Винтовой пресс Советский патент 1992 года по МПК B30B1/18 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к конструкции прессов.

Целью изобретения является повышение КПД и надежности пресса.

Указанная цель достигается тем, что винтовой пресс, содержащий смонтированный в направляющих станины ползун с закрепленной в нем гайкой, сопряженной с установленным в опорах станины винтом, приводной маховик, смонтированный в опорах станины, с встроенной в нем для соединения с винтом фрикционной муфтой, включающей ведущие и ведомые фрикционные диски и дополнительный диск, связанный посредством серег с поршнем муфты, и приводные упоры ограничения положения серег, а также пружины, дроссели, пневмо- распределители, ресиверы и закрепленные на станине Цилиндры возвратного хода ползуна, связанные штоками с кронштейнами ползуна, а нижними полостями магистралью - с ресивером, снабжен смонтированным на размещенном в маховике торце винта подшипником, дополнительной пружиной и дополнительными магистралями с пневмо- распределителем соединения верхних полостей цилиндров возвратного хода ползуна с ресйй , дополнительная пружина уста- новлена между упомянутым подшипником и маховиком, при этом штоки цилиндров возвратного хода ползуна закреплены на кронштейнах сверху.

На фиг. 1 изображен пресс с частичными разрезами, общий вид; на фиг. 2 - узел I на фиг. 1; на фиг. 3 - узел И на фиг. 1; на фиг.

4- узел 111 на фиг,1 (при ходе ползуна вниз и его крайнем верхнем положении); на фиг.

5- то же. при ходе ползуна вверх и ходе деформирования заготовки; на фиг. 6 - пневмосхема пресса.

Винтовой пресс содержит станину 1, в направляющих которой установлен ползун 3, в котором установлена гайка 4, сопряженная с винтом 5, на котором выполнена пята 6. Винт 5 установлен подвижно в опорах станины 1, состоящих из подпятника 7 и подшипника 8. На винте 5 при помощи гайки 9 закреплена шлицевая втулка 10 с ведомыми дисками 11 и 12 муфты сцепления. На верхней части винта 5 установлен подшипник 13, на котором установлена предварительно сжатая дополнительная пружина 14. На опоре 15, установленной на станине 1 пресса, на подшипниках 16 установлен маховик 17, который через клиноременную передачу 18 и шкив 19 соединен с электродвигателем 20. Муфта снабжена ведущим диском 21, дополнительным диском 22 и фрикционными накладками 23.

Управление муфтой осуществляется от цилиндра 24, жестко связанного с маховиком 17, поршнем 25. Подвод и отвод воздуха в цилиндр 24 осуществляется через подводящую втулку 26, жестко связанную с цилиндром 24 и маховиком 17, и трубопроводы 27. Дополнительный диск 22 связан с поршнем 25 при помощи серег 28. Для ограничения поворота дополнительного диска 22 в

момент включения муфты предусмотрены приводные упоры 29, установленные в цилиндрах ЗО.Подвод воздуха в цилиндры 30 осуществляется через подводящую втулку 26, дроссели 31 и трубопроводы 32. Цилиндры 30 снабжены пружинами 33. Возвратный ход поршня осуществляется при помощи шпилек 34 и пружин 35.

Ползун 3 снабжен кронштейнами 36, связанными со штоками 37 цилиндров 38,

установленных на станине 1 пресса, причем штоки 37 установлены над кронштейнами 36. В прессе предусмотрен тормоз, состоящий из тормозного барабана 39, колодки 40 с фрикционной накладкой 41 и цилиндра 42

с пружиной 43.

Управление прессом осуществляется Пневматической системой, состоящей из двухпозиционных распределителей 44-46, ресиверов 47 и 48, редукционного клапана

49, манометра 50.

Пресс работает следующим образом. Сжатый воздух поступает из пневмосе- ти в ресиверы 47 и 48 и далее в пневмоси- стему. При помощи манометра 50

контролируется давление Сжатого воздуха и при необходимости регулируется редукционным клапаном 49. Ползун 3 находится в крайнем верхнем положении, винт 5 неподвижен, так как колодка 40 с фрикционной

накладкой 41 прижата к тормозному барабану 39 при помощи пружины 43. Поршень 25 находится в крайнем верхнем положении под действием пружины 35. Из ресивера 48 сжатый воздух поступает в нижние полости

цилиндров 38 и через пневмораспредели- тель 46 в верхние полости цилиндров 38. Таким образом ползун 3 находится под действием силы F:

50

F G+(Fi-F2)-n,

(D

где G - вес ползуна 3 с гайкой 4;

Fr pnD2/4 - сила, действующая на поршень цилиндра 38 в верхней части ци- 55 линдраЗЗ;

Fa pn (D-d) /4 - сила, действующая на поршень цилиндра 38 в нижней части цилиндра 38;

р - давление воздуха в ресивере 48; D - диаметр поршня цилиндра 38;

d - диаметр штока 37;

n - количество цилиндров 38.

