Вертикальный штамповочный пресс Советский патент 1992 года по МПК B30B15/04 

Изобретение относился к кузнечно- прессовому машиностроению, а именно к конструкциям штамповочных прессов

Известен вертикальный штамповочный пресс, содержащий станину, размещенный в гидронаправляющих ползун, стол узел крепления верхней части штампа к ползуну, средства соединения нижней части штампа со столом в виде плиты и узла гидроподпора последней относительно стола, а также трубопровод, соединяющий узел гидропривода с гидронаправляющими

Недостатком известного пресса является низкое качество штампуемых изделий и малая стойкость штампа вследствие упругой деформации направляющих элементов вместе со станиной в момент штамповки.

Целью изобретения является повышение качества штампуемых изделий и стойкости штампа,

Поставленная цель достигается тем, что известный вертикальный штамповочный

пресс, содержащий станину, размещенный в гидронаправляющих ползун, стол, узел крепления верхней части штампа к ползуну, средства соединения нижней части штампа со столом в виде плиты и узел гидроподпора последней относительно стола, а также трубопровод, соединяющий узел гидропривода с гидронаправляющими, снабжен уравнове- шивателем ползуна в виде двух гидроцилиндров, корпуса которых закреплены на станине, а штоки поршней соединены с ползуном, гидронаправляющие выполнены в виде установленных на фундаменте вертикальных упругих стоек и плунжерных гидро- цилиндров, горизонтально размещенных попарно на верхнем и нижнем уровнях оп- позитно один другому в каждой паре с возможностью взаимодействия плунжеров со стойками, упомянутый узел гидроподпора выполнен в виде плунжерных гидроцилиндров, вертикально размещенных в столе с возможностью взаимодействия плунжеров

С

с плитой, а трубопровод выполнен в виде двух отдельных линий, каждая из которых соединяет один из вертикальных плунжерных гидроцилиндров с двумя горизонталь- ными плунжерными цилиндрами, размещенными с противоположных сторон ползуна соответственно, один на верхнем, а другой - на нижнем уровнях, а также со штоковой полостью одного и поршневой полостью другого гидроцилиндров уравнове- шивателя. Крометого, штамповочный пресс снабжен упругим элементом, размещенным по периметру плиты между ней и стойками, а торцы плунжеров гидроцилиндров выполнены сферическими.

На фиг. 1 показан предлагаемый пресс, общий вид; на фиг. 2 представлена схема, показывающая повышение давления жидкости в одной гидролинии при повороте ползуна в направляющих против часовой стрелки; на фиг. 3 - то же, в другой гидролинии при повороте ползуна в направляющих по часовой стрелке.

Вертикальный штамповочный пресс соде :,-,кит станину 1, закрепленную на фундаменте 2, на которой смонтирован привод ползуна, включающий электродвигатель, маховик, муфту, тормоз, клиноременную и зубчатые передачи (привод на общем виде условно не показан) и приводящий во вращение кривошипный вал 3, связанный ша туном 4 с ползуном 5 Ползун установлен в направляющих элементах (стойках) 6, которые выполнены в виде установленных на фундаменте 2 вертикальных упругих стоек, несвязанных со станиной 1 и столом 7 пресса. В станине смонтированы плунжерные гидравлические цилиндры 8, 9, 10 и 11, размещенные попарно на верхнем и нижнем уровнях оппозитно один другому в каждой паре, плунжеры которых находятся в контакте своими сферическими торцами с обратной (нерабочей) стороной направляющих стоек 6, Оси этих гидроцилиндров расположены горизонтально, перпендикулярно продольной оси пресса, вдоль которой перемещается ползун 5. В столе 7 пресса размещен узел гидроподпора, выполненный в виде плунжерных гидравлических цилиндров 12 и 13, оси которых размещены вертикально, параллельно продольной оси пресса. На сферических торцах плунжеров, помещенных в гидроцилиндры 12 и 13, установлена с возможностью угловых и линейных смещений плита 14, по периметру которой закреплен, например приклеен, упругий элемент 15. Плита 14, представляющая собой узел крепления нижней части 16 штампа, упирается в упоры 17, прикрепленные к направляющим стойкам 6 Ползун 5 с

узлом крепления верхней части 18 штампа соединен посредством штоков 19 с поршнями, помещенными внутрь цилиндров 20 и 21 уравновешивателей ползуна. Оси цилиндров уравновешивателей, установленных вертикально, параллельны продольной оси пресса Нижняя 16 и верхняя 18 части штампа связаны между собой направляющими элементами 22.

Все гидравлические цилиндры соединены двумя гидролиниями, например, выполненными в виде жестких трубопроводов. Первая гидролиния 23 соединяет вертикальный плунжерный гидроцилиндр 12 с двумя

горизонтальными плунжерными гидравлическими цилиндрами 8 и 11, размещенными с противоположных сторон ползуна, соответственно, один на верхнем, а другой - на нижнем уровнях, а также со штоковой полостыо цилиндра 20 и поршневой полостью цилиндра 21 уравновешивателей. Вторая гидролиния 24 соединяет вертикальный гидроцилиндр 13 с двумя горизонтальными плунжерными цилиндрами 9 и 10, а также с

поршневой полостью цилиндра 20 и штоковой полостью цилиндра 21 уравновешивателей, Для компенсации утечек жидкости в процессе работы обе гидролинии могут быть соединены со вспомогательными насосными приводами или с гидроаккумуляторами (на чертеже не показаны).

