Механический пресс Советский патент 1979 года по МПК B30B15/00 

размещенных вдоль оси вала по другую сторону колена, причем массы этих элементов, расстояния от центров масс элементов до оси вала и расстояния от центров масс элементов до середины колена вдоль оси вала выбраны в соответствии с соотношениями

Ш,, 2Ж,, + Ш,R, Rs(Q,5M, + М,).

На фиг. 1 схематически представлен исполнительный механизм пресса; на фиг. 2, 3 и 4-исполнительный механизм пресса в трех рабочих положениях, когда ползун находится соответственно в нижней мертвой точке, на половине хода и в верхней мертвой точке.

Коленчатые валы 1 и 2 параллельны друг другу и связаны зубчатыми колесами 3 и 4. На коленчатом валу 1 размещена эксцентричная часть 5, а на валу 2 - эксцентричная часть 6. Коленчатые валы идентичны по конструкции, а эксцентричные части ориентированы на них так, что обе приходят в верхние и нижние мертвые точки одновременно. Со стороны эксцентричной массы на коленчатом валу 1 находится противовес 7, а на валу 2 - противовес 8. Центр масс противовеса 7, обозначенный Mwa, диаметрально противоположен в радиальном направлении центру массы Mr эксцентричной части 5. Радиус эксцентриситета центра массы Mwa обозначен Rwa, тогда как радиус эксцентриситета центра массы Мт эксцентричной части 5 обозначен радиусом RS.

Расстояние вдоль оси вала центра массы Mwa от центра массы Mr обозначено размером LwaУ зубчатого колеса 3 центр масс обозначен Mga, а радиус эксцентриситета Rga. Расстояние вдоль оси вала от центра масс зубчатого колеса Mga до центра массы Mr эксцентричной массы 5 коленчатого вала 1 обозначено размером Lgo.

В положении коленчатого вала 1, когда центр масс эксцентричной части 5 находится в нижней мертвой точке, инерционные усилия направлены: fco эксцентричной части 5 - вертикально вниз, Fga зубчатого колеса 3 - вертикально вверх, а противовеса 7 - вертикально вверх.

Идентичные центры масс, относящиеся к ним размеры и инерционные усилия для элементов валов 1 и 2 аналогичны, но различие состоит в том, что последняя буква индекса для элементов вала 1 - а, а для элементов вала 2 - Ь.

С ползуном пресса 9 соединены два порщня 10 и 11, верхние части которых шарнирно соединены с щейками соединенных щтоков 12 и 13 соответственно, причем верхние шейки последних соединены с соответствующими эксцентричными частями коленчатых валов.

Коленчатые валы смонтированы в подшипниках поперечины 14 пресса. Движущиеся возвратно-поступательно элементы исполнительного механизма имеют центр масс Мц, которому соответствует инерционное усилие F.,, которое может быть направлено либо вверх, либо вниз в зависимости от направления движения ползуна. Эксцентриситет массы зубчатого колеса 3 может быть получен либо выполнением в нем отверстий 15, либо креплением к нему дополнительной массы.

При ровной, свободной от вибраций работе пресса па высоких скоростях разбалансирующие усилия в виде первичных инерционных сил, развиваемых движущимися возвратно-поступательно компонентами, а также центробежные усилия, развиваемые вращением неуравновещенных масс на коленчатых валах, соответственно уравновещиваются посредством описанной выше конструкции.

При расчете уравновешивающей системы необходимо определить общую массу движущихся возвратно-поступательно масс, которая была обозначена MS, и которая включает массу ползуна, порщней и той

части масс соединительных щтоков, которая движется возвратно-поступательно вместе с порщневыми пальцами, соединяющими соединительные штоки с порщнями, и массу части щтампа, прикрепленной к ползуну. Штампы могут быть различными по массе, но найдено, что для данной мащины щтампы в среднем имеют одинаковую массу, так что установлено, что постоянная Зфавновещивающая система является совершенно достаточной.

При необходимости массу щтампа, закрепленного на ползуне, можно регулировать, если желательно тем самым обеспечить существенное уравновешивание системы.

В примере конструкции, показанной на чертежах, противовесы вблизи одного конца коленчатого вала выполнены за одно целое с зубчатыми колесами, соединяющими валы вместе, путем выполнения отверстия в одной стороне этих зубчатых колес, с целью перемещения центра тяжести зубчатых колес от центральной линии вала. Равноценный эффект можно получить путем противовесов к зубчатым колесам, или добавлением противовесов в другое место вблизи частей валов, снабженных зубчатыми колесами. Как показано на фиг. 2 и 4, при положениях верхней и нижней мертвых

точек усилия, развиваемые вращающимися противовесами, равны и противоположны первичному инерционному усилию ползуна вместе с вращающим разбалансированием. В положении половины хода, в котором не

развивается первичного инерционного усиЛИЯ ползуна, вращающиеся противовесы развивают равные и противоположные компоненты горизонтального усилия, которые аннулируют друг друга, не вызывая никакой заметной реакции, стремящейся сместить конструкцию пресса.

