Винтовой пресс Советский патент 1983 года по МПК B30B1/18 

,1

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а конкретно к конструкциям кузнечно-прессового оборудования.i

Известен винтовой пресс, сод1,ержащий станину, в направляющих которой установлен ползун, а В верхней поперечине станины гайка, свинч тающаяся с винтом, один конец которого связан с ползуном, а на другом установлен маховик, приводимый электродвига.телем через зубчатую передачу 1}.

Этот винтовой пресс имеет низкий (не более 20%) КПД, так как привод не обеспечивает устойчивый режим работы электродвигателя при ходе разгона вниз и вверх. Двигатель работает все время в переходном неустановивщемся режиме, что приводит к перегреву электродвигателя и необходимости его охлаждения вентилятором с приводом от дополнительного электродвигателя.

Целью изобретения является снижение энергозатрат винтового пресса и повьшение его. надежности.

Указанная цель достигается тем, что винтовой пресс, содержащий станину, в направляю5Ё ;йЬи.: L

щих которой установлен ползун, закрепленную в верхней поперечине станины гайку и сочле-. ненный с ней винт, один конец которого шарнирно связан с ползуном, а на другом конце закреплен маховик, соединенный с электродвигателем через зубчатую передачу, снабжен установленным на станине зубчатым дифференциалом с нагрузочным устройством и источником давления, при этом один вал дифференциала соединен с валом электродвигателя, другой вал дифференцнала - с маховиком через зубчатую передачу, а связанный с водилом сателлитов дифференциала - его третий вал - с нагрузочным устройством, последнее вьтолнено в виде полого корпуса с внутренними щлнцамн, полого порщня с закрепленной в нем гайкой и шлицевым штоком, полого винта с наружным буртом и закрепленной в нем гайкой, а также вала с буртом винтовой нарезкой на конце, причем этот вал установ20лен в корпусе с возможностью вращения, соединен с диффереш иалом и сочленен с гмкой полого вннта, полый вшгт сочленен с гайкой порпшя, последний размещен в корпусе и связан с ним шлицевым соединением, к полости корпуса подсоединен источник давления, а на валах нагрузочного устройства и полого винта выполнены винтовые нарезки противоположного направления. Кроме того, источник давления может быть вьшолнен в виде ресивера. На фиг. 1 изображен винтовой пресс, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - конструктивная схема нагрузочного устройства; на фиг. 4 - кинем тическая схема дифференциала; на фиг. 5 диаграмма угловых скоростей двухскоростного электродвигателя и маховика. Винтовой пресс содержит станину 1, в на правляющих 2 которой установлен ползун 3, а в верхней поперечине станины 1 гайка 4, свинчивающаяся с винтом 5, один конец которого сочленен с ползуном 3, а на црутом конце винта установлен маховик 6, связанный С шестернями 7, установленными на станине 1 и связанными зубчатыми парами 8 с щф ференциалами 9, которые связаны муфтами 10 с электродвигателями 11 и муфтами 12 с нагрузочными устройствами 13, установ ленными на ста1шне 1 (фиг. 1 и 2). . Нагрузочное устройство 13 содержит вул 14, связанный с валом дифференциала 9 и свинчивающийся с гайкой 15, установленной в полом винте 16 с резьбой противоположного направления резьбе вала 14, свинчивающим ся с гайкой 17, установленной в поршне 18, .связанным с полым штоком 19, имеющим шлицевое соединение 20 с корпусом нагрузочного устройства 13. Вал 14 лмеет бурт 21, а винт 16 имеет бурт 22. На поршень 18 и шток 19 постоянно действует сжатый воздух, например от ресивера (не показан). Дифференциал 9 содержит шестерню 23, соединенную с валом электродвигателя 11, шестерню 24, связанную с шестерней 8, водило 25 с закрепленным на нем колесом 26,находящийся в зацеплении с шестерней 27,которая связана с валом 14 нагрузочного устройства 13. В водлле 25 со свободным .., вращением установлены шестерни 28 и 29, на ходящиеся в зацеплении с шестернями 23 и 24 (фиг. 4). Работа пресса осуществляется следуюш 1м образом. Исходное положение пресса показано на фиг. 1, 2 и 3. Давление, действующее на поршень 18 и шток 19 подбирается таким об разом, чтобы момент сопротивления М на валу 14 нагрузочного устройства 13 о спечивал сопротивление водила 25 (фиг 4), с моментом, превышающим номинальный момент, развиваемьтй электродвигателем 11, но меньшим критического момента электродвигателя 11, обеспечивая таким образом устойчивый режим работы электродвигателя 11. При вклк чении электродвигателя 11, ввиду большого инерционного момента от маховика 6, прнведенного к шестерн 8, шестерня 8 не вращается, а скорость вращения вала 14 нагрузочного устройства 13 имеет величину (Vl + yi. где HI - скорость вращения вала электродвигателя 11; П2 - скорость вращения. шестерни 8; Пз - скорость вращения вала 14 нагрузочного устройства 13; П4 - скорость вращения водила 25 и колеса 26; i - передаточное отношение между шестерней 27 и колесом 26. Несмотря на то, что скорость nj в начальный момент разгона равна нулю, запуск электродвигателя 11 осуществляется в благоприятном режиме с его разгрузкой от инертности маховика 6. На валках шестерен 8 и шестерни 7, при передаточном отношении