Кривошипный пресс Советский патент 1992 года по МПК B30B1/06 

Изобретение относится к кузнечно- прессовому машиностроению, а конкретно к конструкции кривошипных прессов.

Известен кривошипный пресс, содержащий станину, в направляющих которой установлен ползун, связанный шатуном с эксцентриковым валом и маховик с приводом, связанный с эксцентриковым валом фрикционной муфтой включения. Привод муфты осуществляется от пневмоцилиндра, питаемого через распределители от цеховой пневмосети.

Пресс обладает рядом недостатков, основными из которых являются: необ.ходи- мость иметь дополнительный энергоноситель в виде сжатого воздуха, большой шум при работе пресса от выхлопа воздуха из цилиндра муфты, ударные нагрузки фрикционных накладок от ударов массивного поршня, необходимость иметь пневмосистему управления прессом с контрольной и управляемой пневмоаппаратурой.

Известен также кривошипный пресс, содержащий станину, в направляющей которой установлен ползун, связанный шатуном с экцентриковым валом и установленный на эксцентриковом валу маховик с фрикционной муфтой включения с приводом от рычажной системы.

V4 v|

ON SO 00

о

00

Недостатком известного пресса являет- ч то что усилие, передаваемое через рычажную систему от привода на муфту, замыкается через подшипники маховика на станину пресса, что снижает надежность работы подшипника и пресса в целом, приводит к дополнительному расходованию энергии и снижению общего КПД пресса.

Указанные недостатки существенно снижают эффективность работы пресса.

Целью изобретения является повышение эффективности работы пресса, заключающейся в том, что в предлагаемой конструкции пресса не создается осевых усилий, воздействующих на подшипники маховика, а работа, совершаемая приводом включения муфты, суммируется с работой электродвигателя привода маховика, что повышает эффективный КПД пресса.

Указанная цель достигается тем, что кривошипный пресс, содержащий станину, в направляющих которой установлен ползун, связанный шатуном с эксцентриковым валом и установленный на эксцентриковом валу на подшипниках маховик, связанный передачей с электродвигателем и фрикционную муфту, ведущие и нажимной диски которой связаны с маховиком, а ведомые диски с эксцентриковым валом и тормоз эксцентрикового вала, а также механизм перемещения нажимного диска муфты в виде толкателей, установленных в маховике с возможностью взаимодействия с нажимным диском приводного элемента с приводом его перемещения и рычажных систем, закрепленных на маховике и выполненных каждые с двуплечим рычагом, сочлененным одним концом с толкателем, а другим с промежуточным рычагом и приводным элементом, выполненным в виде поворотного, смонтированного на маховике с возможностью вращения кулачка, профиль рабочей поверхности которого образован в виде участков каждый с двумя эвольвентами, радиус окружности одной из которых больше радиуса окружности другой, привод кулачка выполнен в виде закрепленного на станине дополнительного электродвигателя, а промежуточный рычаг размещен с возможностью поворота в плоскости, перпендикулярной оси эксцентрикового вала.

На фиг.1 изображен общий вид пресса с разрезами; на фиг.2 - общий вид муфты с разрезами; на фиг.З - вид по стрелке А фиг.1; на фиг,4 - вид по стрелке Б фиг.2; на фиг.5 - профиль кулачка; на фиг.6 - характеристика дополнительного электродвигателя,

Кривошипный пресс содержит станину 1, в направляющих 2 которой установлен

ползун 3, связанный шатуном 4 с эксцентриковым валом 5. На эксцентриковом валу 5 на подшипниках 6 установлен маховик 7, который ременной передачей 8 и шкивом 9 связан с электродвигателем 10, установленным на станине 1. Муфта содержит неподвижный ведущий диск 11, подвижный ведущий диск 12, нажимной диск 13, связанные с маховиком 7 и ведомые диски 14с фрикци0 онными накладками 15, связанные через шлицевую втулку 16 сэкцентриковым валом 5. На маховике 7 на крышке 17 на подшипниках 18 соосно эксцентриковому валу 5 установлен приводной кулачок 19, образую5 щие поверхности 3i и Эг которого контактируют с роликами 20, установленными на одном из плеч двуплечих промежуточных рычагов 21, установленных на осях 22 на крышке 17 маховика 7. Вторым плечом дву0 плечие промежуточные рычаги 21 через сферические опоры 23 и толкатели 24 связаны с другими двуплечими рычагами 25, которые в свою очередь также через сферические опоры 23 и толкатели 24, установ5 ленные в крышке 17, взаимодействуют с- нажимным диском 13. Нажимной диск 13 подпружинен через шпильки 26 пружинами 27. Кулачок 19, ролики 20, рычаги 21 и другие детали, смонтированные на крышке 17, за0 крыты кожухом 28, С кулачками 19 жестко связан шкив 29, соединенный посредством ременной передачи 30 с дополнительным электродвигателем 31, установленным с опорой 32 на станине 1 пресса.

