Золотниковое устройство для управления сетью гидравлического пресса Советский патент 1934 года по МПК B30B1/32 B21J9/12 B21J9/20 B30B15/22 

Несмотря на чрезвычайную эффективность и универсальность работ современного гидравлического пресса в штамповочно-прессовых работах, его распространение вообще и в частности его конкуренция с механическими прессами тормозится значительным расходом энергии, вследствие необходимости работать на протяжении всего хода иресса силой, превышающей максимальное усилие технологической операции, хотя бы этот участок технологического процесса являлся очень непродолжительным. В этом заключается нричина значнтельного перерасхода энергии.

Вообще большинство технологических диаграмм работы как по обработке металлов, так и в прочих производствах являются криволинейными контурами действия сил, как примерно показано на фиг. 2 - 3, относящихся к процессам прессовки и вытяжки латунных гильз. Из фиг. 3 видно, что при обычной работе пресса от одной аккумуляторной сети с давлением в 200 атм. приходится из-за небольшого участка а-i высокого давления работа1Ь под полным давлением сети в 200 атм. на длине всего участка а-м е затратой энергии в размере площади адфм. Предлагаемое зо(344)

лотнпковое устройство имеет целью устранить этот недостаток н дать возможность на каждом участке технологической диаграммы применять только соответственное давление. Так, на участке d-i-полное давление 200 атм., а на участке i-м-только 100 атм., чем съэкопомится энергия в размере площади е-л-к-ф от 30 до .

Кроме поясненных фигурой 3 общих случаев технологических криволинейных диаграмм и предлагаемого применительно к ним золотникового устройства для работы гидро-пресса в пределах давления сетп по ступенчатым диаграммам разных давлений, в практике прессовых работ часто встречаются еще другие случаи, когда моментами бывает недостаточно аккумуляторного давления в 200 атм. и необходимо таковое поднимать периодически еще выше, так, напр., как это показано на фиг. 2, до 400 атм. В таких случаях обычно применяется гидравлический мультипликатор или индивидуальный насос. Эти мультнплпкаторные п насосные способы также предусмотрены в новом золотниковом ycTpoiioTBe.

Это новое золотниковое устройство для управления сетью гидравлического

нресса, цреследующее кик досги/кепие энергетической эконоо..гип, так и разрешение производственных задач по поднятию прессу1ош,их давлений выше аккумуляторного, сконструировано в виде одного золотника для сети гкдро-нресса, включающей в себе:

1)основную аккумуляторную сеть со своими насосами и аккумулятором, давлением в 200 атм.;

2)вспомогательную аккумуляторную сеть давлением в 100 атм., питаемую или своими насосами с аккумулятором, или стационарным мультипликатором;

3)прессовый мультипликатор, находящийся при прессе, как его вслоыогательный прибор, для поднятия прессующих давлений сверх 200 ат.м.;

4)индивидуальный насос, не указанный на чертегке, присоединенный св ий напорной трубой только к золотнику.

Напорная труба пресса, мультппликаторный, насосный трубопроводы и трубопровод низкого давления прпсоедпнены к одной и той же полости золотниковой коробки, а трубопроводы среднего и высокого давления-к другой ее полости. Обе полости всегда сообщены меясду собой посредством узких каналов, имеющих целью гидравлическое торможение критических скоростей.

Золотник управляет лищь включением и выключением трубопроводов низкого, среднего и высокого давлений, причем открывание их и закрывание происходит в особой последовательности.

На чертеже фиг. 1 изображает золотниковое устройство и схему насоса с его сетью; фиг. 2 и 3-примеры индикаторных диаграмм работы пресса; фиг. 4- разрез по АБ золотника на фиг. 1.

Гидро-пресс Л (фиг, 1) имеет главный рабочий 19 работающий под управлением золотника, и ретур-цилиндры 20, дающие обратный ход прессу при управлении переключателем любой системы.

