ИМПУЛЬСНЫЙ ПРЕСС-МОЛОТ Советский патент 1973 года по МПК B21J11/00 

1

Изобретение относится к области кузнечноnpeccosoro машиностроения.

Известен импульсный лресс-молот, содержащий станину с соосно установленными один против другого по крайней мере двумя рабочими цилиндрами, один из которых соединен трубопроводом с установленными на нем импульсными клапанами с аккумулятором высокого давления.

Описываемый пресс-молот отличается от известного тем, что с целью увеличения энергоемкости и расширения технологических возможностей он снабжен винтовыми плунжерами, устаиовленнььми в полостях рабочих цилиндров, имеющих винтовую нарезку, а также смонтированными на станине по обеим сторонам оси пресса синхронизирующими цчлиндрами, при этом полость рабочего цилипдра, не соединенного с аккумулятором высокого давления, постоянно соединена с рабочими полостями синхронизирующих цилиндров, 3 которых размещены плунжеры, взаимодействующие через предусмотренный в пресс-молоте промежуточный элемент с плунжером рабочего цилиндра, соединенного с импульсным приводом.

На чертеже представлен импульсный прессмолот.

Пресс-молот включает замкнутую станину Л в которой расположены гидравлические цилиндры-гайки - 2 и верхний 3.

В цилиндрах соответственно перемещаются винтовые плунжеры 4 и 5, которые через подпятники 5 и 7 упираются в ползуны 8 и 9, перемещающиеся в направляющих станины /. Ползуны несут штампы 10.

Станина / пресс-молота представляет собой замкнутую силовую раму, стянутую колоннами или обмотанную высокопрочной лентой или проволокой, или собранную из пластин и т. д.

Для обеспечения синхронного перемещения винтовых плунжеров 4 н 5 п ползунов 8 9 применена система зависимого их перемещения, состоящая из цилиндров связи //, в которых перемещаются плунжеры 12, и трубопроводов связи 13.

Возврат подвижных частей осуществляется с помощью возвратных цилиндров 14.

Станина / крепится к фундаменту опорными лапа.ми.

Гидровинтовой пресс-молот включает, кроме общеизвестных гидравлических распределителей (на схеме не показаны), гидравлические импульсные клапаны 15 любой известной конструкции, которые располагаются на трубопроводе-волноводе 16 у нижнего винтового цилиндра 2.

На трубопроводе-волноводе 16 могут быть установлены одиночные импульсные клапаны 15 или группы таких клапанов.

Импульсные клапаны /5 располагаются между винтовым цилиндром 2 и пневмогидравлическим аккумуятором ./7 любой известной конструкции.

Время открытия импульсных клапанов 15 исчисляется тысячными долями секуиды.

Пресс-молот работает следующим образом.

В исходном положении перед ударом подвии ные части пресс-молота 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 и 12 находятся в крайних положениях соответственно нижним и верхним (правым и левым) под воздействием усилия со стороиы возвратных цилиндров 14.

Для пуска пресс-.дюлота на рабочий ход и гидравлический цилиидр 2 иодается через распределитель (любой известной конструкции) жидкость из привода хода приближения (на схеме ие показан), в результате чего нижний винтовой плунжер 4 начинает перемещаться под действием осевой гидравлической силы. Винтовой плунжер 4 приводит в движение вверх ползун 8, который перемещает плунл еры 12 в цилипдрах связи 11, в результате чего в верхний цилиндр-гайку 3 поступает в нужном объеме жидкость из трубопроводов связи 13.

Происходит зависимое от движения нижнего плунжера 4 движение верхнего плунжера 5 и ползуна 9 и осуществляется ход приближения подвижных частей.

В определенный мо1мент хода приближения по команде от концевых переключателей или с пульта управления открывается импульсный клапан 15 на трубонроводе-волноводе 16, через который из пневлюгидравлического аккумулятора 17 устремляется упругая гидравлическая ударная волна с давлением, равным давлению в аккумуляторе 17.

При отражении прямой волны от торца нижнего винтового плунжера 4 давление в ней удваивается и становится равным 2 Рак. Отраженная ударная волпа распространяется также со скоростью звука в обратном направлении к аккумулятору 17.

Если в момент подхода обратной ударной волны к импульсному клапану 15 закрыть его, что может сделать сама волна, воздействовав на механизм обратной связи (любой известной конструкции) клапана 15, то весь объем жидкости в цилиндре 2, трубопроводе-волноводе -16 будет находиться под повышенным по сравнению с аккумулятором 17, давлением.

Накопленная потенциальиая энергия сжатия жидкости и расширения стенок трубопроводов переходит в кииетическую эиергию движения подвижных частей пресс-молота. Под воздействием удвоенной осевой гидравлической силы нижний винтовой плунжер 4 получает резкое увеличение ускорения и скорости своего перемещения вверх.

Резкое перемещение плунжера 4 приводит к резкому перемещению ползуна 8 и плунжеров 12, которые, в свою очередь, резко воздействуют на столб жидкости в трубопроводах связи: ЛЗ/порождая в них упругие волны, в результате чего верхний торец верхнего винтового нлунжера 5 испытывает импульсное приложенне осевой гидравлической силы, а сам плунжер 5 также получает резкое приращение ускорения и скорости своего перемещения вниз.

При разрядке потенциальной энергии сжатия жидкости в винтовом цилиндре 2 и трубопроводе 16 и, следовательно, падения давления в до определепного уровня, вновь открывается тот же или другой импульсный клаиаи 15, в результате чего подвижиые части пресс-молота 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 и 12 получаю г очередное резкое перемеп 1,ение и резкое увеличение скорости.