5 Пресс снабжен тормозом 33 эксцентрикового вала 5. Тормоз 33 может иметь любую известную конструкцию.

Кривошипный пресс работает следующим образом.

0 Конструкция пресса позволяет осуществлять работу в режимах одиночного хода, автоматических ходов и наладки. Перед началом работы пресса включается электродвигатель 10. Ползун 3 при этом занимает

5 крайнее верхнее положение, тормоз 33 включен, дополнительный электродвигатель 31 обесточен, нажимной диск 13 отведен пружинами 27 в крайнее правое положение, муфта отключена.

0 Под действием крутящего момента от электродвигателя 10 маховик 7 приводится во вращательное движение, при этом во вращательное движение приводится и электродвигатель 31, так как вращение его валу

5 передается от маховика 7, крышки 17, рычагов 21 и роликов 20 на кулачки 19, шкив 29 и ременную передачу 30.

Передаточное отношение между валом дополнительного электродвигателя 31 и маховиком 7 выбрано таким образом, чтобы

при вращении маховика 7 при включенном электродвигателе 10 скорость «эд вращения вала дополнительного электродвигателя 31 была выше его критической скорости УК и ниже номинальной скорости од вращения (фиг.6).

Для совершения, например, одиночного хода тормоз 33 растормаживается и включается дополнительный электродвигатель 31 и на его валу возникает крутящий момент МЭд1, который через ременную передачу 30 передается на шкив 29 и кулачки 19.

Таким образом, на кулачки действует крутящий момент

Мк МЭд М,

0)

где I - передаточное отношение ременной передачи 30.

Под действием момента Мк кулачок 19 начинает вращаться относительно маховика 7 в сторону вращения маховика 7 и воздействует образующей эвольвентной поверхностью Јh на ролики 20 (фиг.5) и отклоняет их от центра вращения маховика 7. При этом возникает сила FI

(2)

где RI - радиус окружности эвольвенты 3i. Величина радиуса RI выбрана таким образом, чтобы при повороте кулачков 19 отклонения роликов 20 и рычагов 21 были максимальными при минимальном угле поворота кулачков 19, a FI была достаточной для перемещения нажимного диска 13. При этом сила нажатия на нажимной диск 13

Из l2-l«

Fnp,

(3)

где И и 2 - плечи рычагов 21;

1з и и - плечи рычагов 25;

Fnp суммарное усилие пружин 27.

Перемещение роликов 21 по эвольвентам 3i обеспечивает быстрое перемещение нажимного диска до силового контакта ведущих 11 и 12 дисков и ведомых дисков 14.

При сближении дисков ролики переходят на эвольвенты За (фиг.5) с радиусом R2 окружности меньше радиуса RI окружности эвольвенты 3i. При этом сила нажатия на нажимной диск 13 равна

F2H

Мэд-i .Мз

Rz I2-I4

(4)

где На - радиус окружности эвольвенты 32.

Значения величин, входящих в уравнение (4), выбираются таким образом, чтобы усилие Ран нажатия на нажимной диск 13 и следовательно усилие на фрикционных накладках муфты было достаточным для создания необходимого расчетного момента муфты. Муфта включена. Совместно с маховиком 7 вращается эксцентриковый вал 5, ползун 3 опускается вниз. В конце хода вниз

0 совершается деформирование заготовки (на рисунках не показана) и последующий ход вверх ползуна 3.

При подходе ползуна 3 к верхнему положению дополнительный электродвигатель

5 31 обесточивается, активный момент МЭд исчезает, исчезает и момент МЭд I на кулачках и следовательно усилие на фрикционных накладках муфты.