Пресс работает следующим образом. Перед началом эксплуатации все гидравлические цилиндры и гидролинии заполняются жидкостью. При включении привода пресса (условно не показан) ползуч 5 совершает возвратно-поступательное перемещение в направляющих стойкех 6. В случае перемещения ползуна 5 с верхней частью 18

штампа без перекосов относительно его нижней части 16 подвижная плита 14 равномерно давит на плунжеры гидроцилиндров 12 и 13, создавая одинаковое давление жидкости в обеих гидролиниях 23 и 24. Этим

давлением плунжеры всех гидравлических цилиндров 8, 9, 10 и 11 прижимаются к обратной (нерабочей)стороне и обеспечивают подпор направляющих стоек 6, повышая их жесткость. Крометого, происходит выборка

зазора между ползуном и направляющими элементами, увеличенного вследствие износа их сопряженных поверхностей, В процессе перемещения ползуна 5 вниз жидкость из штоковой полости цилиндра 20 уравновешивателя по гидролинии 23 перекачивается в поршневую полость цилиндра 21 уравно- вешивателя, а из штоковой полости цилиндра 21 по гидролинии 24 в поршневую полость цилиндра 20 Это обеспечивает бо- лее плавную работу привода и равномерный

ход ползуна. При выполнении разделительных операций типа вырубки, пробивки, отрезки и т.п., когда происходит скол материала, имеет место резкий сброс рабочего усилия и разгрузка станины пресса. После резкого сброса рабочей нагрузки возникающие в станине динамические усилия и упругие колебания быстро гасятся за счет того, что передаются на сжатую жидкость в верхних и нижних полостях цилиндров уравновешивателей ползуна, которые являются также и гидравлическими амортизаторами (демпферами).

При обратном холостом ходе ползуна давление в вертикальных гидроцилиндрах 12 и 13 и в обеих гидролиниях 23 и 24 падает, а прижатие плунжеров к направляющим элементам уменьшается, что приводит к возрастанию зазора между ползуном и направляющими. При обратном ходе это об- стоятельство не влияет на точность штамповки, но при этом уменьшаются силы трения в направляющих и энергетические потери в приводе на хопостой ход. Плита 14 поднимается вверх до упоров 17, а упругий элемент 15 центрирует ее в среднем (исходном) положении.

В случае поворота ползуна 5 с верхней частью 18 штампа, например, против часовой стрелки относительно его точки подве- ски (точки соединения ползуна с шатуном) перекашивается также нижняя часть 16 штампа, связанная с верхней частью направляющими элементами 22 (см.фиг.2). Перекос ползуна может быть вызван геометрическими погрешностями изготовления и сборки штамповочного пресса, износом опорных подшипников, вкладышей большой и малой головки шатуна, а также упругой деформацией станины пресса под нагрузкой. Это приводит к угловому повороту ппиты 14, жестко соединенной с нижней частью 16 штампа, путем перекатывания или скольжения относительно сферических торцэв опорных плунжеров, установленных в вертикальных гидроцилиндрах 12 и 13. Вследствие наклона плиты 14 плунжер в гидравлическом цилиндре 12 смещается вниз на большую величину по сравнению с плунжером в цилиндре 13. Поэтому в гидро- линии 23 (условно показана на фиг. 2 толстой линией) возникает высокое давление жидкости, а в гидролинии 24 (условно показана на фиг. 2 тонкой линией)- более низкое давление. Под действием жидкости высоко- го давления плунжеры горизонтальных гидроцилиндров 8 и 11 прижимаются к направляющим стойкам 6 со значительным усилием, компенсируя упругие деформации направляющих, вызванные перекосом ползуна 5. Плунжеры горизонтальных гидравлических цилиндров 9 и 10 под действием жидкости низкого давления воздействуют на направляющие элементы 6 с меньшим усилием. Такое неравномерное воздействие плунжеров по длине направляющих упругих стоек обеспечивает выравнивание ползуна, Выравниванию ползуна также способствует подача жидкости высокого давления в штоковую полость цилиндра 20 уравновешивателя и в поршневую полость цилиндра 21 уравновешивзтеля, тогда как в поршневую полость цилиндра 20 и в штоковую полость цилиндра 21 поступает жидкость низкого давления. За счет разности давления жидкости в поршневой и штоко- вой полостях гидравлических цилиндров 20 и 21 их поршни, связанные штоками 19 с ползуном, стремятся повернуть последний по часовой стрелке относительно его точки подвески, тем самым восстанавливая правильное положение ползуна 5 относительно направляющих стоек б,