В данном случае изображен двухклаианный переключатель 14-16 завода Нильсен-Винтер, обычное действие которого заключается в том, что при открытии клапана 14 высокого давления (рычаг в положении 34), клапан 15 низкого давления закрывается и в ретур-цилиндрах появляется высокое давление, како Bbj;M давлением главному плунжеру 19 пресса сообщается обратный ход. Наоборот, переводом рычага в положение 35 клапан высокого давления 14 закрывается, а выпускной клапан 15 открывается, чем прекращается действие сжатой среды на главный плунжер щтоков ретур-цилиндров.

Золотник 1 передвигается в стальной коробке 2 в осевом направлении и может занимать три положения, соответCJBCHHO трем положениям 26, 27, 28 рычага. К коробке 2, согласно чертежу, подведены: труба 38 от основной сети высокого давления в 200 атм., располонеенная напротив труба 39 вспомогательно/ сети с давлением в 100 атм., труба 17 от како о-либо индивидуального насоса, труба 18 от цилиндра 37 прессового мультипликатора, труба 21 отвьшускной сети с ьодовоздущным котлом давлением 13 4 атм. и труба 10, соединяющая коробку 2 с главным цилиндром 19 пресса, lia iviimi золотппка 1 падета латунная гильза 8. В положении, изображенном па чертенке, когда рычаг золотника находится в пололсении 28, гильза 6 выщла из втулки 22 и поэтому происходит соединение главного цилиндра иресса через трубу 10, втулку 22 и трубу 21 с выпускной сетью. Наоборот, при положении рычага золотника 27 или 26, гильза входит во втулку 22, ее кромки приил маются к втулке и разобщают главнь Й цилрщдр пресса с выпускной сетью. Води высокого давления обеих сетей проникает в пресс через золотник, путем поднимания щариков 23, которые обычгю давлением воды сети сильно прижаты к своему седлу по нритертой новерхности и не пропускают из труб в золотниковую коробку воду высокого давления. На золотнике вделаны две шпопки 8 и 11, каковые передвигаются вместе с золотником. Когда рычаг золотника из пололсения 28 переставляют в положение 27, пшонка 11 толкает и ириподщ:мает свой щарик 23, отчего произойдет впуск в золотниковую коробку воды д«вленнем 100 axit. Вода устремится через узкие каналы 4 золотника, устраиваемыС с делт-ю гидравлического торможения 1ф11тичсских скоростей в случаях больiiinx свободных перепадов давлен; ;, ( дальнейшим свободным проходом ее

через трубу 10 в главный цилиндр пресса. Плунжер 19 пресса будет рабоаать при этом под давлением в 100 атм. Когда в ьонце этой прессовки рычаг золотника переводится в следующее положение 26, то и шпонка 8 толкнет и поднимет свой шарик 23, чем откроется впуск волы давлением 200 атм., каковая аакже у(тремится через каналы 4 и трубу 10 под плунжер 19 пресса. Но в то же время эта вода своим давлением отбросит шарик 23 для воды давлением 100 атм. и прижмет его к штуцеру 24 трубы 29, чем автоматически выключается сеть 100 атм. при действии сети 200 атм. В дальнейшем, соответственно характеру контура технологической диаграммы, можно пользоваться любым положением рычага золотника, причем положение 27 означает прессовку давлением в 100 атм., положение 26 - прессовку давлением в 200 атм. и положение 28-выпуск воды и закрытие обоих шариков 23.

Как было уже упомянуто, сеть 200 атм. является основной со своим аккумулятором и иасосйми. То же самое оборудование предвидится воздюжным и для сети 100 атм. в случае ее значительных нагрузок по потоку воды. Но если нагрузка сети 100 атм. не велика, то вместо установки в ней самостоятельных аккумуляторов и насосов можно ограничиться питанием ее из специальных стацаонарных мультипликаторов Б, каковые в свою очередь приводятся в автоматическое действие от сети 200 атм. и автоматически подают воду в сеть 100 атм., забирая воду из выпускной сети с давлением в4 атм. Для этого цилиндры 32,32 имеют переключатели, автоматически переводимые или на сеть 200 атм. или на спуск воды в канализацию. Цнлиндры 33, 33 имеют соединение с выпускной сетью с давлением в 4 атм., рз каковой они забирают воду, и соединение с сетью 100 атм., куда забранная ими вода автоматически перегоняется под давлением 100 атм., создаваемым плунлсерами, когда последние находятся под давлением сети 200 атм. Если в сети 100 атм. расхода воды нет, то мультипликаторы сами собой останавливаются в состоянии надавливания плунжерами на воду в цилиндрах 33, 33, готовые в любой момент возобнови1Ь проталкивание воды в сеть