Такой режим работы имеет место на всем ходе разгона подвижных частей пресс-молота до начала хода деформирования заготовки. Это дает возможность на всем ходе разгона

подвижных частей поддерживать в цилиндрахгайках 2 и 3 высокий уровень давления жидкости, ие зависящий от скорости перемещения винтовых плунжеров, сопротивлений течению жидкости в трубопроводах и падения давления газа в пневмогидравлическом аккумуляторе 17 во время его расширения, что, в свою очередь, дает возможность создать макси Мально высокий уровень ускорений подвижпых частей и разгонять их до гребуемой кинетической энергии на минимальиом ходе их разгона, увеличивая к.п.д. пресс-молота.

Во время хода деформирования заготовки импульсные клапаны 15 могут продолжать работать в указанном режиме, создавая услоВИЯ для импульсиого приложения усилия к обрабатываемой заготовке, что приводит к более интеисивному течению материала заготовки.

Такой импульсный характер приложения рабочего усилия к заготовке дает возможность штамповать детали из материалов с узким температурным интервалом штамповки из труднодеформируемых и малопластичных металлов и сплавов, получать детали с высокими и тонкими ребрами и полостями, которые затруднительно или вообще невозможно получать на существующем оборудовании. Таким образом, предлагаемый гидровинтовой пресс-молот является первой кузнечной мащиной, воздействующей па обрабатываемую заготовку четырьмя видами энергии; кинетической энергией поступательного двилсения подвижных частей, кинетической энергией вращательного движения винтовых плунжеров 4 и 5, энергией давления жидкостей в цилиндрах-гайках .2 и 5 и импульсной энергией упругих гидравлических ударных волн. Предлагаемый гидровинтовой нресс-молот

является самой энергоемкой кузнечно-нрессовой мащиной, так как концентрирует в себе все возмол ные виды полезно используемой энергии.

Гидровинтовой пресс-молот может работать

без хода приближения, тем самым значительно увеличивая подведенную к заготовке кинетическую энергию подвижных частей. Гидровинтовой пресс-молот может работать в режиме импульсного пресс-молота по описанной выше схеме в режиме обычного гидровинтового пресс-молота, когда во время деформирования в винтовой цилиндр жидкость поступает через обычные гидравлические распределители, не вызывая импульсного приложения рабочего усилия в режиме им- Ю пульсного молота, когда в момент начала деформирования заготовки полость цилиндра 2 соединяется со сливом и деформирование заготовки происходит только в результате расходования предварительно накопленной на ходе разгона подвижных частей кинетической энергии, а разгон подвижных частей происходит под действием ударных волн; в режиме обычного винтового гидравлического молота. когда разгон подвил ных частей происходит 20 без использования энергии гидравлических ударных волн; в режиме пресса статического действия, когда деформирование осуществляется только за счет энергии давления жидкости, подаваемой из гидропривода через обыч- 25 ные гидравлические распределители в цилиндр 2; в режиме импульсного гидравлического пресса, когда деформирование заготовки происходит под действием импульсного приложения рабочего усилия при работе импульсных 30 гидравлических клапанов 15, создающих упругие гидравлические ударные волны в цилиндре 2 и трубопроводе-волноводе 16. После совершения рабочего хода полость цилиндра 2 соединяется со сливом, и под воз- 35 действием возвратных цилиндров 14 подвижные части иресс-молота занимают исходное положение. Наиболее целесообразным является схема предлагаемого пресс-молота с нижним при- 40 водным винтовым цилиндром 2 по причине большей устойчивости, компактности и надежности. Однако возможно исполнение пресс-молота с верхним приводным цилиндром 3 и, следовательно, с импульсными клапанами 45 15 на его главном трубопроводе. 5 15 Предлагаемый гидровинтовой пресс-молот, основанный на принципе встречного движения винтовых рабочих плунжеров (бесшаботный), полностью исключает вредное воздействие ударных нагрузок на фундамент, окрзжающие здания и сооружения и дает возможность создавать мощные пресс-молоты усилием в десятки тысяч тонн и с энергией, выражаемой сотнями и тысячами тонно-метров, которой невозможно достичь на существующем кузнeчнo-пpeccoвo оборудовании. Импульсные клапаны 15 могут быть настроены на работу по определенной программе с обратно связью в завис 1мости от режимов работы пресс-молота. Очевидно, что изобретение не ограничивается выщеописанным примером его осуществления. Исходя из него, могут быть предусмотрены другие виды использования и другие варианты осуществления, Предмет изобретения Импульсный нресс-молот, содержащий станину с установленными один против другого по крайней мере двумя рабочими цилиндрами, один из которых соединен трубопроводом через импульсный клапан с аккумулятором высокого давления, отличающийся тем, что, с целью увеличения энергоемкости и расщирения технологическ1 х возможностей он снабжен винтовыми плунжера.ми, установленны.ми в полостях рабочих цилиндров, имеющих винтовую нарезку, а также смонтированными на станине по обеим сторонам от оси пресса синхронизирующими цилиндрами, при этом полость рабочего цилиндра, не соединенного с аккумуляторо.м высокого давления, постоянно соединена с рабочими полостями синхронизирующих цилиндров, в которых размещены плунжеры, взаимодействующие с подштамповой плитой, закрепленной на плунжере рабочего цилиндра, соединенного с импульсным приводом.

W

16