шестерен 8 равном единице, возникает момент равный моменту ... Mgn, создаваемый электродвигателем 11. Связь между моментом Ы и Мд„, без учета потерь энергии в дифференциале имеет вид M. tПод действием крутящего момента на шестернях 8 и шестерне 7 маховик 6 разгоняется, при этом вал 14 вращается с угловой скоростью WI,K ввинчивает гайку 15. Под действием момента в резьбе вал 14 - гайка 15 винт 16 заворачивается в гайку 17 до соприкосновения упора 22 с поршнем 18. Таким образом относительно движения между винтом 16 и гайкой 17 нет. Поршень 18 и шток 19 перемещаются вправо, вытесняя воздух из корпуса нагрузочного устройства 13, например в ресивер (на чертеже не указан). По мере разгона маховика 6угловая скорость wi вала 14 уменьшается согласно зависимости (1), уменьшается также скорость перемещения поршня 18 и штока 19до полной их остановки. При Пз О вал элек1родвигателя 11 и шестерня 8 вращаются с одинаковой скоростью, но противоположного направления. Под действием силы давления воздуха на поршень 18 и шток 19 происходит их перемещение влево, что приводит к вращению вала 14 со скоростью W2 в противоположном направлении. Изменение скорости вала 14 и шестерни 27 дифференциала иа противоположное, обеспечивает дополнительный прирост скорости шестерен 8, 7и маховика 6. Таким образом, затраченная 5 99 m первом этапе хода разгона энергия на вытеснение воздуха 13 загрузочного устройства 13 возвращается на втором участке хода разго При разгоне маховика 6 до заданной Nff мак симальной угловой скорости поршень 18 и штрк 19 занимают крайнее левое исходное положение. Накопленная .кинематическая знергй подвижных частей переходит в пластическую деформацию поковки (не указана). Электродвигатель 11 отключается. В том случае, если разгон подвижных частей необходимо осуществить с меньшей кинетической энергией, электродвигатель 11 отключают раньше, при этом под действием давления газа на поршень 18 и шток 19 происходит торможение электродвигателя II и его разгон в противоположную сторону, что облегчает его реверс при включен на возвратный ход. Для осуществления возвратного хода электродвигатель 11 реверсируется. В начальный момент скорость вращения винта 5 маховика 6, шестерен 7 и 8 равны нулю. Скорость вращения шестерни 27 максимальная. Момент от шестерни 27 приводит к вращению вала 14 в направлении Wj. Вал 14 завинчивается в гайку 15 до смыкания упора 21с упором 23: Таким образом вал 14 не имеет перемещения относительно гайки 15 и винты 14 и 16 вращаются с одинаковой угловой скоростью Wj, перемещая BnpajBo поршень 18 и шток 19. Происходит ход разгона рабочих частей пре са аналогично ходу разгона вниз. Так как при ходе вверх не требуется запасать кинетическую энергию, то целесообразно подвижные части разгонять до меныцих значений осоростей, чем при ходе вниз. Поэтому при возвратном ходе электродвигатель 10 переклЪчается на меньшую скорость вращения, а электродвигатель 10 выбирается двухскоростной. В этом случае поршень 18 и шток 19 перемещаются вправо не до конца, так как равенство угловых скоростей электродвигателя 10 и шестерен 8 наступает раньще, после чего наступает второй этап возвратного хода, аналогичный второму этапу хода разгона вниз. Экономический эффект от внедрения изобретения обеспечивается за счет увеличения КПД так как отсутствуют потери энергии, при работе пресса в неустановившемся режиме или потери на проскальзывание и соответствующим образом повыщается надежность электродвигателя, и следовательно, всего пресса в целом. Формула изобретения 1 Винтовой пресс, содержащий станину, в направляющих которой установлен ползун, закрепленную в верхней поперечине сфанины гайку, сочлененный с гайкой винт, конец которого шарнирно связан с ползуном, а на другом конце закреплен маховик, соединенный с электродвигателем через передачу, отличающийся тем, что, с целью снижения энергозатрат и повьпиения надежности, он снабжен установленными на станине зубчатым дифференциалом с нагрузочным устройством и источником давления, йри этом оЛин вал дифференциала соединен с валом электродвигателя. Другой вал дифферешшала - с маховиком через зубчатую передачу, а связанный с водилом сателлитов дифференциала его третий вал - с нагрузочным устройством, последнее выполнено в виде полого корпуса с внутренними шлицами, полого поршня с закрепленной в нем гайкой и шлицевым штоком, полого винта с наружным буртом и закрепленной в нем гайкой, а также вала с буртом и винтовой нарезкой на конце, причем этот вал установлен в корпусе с возможностью вращения, соединен с дифференциалом и сочленен с гайкой полого винта, полый винт сочленен с гайкой поршня, последний размещен в корпусе и связан) с ним шлнцевьпл соединением, к полости корпуса подсоединен источник давления; а на валах нагрузочного устройства и полого винта вьшолнены винтовые нарезки противоположного направления. 2. Пресс по п. 1, отличающий с я тем, что источник давления выполнен в виде ресивера.: Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Бочаров Ю. А. Винтовые прессы. М., Машиностроение, 1976, рис. 3. 1. ж, с. 103 (прототип) . Л-Л повернуто

Фиг. /

ПIS 17 16

4 / / /

f V

SJ

Фиг.З