00 атм., если таковой расход воды должен возобновиться. Когда мультипликаторы нзрасходовалп всю воду, они авт1)матически задним ходом делают повторную зарядку цилиндров 33,33 из сети 4 атм. Чтобы моменты разряда у мультипликаторов не совпадали, делаются приспособления наподобие насосов Вортингтона для их разнобойной работы.

Работа сети 200 атм. с прессовым мультипликатором для поднятия прессуюш,их давлений до 500 атм. (фиг. 2) производится тем же золотником и теми же перестановками рычага, но с выдеряской рычага во времени одной позиции, что будет объяснено в нижеследующем.

1)Пресс не работает, т. е. плунжер его неподвижен. Рычаги золотника 1 и рычаг клапанного переключателя 14-16 ретур-цилиндров (фнг. ) находятся соотвественно в положениях 28 и 34. Плунжеры ретур-цилиндров находятся под высоким давлением и прижимают главный плунжер в его начальном положении. Мультипликатор (фиг. 2) находится под высоким давлением.

2)Пресс делает холостой ход вперед, для чего рычаг клапанного переключателя переставляется в положение 35, переводящее ретур-цилиндры на выпуск путем поднятия выпускного клапана 15 и закрытия клапана 14 высокого давления. Тогда при положении рычага золотника 1 попрежнему в 28, главный плунжер 19 пресса (фиг. 1), не удерживаемый более высоким давлением штоков ретур-цилиндров, под давлением выпускной сети 4 атм. приходит в холостое движение, пока не сойдутся части штампа, укрепленные на верхней плите пресса и на плунжере 19. Плунжеры мульти пликатора В продолжают оставаться в левом положении в виду большей площади цилиндра 36 по сравнению с площадью цилиндра 37 и при одинаковом давлении в 4 атм. в обоих цилиндрах.

3)Пресс прессует на- давление сети 100 и 200 атм. после перевода рычага, золотника через позпции- 27, 26 (K.iianaHный рычаг остается в положении 35, устанавливающем в цилиндре:36 мультипликатора давление 4 атм ), тогда вода высокого давления 100-200 атм, поступает как в главный цилиндр пресса, так и по трубе 18 в цилиндр 37 мультыпяикатора, OT4ei) его плунжсрп идут в правое положение п цилиндр 37 заполняется водой. Таким образом позиция 27, 26 и 35 рычагов дает заполнение цилиндра 37 водой и лрессовку под давлением в юо-20.0 атм.

4) Пресс работает па давление до 500 атк. Для этого, оставляя рычаг золотника 1 в .позиции 26, переводят клапанный рычаг в положение 34, поднимая клапан 14 высокого давления и закрывая клапан 15 низкого давления; при этом в ретур-цилиндры и цилиндр iiS мультипликатора В уст)е.мляется вода высокого давления, отчего плунжеры мультипликатора пойдут справа налево, создавая по трубам 18-10 в главном цилиндре пресса постепенный пидъем давления от 200 атм. до 500 атм. в зависимости от отношения площадей цилиндров 36, 37. Шарики 23 автоматически прижимаются к штуцерам 24 и 40, выключая оСе аккумуляторные сети. Управляющий рычагами рабочий, глядя на манометр, в момент достижения требуемого давления под плунжером, переводит рычаг золотника в полоясение 26 выпуска, чем заканчивается прессовка иа давлении свыше 200 атм., и пресс переходит в состояние выпуска воды через трубу 10, втулку 22 и трубу 21, и под действием высокого давления П1токов ретур-цилиндров происходит обратный ход ялунлсера 19 в начальное положение.