Действие силы F направлено вниз, в результате чего ползун 3 с гайкой 4 стремятся переместиться вниз и нижняя поверхность резьбы гайки 4 смыкается с верхней поверхностью резьбы винта 5 (фиг.4), обеспечивая возможность смазки верхней поверхности резьбы гайки 4 и нижней поверхности резьбы винта 5.

Полость цилиндра 30 соединена с атмосферой и упоры 29 под действием пружин 33 препятствуют повороту серег 28.

Включается электродвигатель 20, который через шкив 19 и клиноременную передачу 18 разгоняет маховик 17 до заданной угловой скорости WM Маховик 17 запасает кинетическую энергию

ТЭМ 1м СО м/2 ,

где IM - момент инерции маховика 17.

Для включения муфты подается команда на включение распределителей 44 и 45, давление поступает от ресивера 47 и 48 в полости цилиндров 24 и 42. Колодка 40 с фрикционной накладкой 41 освобождает тормозной барабан 39, а поршень 25 совершает движение вниз до смыкания дисков 22, 11, 21, 12 и маховика 17, одновременно сжимая пружины 35 через шпильки 34. Повороту дополнительного диска 22 и серег 28 препятствуют приводные упоры 29. Муфта включена.

Винту 5 передается крутящий момент от маховика 17. Диски 22, 11,21, 12 и маховик 17 вращаются как одно целое. Силы трения, возникающие между фрикционными плоскостями, препятствуют повороту дополнительного диска 22 и серег 28. Давление от ресивера 47 поступает в полость цилиндров 30 через дроссели 31. Приводные упоры 29 перемещаются в положение, в котором невозможен их контакт с серьгами 28. Под действием крутящего момента винт 5 разгоняется до скорости вращения маховика. Винт 5 и маховик 17 вращаются как одно целое с кинетической энергией

Там - IMB О) мв/2 ,

где IMB - 1М + IB - суммарный момент инерции маховика 17 и винта 5.

При вращении винта 5 гайка 4 свинчивается вниз и опускает ползун 3, на который также действует усилие F, поэтому при ходе ползуна 3 вниз происходит смазка нижней поверхности резьбы винта 5 и верхней поверхности резьбы гайки 4 (фиг.4). Усилие на

ходе вниз совершает полезную работу разгона ползуна 3. а также обеспечивает постоянный зазор д между пятой 6 и подпятником 7 (фиг.З), поэтому винт 5 вращается только

5 на подшипнике 8, имеющем низкий коэффициент трения, что увеличивает КПД пресса. Перед встречей рабочего инструмента с заготовкой подается команда на включение распределителя 46, верхние полости цилин10 дров 38 соединяются с атмосферой. Нижние полости цилиндров 38 по- прежнему связаны с ресивером 48 и создают усилие Fa n, которое передается на ползун 3 и гайку 4. Происходит перебег зазора резьбы и верх15 няя поверхность резьбы гайки 4 смыкается с нижней поверхностью резьбы винта 5, что обеспечивает работу резьбы во время хода деформирования заготовки по предварительно смазанным поверхностям. Одновре20 менно обеспечивается доступ смазки к нижней поверхности резьбы гайки 4 и верхней поверхности резьбы .винта 5.

Винт 5 воспринимает от гайки 4 усилие F2 n - G, поэтому винт 5 стремится пере25 меститься вверх на величину д (фиг.З). Для предотвращения соприкосновения пяты 6 с подпятником 7 предусмотрена предварительно сжатая дополнительная пружина 14. Усилие Fn дополнительной пружины 14 пе30 редается на маховик 17 через корпус подводящей втулки 26 и цилиндра 24 и на винт 5 через подшипник 13.

При достаточно большой величине силы Fn маховик 17 может переместиться вверх,

35 поэтому Fn выбирается из условия

F2 n - G-GB Fn GM.

(4)

где GB - вес винта 5;

40 GM - вес маховика 17 и других деталей, жестко связанных с маховиком 17.

Происходит встреча рабочего инструмента с заготовкой, осуществляется ход де- формирования. Работа деформирования

45 производится за счет накопленной кинетический энергии маховика 17, винта 5 и ползуна 3.

При этом усилие деформирования Рд передается с рабочего инструмента на

50 ползун 3 и через резьбу гайки 4 на винт 5. Винт 5 перемещается вверх на величину зазора д и усилие Рд через пяту б и подпятник 7 передается на станину 1. Электродвигатель 20 на рабочем ходе не

55 отключается и продолжает передавать энергию маховика 17.

Величина крутящего момента, передаваемого муфтой с учетом трения в винтовом механизме, подпятнике 7, подшипниках 8 и 13

MH-Pp,DcpiQ(a+py2v

.(5)

где Dcp - средний диаметр резьбы винта 5;

«-угол наклона резьбы винта 5;

р приведенный угол трения.