Общий эффект таков, что ощибки вуравновещивании системы могут возникнуть только благодаря вторичным инерционным усилиям, которые очень малы при типичном больщом отнощении длины соединительного штока к эксцентриситету эксцентричного колеса пресса или ошибке, вызванной массой щтампа на ползуне пресса, когда она не идентична значению массы, для которой предназначена уравновещенная система. Эта последняя ощибка может быть сделана столь малой, сколь желательно путем подбора уравновещивающей системы пресса на самую больи1ую ол идаемую массу щтампа, а также путем добавления к ползуну необ.ходимого груза в каждом отдельном случае так, что масса используемого щтампа плюс масса добавочного груза всегда равны нужному значению. В практике ощибка в массе щтампа, которая ожидается в прессе данного размера, обычно бывает недостаточной для оправдания дополнительных усложнений процедуры коррекции равновесия.

Следует также заметить, что пресс, в котором для привода ползуна используется треугольный шатун вместо соединительного щтока настоящей показанной на чертежах конструкции, не развивает вторичных инерционных уси.лий и, следовательно, обеспечивает более высокую степень балансировкн.

Можно распределить любой или все балансировочные грузы на две или более частей, размещенных в той же самой или в других плоскостях вдоль валов. Общий эффект такого разделения грузов будет тот же самый, как если бы в точке центра масс разделенных грузов помещена равноценная общая масса.

Предусматривается не только балансировка коленчатых валов зубчатыми колесами па одном конце, с эксцентричным грузом, и с противовесом вблизи другого конца, но также предусматривается, что множество противовесов может быть распределено по длине каждого коленчатого вала вдоль него.

Формула изобретен и я

1. Механический пресс, содержащий верхнюю поперечину, ползун, установленный с возможностью возвратно-поступательного перемещения в направляющих, два вращающихся навстречу друг другу коленчатых вала, расположенных в опорах верхней поперечины, каждый из которых родержит колено, соппя кеннь1й Q ним щатун, соединяющий вал с ползуном, и эксцентрично размещенные противовесы, отличающийся тем, что, с целью улучщения уравновещивания инерционных усилий движущихся возвратно-поступательно и вращающихся масс иснолнительного механизма и нривода, использованы противовесы разной массы, расположенные от плоскости качения щатунов на различном расстоянии.

2.Пресс по п. I, отличающийся тем, что направляющие ползуны выполнены в виде двух плунжеров, сопрягающихся с ци- линдрическими расточками, выполненными

в верхней поперечине, причем каждый плунжер одним концом закреплен на ползуне, а другим щарнирно соединен с щатуном.

3.Пресс по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что масса каждого противовеса и расстогтиие от центра масс противовеса до оси коленчатого вала, на котором он смонтирован, выбраны в соответствии с соотнощснием

,5Ж, + МД

где М,„ - масса противовеса;

Rm - расстояние от центра масс противовеса до оси коленчатого вала; RS-радиус эксцентриситета колена вала;

MS - масса возвратно-поступательно

движущихся частей; Mr - масса колена вала и масса части щатуна, которая моЛСет быть рассмотрена как вращающаяся вместе с валом.

4.Пресс по пп. 1 и 3, отличающийся тем, что каждый упомянутый противовес выполнен по меньщей мере из двух частей,

смещенных одна относительно другой вдоль оси вала.

5.Поесс по пп. 1 и 3, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что масса каждой части противовеса и расстояние от центра масс каждой части

до оси вала выбраны в соответствии с соотнощением

Ж,/, + Ж,,/,.,/ (0,5М, + уИ,),

где Mga iMwa-соответственно массы первой и второй частей противовеса;

Rga и - расстояние от центров масс до оси вала первой и второй частей противовеса

COOTEiCTCTBCHHO.

6.Пресс по пп. 1, 3 и 5, отличающийс я тем, что две части противовеса размещены вдоль оси вала по разные стороны относительно колена, причем расстояния от

центров масс каждой части до серединьт колеса вдоль оси вала выбрань в соответствии с соотнощением

где Lga И L,,;,-, - рйсстояння от центров

масс до середины колена вдоль- оси вала первой и второй частей противовеса соответственно.

7. Пресс по п. 1, отличающийся тем, что каждый противовес выполнеп в виде элементов, размещенных вдоль оси вала по одну сторону колена, и в виде элементов, размещенных вдоль оси вала по другую сторону колена, причем массы этих элементов, расстояния от центров масс элементов до оси вала и расстояния от центров масс элементов до середины колена вдоль оси вала выбраны в соответствии с соотношениями

2Л1,...

/И. ЕЖ,/, + 2Ж,/, ..,5Ж,

деMq - масса каждого из элементов по одну сторону от колена вала;

MI, - масса каждого из элементон по другую сторону от

коленд вала;

Rq и Re - расстояния от центров масс элементов, массы которых соответственно Mq и Me, до оси вала;

Lq и LS - расстояния от центров масс

элементов, массы которых

соответственно Mq и М до

середины колена вдоль оси

вала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США № 2808736, кл. 74-604, 1957.

3

О

О

СРиг.,

2 фиг.