Таким образом видно, что разница мел-еду простым прессованием 100-200 атм. и ирессованием с мультипликатором на давлении до 500 атм. заключается в том, что при простом прессовании оба рычага на позициях 26, 27, 35 одновременно переводятся на позиции 28, 34 обратного хода пресса, а при мультипликаторном прессовании на давление свыше 200 атм. перевод клапанного рычага в позицию 34 производится отдельно и ранее рычага золотника, продолжающего некоторое время оставаться в позициях 26, 27, пока мультипликатор не закончит свою прессовку.

Если воды мультипликатора не хватило на прессовку и с одного раза не удастся получить требующегося давления в прессе, то, оставляя рычаг золотника в положениях 26, 27, повторяют

передвижение 34-35-34 клапанного рычага, т. е. осуществляют вторичное заполнение водой цилиндра и тем продолжение прессования.

Таким образом, в случае фигурной диаграммы и при прочих условиях, молшо повторять сколько угодно раз прессовку мультипликатором, поднимая калхдый раз наивысшее давление под плунлсером пресса сверх 200 атм.

Такое всегда последовательное постепенное прессование (4-100-200-500- 200-100-4) золотником, ;ири двиясени 1 его рычага как вперед, так и назад, разрешает не только вопрос максимальной экономии в расходе энергия, не только конструктивный вопрос пояутнего при одной и той же траектории движения рычага образования сверхдавлений до 500 атм., но также дает легкость передвижения рычагу золотника, вследствие ступенчатого порядка давлений и нагрузок на шарик только ок;:; о 100 атм., гарантирует чрезвычайно статическое действие прессующих сил на штамп, сохраняя его долговечность, нес.готря на обычную крайнюю его леренанряженнпсть и предохраняя штамп от поломки и рабочих от увечья в случаях его поломки,-все это в условиях простейшей конструкции золотнигха п ecTecTBeHiifaix всегда неизбежных позиций одного единственного рычага. Наконец, кроме двух аккумуляторных сетей и мультипликатора, изобретенн1.1Н золитник дает возможность включения и управления совместно с аккумуляторной сетью любого индивидуально установленного насоса, каковой, в случае на,добности, присоединяется трубой 17 к золотниковой коробке 1. Такие обстоятельстза бывают при перегрузке основных iacocoB аккумуляторной станции и при наличии небольшого насоса, который нецелесообразно включать в общую аккумуляторную сеть по разным причина.:, а проще и быстрее присоединить временной трубой 17 к золотниковой коробке. Тогда холостой и обратный ходы плунлсера пресса сохраняются быстродействующими, так как ретур-цилппдры остаются на акку.гуляторной сети. Замедлена будет только прессовка от насоса в случае его слабости (рычаг золотника в гюлолхенИ 26). По в обтцем произ;:;о

дительность пресса сохраняется достаточно высокой, и в случае отсутствия мультипликатора давление можно Судет поднимать выше давления сети.

Предмет кзобретения.

1. Золотннковие устройство для управления сетью гидравлического пресса, включающего трубопроводы высокого, среднего и низкого давления, насосный и мультинликаторный, отличаюя ееся тем, что напорная труба 10 пресса, мультипликаторный трубопровод 18, насосный 17 и трубопровод 21 низкого давления присоединены к одной и той же кольцевой полости 5 золотниковой коробки 2 таким образом, что золотапк 1

, управляет лишь включением и выклю ченнем трубоировода 21 нп чкого давле нпя, тогда как остальные, всегда остаются включенными, а трубопроводн 39 и среднего и высокого давления связаны с другой кольцевой иолостыо 25 золотниковой коробки 2, всегда сообш,енной с полостью о, н снабжены шариковыми клапанами 2d, 23, для последовательного открывания которых слуI лсат выступы 11 и 8 на золотнике I. 2. Форма выполнения золотникового I устройства по п. 1, отличающаяся том, 1 что для сообп,енпя между собой кильцевых полостей 25 и 5 служат узкие кипалы 4 в кольпегзых выступах золотника 1, пмеюш,ие целью гидравлическое I торможлчце критическ11Х скоростей.