На обмотки дополнительного электро0 двигателя 31 подается постоянное напряжение, которое создает на валу тормозной момент, под действием которого скорость вращения вала дополнительного электродвигателя 31 снижается, снижается и скоро5 сть вращения шкива 29 и становится меньше скорости вращения маховика 7. Кулачки 19 поворачиваются относительно маховика 7 в сторону вращения маховика 7. Ролики 20 обкатывают эвольвенты 3i ку0 лачков 19, а затем и эвольвенты 32 кулачков 19 и под действием пружин 27 рычаги 21 занимают первоначальное положение, показанное на фиг.4. Нажимной диск 13 отведен в крайнее правое положение (фиг.2).

5 Муфта отключена. Дополнительный электродвигатель 31 обесточивается - с его обмоток снимается постоянное напряжение. Включается тормоз 33, эксцентриковый вал 5 и ползун 3 останавливаются. Цикл одиноч0 ных ходов закончен.

При автоматических ходах дополнительный электродвигатель 31 не отключается при подходе ползуна 3 в крайнее верхнее положение и тормоз не включается.

5 Наладочный режим осуществляется последовательными отключением и включением дополнительного электродвигателя 31 и тормоза 33.

Предлагаемая конструкция пресса

0 позволяет осуществлять включение и отключение муфты непосредственно от электродвигателя без использования сжатого воздуха. Энергия, расходуемая дополнительным электродвигателем 31. суммирует5 ся с энергией электродвигателя 10. Время отключения муфт существенно меньше по сравнению с временем отключения муфты с приводом от пневмоцилиндра, так как при обесточивании момент на валу дополнительного электродвигателя 31 падает до

нуля мгновенно и время отключения муфты определяется только упругой разгрузкой дисков и рычажной системы муфты.

При отсутствии необходимости быстрого отвода нажимного диска 13 достаточно только обесточить дополнительный электродвигатель 31, не подавая на его обмотки постоянный ток.

Тормозной момент на валу дополнительного электродвигателя 31, момента трения в подшипниках, сопротивление ременной передачи 30 и усилия пружин 27 достаточно для отвода нажимного диска 13.

Предлагаемая конструкция пресса позволит существенно повысить эффектив- ность его работы за счет увеличения быстроходности пресса, снижения шума при эксплуатации и возможности применять прессы в цехах при отсутствии сжатого воздуха. Электрическое управление вклю- чением муфты упрощает систему управления и синхронизацию работы муфты и тормоза.

Формула изобретения

Кривошипный пресс, содержащий ста- нину, в направляющих которой установлен ползун, связанный шатуном с эксцентриковым валом, и установленный на эксцентриковом валу на подшипниках маховик,

связанный передачей с электродвигателем, муфту, ведущие и нажимной диски которой связаны с маховиком, а ведомые диски - с эксцентриковым валом, тормоз эксцентрикового вала, а также механизм перемещения нажимного диска муфты в виде толкателей, установленных в маховике с возможностью взаимодействия с нажимным диском, приводного элемента с приводом его перемещения и рычажных систем, закрепленных на маховике и выполненных каждая с двуплечим рычагом, сочлененным одним концом с толкателем, а другим - с промежуточным рычагом и приводным элементом, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности в работе пресса, приводной элемент выполнен в виде смонтированного на маховике с возможностью вращения поворотного кулачка, профиль рабочей поверхности которого образован в виде участков, каждый с двумя эвольвентами, радиус окружности одной из которых больше радиуса окружности другой, привод кулачка выполнен в виде закрепленного на станине дополнительного электродвигателя, а промежуточный рычаг размещен с возможностью поворота в плоскости, перпендикулярной оси эксцентрикового вала,

Использование: в кузнечно-прессовом машиностроении, а именно, в конструкциях кривошипных прессов. Сущность: пресс снабжен установленными на маховике 7 со- осно экцентриковому валу 5 кулачками 19, образующие поверхности которых контактируют с роликами 20, установленными на концах одного из плеч промежуточных двуплечих рычагов 21, смонтированных с возможностью поворота на маховике 7 и связанных вторым плечом через двуплечие рычаги 35 и толкатели 24 с нажимным диском 13 муфты. Кулачки 19 неподвижно соединены со шкивом 29, который передачей связан с дополнительным электродвигателем, установленным на станине пресса. Профили образующих поверхностей каждого кулачка 19 выполнены в виде двух последовательно составленных эвольвент, первая из которых имеет радиус окружности больше радиуса окружности второй эвольвенты. 6 ил. я о Ё

Jff J/

N1

29

//

22

21

20

Фиг 4.

Фиг.З Ъб ид 6

79

20

22

20

19

Я,

фиг. 5