При перекосе ползуна 5 с верхней частью 18 штампа, например, по часовой стрелке относительно его точки подвески (см.фиг.3) угловой поворот подвижной плиты 14 приводит к значительному смещению вниз плунжера вертикального гидроцилиндра 13 и к незначительному - плунжера вертикального гидроцилиндра 12. Возникает высокое давление жидкости в гидравлической линии 24 (условно показана на фиг. 3 толстой линией) и более низкое в гидравлический линии 23 (условно показана на фиг. 3 тонкой линией). Жидкость высокого давления поступает е горизонтальные плунжерные гидроцллиндр.-i 9 и 10, поршневую полость гидро.линдра 20 и в штоковуга полость гидр01. илиндрЈ 21, обеспечивая поворот ползуна 5 против часовой стрелки относительно течки подвески и выравнивая его положения в пространстве. Прижатие сферических торцов плунжеров горизонтальных гидроцилиндров 9 и 10 к обратной (нерабочей) стороне направляющих стоек 6 напротив точек касания перекошенного ползуна способствует уменьшению их упругой деформации и обеспечивает подпор направляющих, консольно закрепленных в фундаменте. Наличие жидкости низкого давления в плунжерных цилиндрах 8 и 11, штоковой полости цилиндра 20 и поршневой полости цилиндра 21 предотвращает попадание в гидросистему воздуха из атмосферы, который вследствие своей сжимаемости может нарушить работоспособность предлагаемого штамповочного пресса.

Данный вертикальный штамповочный пресс обеспечивает технико-экономический эффект от внедрения благодаря повышению качества штампуемых изделий и стойкости штампа за счет следующих факторов:

-отсутствия влияния упругой деформации станины под нагрузкой на направляющие стойки, выполненные и закрепленные в фундаменте отдельно от станины и стола пресса;

-поджатия направляющих упругих стоек к ползуну и выборки зазора между ними в процессе хода ползуна вниз, что обеспечивается без дополнительного источника жидкости высокого давлемия только за счет усилия деформации изделия, развиваемого Прессом;

-выравнивания ползуна, в случае его перекоса, за счет разного давления жидкости в двух гидролинмях, одна из которых С0я&зна, например, с четными плунжерными гидроцилмндрами, а другая - с нечетны- Mi , а также попеременно с верхними и нижними полостями поршневых гйдроци- линдров уравночешивателей;

- демпфирования динамических нагрузок /, упругих колебаний деталей пресса при резком снятии нагрузки в процессе выполнения разделительных операций (при сколе материала) благодаря амортизирующему (демпфирующему) действию жидкости в полостях уравновешивающих гидроцилиндров;

-у 4еньшенме энергетических потерь в приводе на обратный холостой ход ползуна вследствие увеличения зазора между ползуном и направляющими стойками при падении давления жидкости в обеих гидролиниях.

Формула изобретения 1. Вертикальный штамповочный пресс, содержащий станину, размещенный в гидронаправляющих ползун,стол,узел крепления верхней части штампа к ползуну средства соединения нижней части штампа со столом в виде плиты и узла гидроподпора последней относительно стола, а также трубопровод, соединяющий узел гидропривода

с гидронаправляющими, отличающий- с я тем, что, с целью повышения качества штампуемых изделий и стойкости штампа, он снябжен уравновешивагелем ползуна в виде двух гидроцмлмндров, корпуса которых закреплены на станине, на штоки поршней соединены с ползуном, гидронап- ,раЕ ляющие выполнены в виде установленных на фундаменте вертикальных упругих стоек п плунжерных гидроцилиндров, горизонтально размещенных попарно на верхнем и нижнем уровнях оппозитно один ругому в каждой паре с возможностью взаимодействия плунжеров со стойками, упомянутый узел гидроподпора выполнен в виде плунжерных гидроцилиндров, вертикально размещенных в столе с возможностью взаимодействия плунжеров с плитой, а трубопровод выполнен в виде двух отдельных линий, каждая из которых соединяет один

из вертикальных плунжерных гидроцилиндров с двумя горизонтальными плунжерными цилиндрами, размещенными с противоположных сторон ползуна соответственно один на верхнем, а другой на нижнем уровнях, а также со штоковой полостью одного и поршневой полостью другого гидроцилиндров уравновешивателя,

2 Пресспо п.1,отлича ющийсятем, что он снабжен упругим элементом, размещенным по периметру плиты между ней и стойками, а торцы плунжеров гидроцилиндров выполнены сферическими.

Использование в области кузнечно- прессового машиностроения. Сущность: ползун 5 установлен в направляющих элементах 6, которые выполнены в виде установленных на фундаменте 2 вертикальных упругих стоек, несвязанных со станиной 1 и столом 7. В свою очередь в станине 1 смонтированы плунжерные гидравлические цилиндры 8, 9, 10 и 11, плунжеры которых установлены с возможностью контакта своих сферических торцов со стойками. В случае перекоса ползуна 5 плита 14 взаимодействует с плунжерами гидроцилиндров 12 и 13, которые связаны гидролиниями с гидроцилиндрами 7, 8, 10 и 11. Плунжеры последних перемещают вертикальные стойки, выравнивая ползун 5. 1 з.п. ф-лы, 3 ил

Фаз. 2