Во время рабочего хода усилие деформирования Рд увеличивается. ГТри дйётиже- нии заданного усилия РД1 момент в винтовом механизме достигает момента настройки муфты

Мм1 РД1 Dcp tg (а +/э)/2 (6)

При дальнейшем росте усилия деформирования ведомые диски 11 и 12 проскальзывают относительно ведущего диска 21 и маховика 17, а дополнительный диск 22 продолжает вращение под действием сил трения вместе с диском 11. Происходит поворот серег 28, при этом поршень 25 опускается вниз до соприкосновения буртов шпилек 34 с корпусом цилиндра 24 и усилие поршня 25 передается корпусу цилиндра 24.

Муфта отключена. Во время процесса деформирования заготовки усилие Рд создает упругую деформацию станины 1. После окончания процесса деформирований станина 1 стремится вернуться в исходное положение, при этом происходит отскок ползуна 3 с верхней частью инструмента от нижней части инструмента, закрепленной на станине 1. Винт 5 под действием дополнительной пружины 14 перемещается вниз, обеспечивая зазор 6 между пятой 6 и подпятником 7. При этом винт 5 соприкасается только с подшипниками 8 и 13 качения, что облегчает вращение винта 5 при возвратном ходе ползуна 3,

В конце хода деформирования подается команда на отключение распределителя 44, полость цилиндра 24 соединяется с атмосферой, поршень 25 поднимается в исходное положение под действием пружин 35, Дополнительный диск 22 с серьгами 28 возвращается в исходное положение.

Под действием силы F2 n-G ползун 3 С гайкой 4, вращая винт 5 совершает возвратный ход. В крайнем верхнем положении ползуна 3 подается команда на отключение распределителя 45. Полость цилиндра 42 соединяется с атмосферой. Под действием пружины 43 колодка 40 с фрикционной накладкой 41 взаимодействует с тормозным барабаном 39 и затормаживает винт 5 и ползун 3. Подается команда на отключение

распределителя 46. Верхние части цилиндров 38 соединяются с ресивером 48. Под действием силы F происходит перебег зазора в резьбе пары винт 5 - гайка 4, при этом

соприкасаются предварительно смазанные верхняя поверхность резьбы гайки 4 и нижняя поверхность резьбы винта 5. Пресс готовят к следующему ходу. За время движения ползуна 3 вверх, за

время технологической паузы и части хода вниз электродвигатель 20 разгоняет маховик 17 до номинальной скорости вращения, обеспечивая заданную кинетическую энергию, необходимую для деформирования следующей заготовки, происходит также наполнение ресиверов 47 и 48 сжатым воздухом.

Предлагаемая конструкция обеспечивает стабильную смазку рабочих поверхностей резьбы пары винт 5 - гайка 4, что повышает надежность пресса, а также исключает трение в паре пята б - подпятник 7 на ходе пресса вниз и вверх, кроме хода деформирования заготовки, что увеличивает КПД пресса и его надежность.

Формула изобретения Винтовой пресс, содержащий смонтированный в направляющих станины ползун с закрепленной в нем гайкой, сопряженной

с установленным в опорах станины винтом, приводной маховик, смонтированный в опорах станины, с встроенной в нем для соединения с винтом фрикционной муфтой, включающей ведущие и ведомые фрикционные диски и дополнительный диск, связанный посредством серег с поршнем муфты, и приводные упоры ограничения положения серег, а также пружины, дроссели, пневмо- распределители, ресиверы и закрепленные

на станине цилиндры возвратного хода ползуна, связанные штоками с кронштейнами ползуна, а нижними полостями магистралью - с ресивером, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД и надежности, он снабжен смонтированным на размещенном в маховике торце винта подшипником, дополнительной пружиной и дополнительными магистралями с пневмо- распределителем соединения верхних поГостей цилиндров возвратного хода ползуна, с ресивером, дополнительная пружина установлена между упомянутым подшипником и маховиком, при этом штоки Цилиндров возвратного хода ползуна закреплены на кронштейнах сверху,

П

4К

г глф Qbtt 6Ј $i

U

Использование: получение изделий штамповкой. Сущность изобретения: пресс содержит смонтированный в направляющих 2 станины 1 ползун 3 с закрепленной в нем гайкой 4. Винт 5, связанный резьбой с гайкой 4, через пяту б и подшипник 8 уста.п новлен в станине 1. Между пятой 6 и подпятником 7 возможен переменный зазор за счет осевого перемещения винта 5. Над кронштейнами 36 ползуна 3 установлены цилиндры 38 возвратного хода ползуна 3, штоки 37 которых связаны с кронштейнами 36. Дополнительная пружина 14 через подшипник 13, установленный на торце винта 5, размещенном в приводном маховике 17, препятствует подъему маховика 17 со встроенной муфтой при перемещении винта 5 вверх под действием цилиндров 38. В период холостого перемещения ползуна 3 и выполнения рабочего хода за счет давления сжатого воздуха, подаваемого в нижние и верхние полости цилиндров 38, обеспечивается смазка резьбовых поверхностей винта и гайки. В период деформирования резьба винта 5 и гайки 4 работает по предварительно смазанным поверхностям. 6 ил. к , гз СО VI ся о ю ел ел

9S609U

f

Vbr.f

Гп-С

Фиг. 5

Фю.6