 7 сообщается с полостью рабочего цилиндра 2 посредством окон 8 5 вьпюлненных в ступенчатом штоке 3. На торце крьшки 4 со стороны рабочего цилиндра 2 расположено торцовое уплотнение. 9, образующее при контакте с торцом штока 3 управляющую полость 10. Она соединена через предохранительно-разгрузочный клапан 11 и канал 12 с гидрораспределителем и станцией гидропривода {не показаны) . Клапан 11 состоит из плунжера 13 с дроссельными отверстиями 14 и штока 15, плунжерной I6 и клапанной

17полостей.

1В нижней части рабочего цилиндра

2расположены демпфирующие прокладки

18и I9 и кольцевая демпфирующая по- лость 20.

Зарядный гидроцилиндр 5 снабжен скалкой 21, на которой закреплен упор 22, взаимодействующий с конечными выклюрчателями 23 и 24. Штоко- вая полость зарядного цилиндра 5 соединена со станцией гидропривода (не показана) каналом 25. Поршневая полость зарядного цилиндра 5 соединена со станцией гидропривода каналом 26. Каналы 25 и 26 служат для управления работой зарядного гидроцилиндра 5. Рабочий цилиндр 2 соединен со станцией.гидропривода каналом 27, который служит для контроля и установки рабочего давления в полости рабочего цилиндра 2,

Сменный, ударник 28 установлен на хвостовике рабочего штока 3 при помощи разрезной втулки 29 и выполнен двухступенчатым. Большая по диаметру ступень ударника 28 равна диаметру нижней ступени штока 3. Раз-, резная втулка 29 охватывает выступ, образуемый нижней ступенью штока 3 и большей ступенью ударника 28. 15заимодействующие наружная поверх- ность разрезной втулки 29 и внутренняя поверхность стопорящей втулки 30 вьшолнены коническими самотормозящими. Угол конуса направлен в сторону,

противоположную направлению удара. Установка работает Следуюш 1М образом.

Установка рабочего цилиндра 2 по каналу 12 заполняется рабочей жидкостью, затем канал 12 перекрывается. Максимальное рабочее давление жидкости в рабочем цилиндре настраивается предохранительным клапаном (не показан) , соединенным с рабочим цилиндром 2 каналом 27.

, Ступенчатый шток 3 и шток 6 зарядного цилиндра 5 в исходном положении находятся в нижнем положении, при этом шток 3 своей средней ступенью опирается на демпфирующую прокладку 18.

В штоковую полость зарядного цилиндра 5 подают давление по каналу 25. Шток 6 зарядного цилиндра 5 перемещается вверх и поднимает шток 3 до упора его в торцовое уплотнение 9 крьшки 4. При подъеме рабочего штока 3 в ПОЛОСТЬ рабочего цилиндра 2 входит средняя ступень штока 3. Так как диаметр d средней ступени штока 3 больше диаметра d штока 6, то объем рабочего цилиндра 2 уменьшается. При этом за счет сжимаемости рабочей жидкости уменьшается объем рабочей жидкостичину

,2 , г

в рабочем цилиндре 2 на вели- hir

Ч Т

«-d

где d - диаметр штока 6 зарядного цилиндра;

d, - диаметр средней ступени штока 3; 55 h - величина хода штока 3.

Давление в рабочем цилиндре 2 при этом повьштается на величину лР, и становится равным Р, (Р, + йР, ), где

31248719

РО -исходное рабочее давление в раочем цилиндре. Это первая -ступень сжатия рабочей жидкости, за счет которого повьшается давление в рабочем цилиндре 2.,5

При подъеме ступенчатого штока 3 в крайнее верхнее положение до контакта с торцовым уплотнением 9 упор 22, закрепленный на скалке 21, воздействует на конечный выключатель О 24, который подает сигнал на переклю- ч,ение гидрораспределптелей (не показаны), соединяющих канал 12 со сливом и поршневую полость зарядного цилинда 5 через канал 26 со станцией гид- i5 опривода. При этом управляющая поость 10, образованная при контакте верхнего торца штока 3 с торцовым плотнением 9, соединяется со сл1фом по каналу 12 через клапан 11. Поэтому 20 авление в управляющей полости 10 . падает. За счет разности давлений в полости 10 и в полости рабочего цилиндра 2 шток 3 прижимается к торцовому уплотнению 9 с силой, равной 25 произведению давления Р на эффективную площадь

s f (),

где D - диаметр верхней ступени зо

штока 3.

Этим усилием шток 3 надежно при- жимается к торцовому уплотненрш 9.

Одновременно с соединением канала i 12 со сливом поршневая полость зарядого цилиндра 5 через канал 26 со- динйется со станцией гидропривода. ри этом шток 6 зарядного цилиндра 5 перемещается вниз в полость 7 тока 3, уменьшая при этом объем этой полости. В результате этого абочая жидкость дополнительно сжиныекат 18 лос

упл упр нен 16 рав от при 10 про го 16. 14, 13, быт лов ног при ние . плу

пре ны, в к тем рав выр 16 13 ние

ног ет сиг ста т,е а т лен

nir

мается на величину лУ,

А так как полость 7 сообщена окнами 8 с полостью рабочего цилиндра 2, то давление в.рабочем цилиндре

2повьш1ается на величину АР и становится paBHbJM Р (РО+&Р, +йР2). Происходит вторая ступень сжатия жидкости.

В конце хода шток 6 нижним торцом упирается в дно полости 7 штока 3 и отрьшает его от уплотнения 9. Шток

3под действием энергии сжатой жидкости ускоренно устремляется вниз

« наносит удар.

5

О i5 20 25

зо

5

0

5

Излишки энергии, неиспользованные, например, при разделении проката, гасятся упругими прокладками 18 и 19 жидкостью в кольцевой полости 20.

До отрьгоа штока 3 от торцового уплотнения 9 избыточное давление в управляющей полости 10 и в соединенных с ней канале 12, полостях 16 и 17 демпфирующего устройства равно нулю. Но при отрыве штока 3 от торцового уплотнения 9, т.е. при сообщении управляющей полости 10 с полостью рабочего цилиндра 2, происходит импульсный заброс высокого давления в подплунжерную полость 16. Ввиду малого диаметра отверстий 14, вьтолненных в стенке плунжера 13, и кратковременности скачка избыточного давления (импульса),обусловленного .быстрым сбросом избыточного давления от максимума до нуля, при нанесении удара высокое давление не распространяется дальше под- . плунжерной полости 16 клапана 11,

Оно воздействует на плунжер 13 и, преодолевая усилие .возвратной пружины, перемещает его до упора штока 15 в канал 12, мгновенно перекрывая его, тем самым предохраняя магистраль управления от гидроудара. Затем после выравнивания давления в подплунжерной 16 и клапанной 17 полостях плунжер 13 возвращается в исходное положение, открывая канал 12.

В нижнем положении поршня зарядного гидроцилиндра 5 упор 22 нажимает конечньш выключатель 23, дающий сигнал на соединение канала 12 со станцией гидропривода для подпитки, т,е. пополнения возможных утечек, а также поддерживания исходного давления в рабочем цилршдре.

Рабочий цикл установки завершен.

Если d - диаметр штока зарядного цилиндра, d, .- диаметр средней ступени рабочего штока, то, например,

1 ,555 для конкретных значений

параметров установки.

При различных значениях исходных параметров установки отношение d, /d может.быть различным. Оптимальным является отношение d /d,равное 1 ,5-1 ,6.

Экономическая эффективность от использования предлагаемой установки обеспечивается путем повътения КПД и долговечности установки.

фцг. 1

П

;//

16

фиг. г

фиг.З