Привод кривошипного пресса

О П И С А Н И Е п 1)753677ИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(51) М. Кл.з В 30 В 15/00 Государственный камнтет Опубликовано 07.08.80. Бюллетень29Дата опубликования описания5.08.80но делам изобретений н аткрытнй(72) Авторы изобретения Московский автомобильный завод им. И. А. Лихачева Министерства автомобильной промышленности и Московское ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени Высшее техническое училище им. Н. Э. Баумана(54) ПРИВОД КРИВОШИПНОГО ПРЕССА 1Изобретение относится к машиностроению, в частности, к конструкции кривошипа прессов.Известен привод кривошипного пресса, содержащий установленный на станине асинхронный электродвигатель со статором в виде сегментов и плоским дискообразным ротором, кинем атически связанным с маховиком, соединенным муфтой с кривошипным валом пресса 1)Известному приводу присущи недостатки, обусловленные отсутствием возможности регулирования скорости запаса энергии и скольжения привода, что приводит к завышению энергетических возможностей и размеров маховика, а также к аварийным заклиниваниям пресса.Цель изобретения - уменьшение габаритов, повышение надежности и производительности привода.Для этого привод пресса снабжен жестко закрепленными на кривоши пном валу кулачками и установленными на станине двуплечими рычагами, одно плечо каждого из которых связано через толкатель соответственно с одним из упомянутых кулачков, второе шарнирно соединено с одним 2из сегментов статора, причем профиль кулачков ограничен поверхностью, определяемой следующей зависимостьюд,: Г "ы 1 д.д,1. - .,где Ь - ход толкателя, определяемый изменением радиуса кулачка;1-а-скорость бегущего поля в электродвигателе;номинальное скольжение электродви гателя;10 Ц -угловая скорость вращения ротораэлектродвигателя;Йан-минимальное расстояние от сегментов статора до центра вращения ротора;с - соотношение плеч рычагов.На фиг. 1 схематически показан общийвид размещения привода на прессе; на фиг. 2 - схема механизма перемещения (сегментов статора); на фиг. 3 - схема передаточного механизма от кулачков к сегментам статора; на фиг. 4 - графики изменения величин угловых скоростей маховика (И ) и перемецения сегментов статора в зависимости от угла поворота кривошипного вала ( а).3Привод содержит установленные на станине 1 пресса в направляющих 2 плоские сегменты 3 статора электродвигателя, ротором которого является дополнительный маховик 4, соединенный шестерней 5 с основным маховиком 6, который муфтой 7 включения связан с кривошипным валом 8. Последний посредством шатуна 9 связан с ползуном 1 О и снабжен тормозом 11. Муфта 7 включения и тормоз 11 управляются от пневмоцилиндров 12 и 13. На кривошипном валу 8 установлены кулачки 14 и 15, связанные через толкатели 16 и двуплечие рычаги 17 с плоскими сегментами сгатора. Рычаги 17 подпружинены пружинами 18 и связаны для обеспечения свободного перемещения относительно толкателей 16 и статоров 3 серьгами 19 и 20. Двуплечие рычаги 17 установлены с возможностью повсрота в шарнирах 21. Для обеспечения регулирования длины 8, копиров 16 они снабжены винтовым механизмом 22, а для изменения соотношения длин плеч 1 и 3 з опоры Я 1 рычагов 17 установлены с возможностью их перемещения в направляющих 22, Шестерня 5 соединена с маховиком 4 валом 23.Привод работает следующим образом.В исходном положении кривошипный вал 8 занимает крайнее верхнее положение, ползун 10, связанный с кривошипным валом шатуном 9, также занимает крайнее верхнее положение,Муфта 7 отключена, а тормоз 11 затор, можен. Кулачки 14 и 15, рычаги 17 и сегменты 3 дугостатора занимают положение, показанное на фиг. 2. Электродвигатель включен, при этом ротор-маховик вращается с угловой скоростью ыопределяемой следующим соотношением:а 1 оЙга и =11-6) ц 3.)гдесд;начальная угловая скорость врашенияротора маховика 4;Й;-начальное расстояние сегментов 3 статора до центра вращения ротора-маховика 4;6 и - номинальное скольжение электродвигателя;1.)м - скорость бегущего электромагнитного поля.Для включения муфтыи отключения тормоза 11 срабатывают пневмоцилиндры 12 и 13. Кривошипный вал 8 соединяется с основным маховиком 6 и через шестерню 5 и вал 23 с ротором-маховиком 4, приводится во вращательное движение. При этом часть кинематической энергии, накопленной подвижными частями (ротором-маховиком 4, валом 23, шестерней 5 и основным маховиком 6), идет на разгон кривошипного вала 8, шатуна 9 и ползуна 10, а также на потери в муфте 7. Скорость вращения ротора-маховика 4 на угле поворота кривошипного вала Фпадает до значения Ы определяемогоО 4затратами кинетической энергии Л Т =- =3- "ффа-, где Л - приведенный к ма 2ховику 4 момент инерции системы 4-23-5-6.Для того, чтобы электродвигатель работал в номинальном режиме, необходимо сохранить постоянным соотношениешф 1" ( 2 н)м, 1 2)где ы - угловая скорость вращения маховика 4, зависящая от угла поворота кривошипного вала;Й - расстояние сегментов 3 статора доцентра вращения ротора-маховика 4;6,н - номинальное скольжение электродвигателя.Для выполнения этого соотношения в связи с уменьшением угловой скорости ы маховика 4 необходимо увеличивать расстояние К расположения сегментов дугостатора относительно оси вращения ротора-маховика. Это осуществляется соответствующим образом спрофилированными кулачками 14 и 15, воздействующими на копиры 16 и далее через серьги 19, рычаги 17 и серьги 20 на плоские сегменты 3 статора. При этом линейная скорость ротора-маховика 4 в месте д расположения дугостаторов (К) остаетсяпостоянно равной Ц(1 - 5).Дальнейший участок холостого хода внизпроисходит с увеличением угловой скорости Ю вращения ротора-маховика 4 и связанзф ных с ним подвижных частейпри этом расстояние сегментов 3 статора 4 до центра вращения ротора-маховика 4 уменьшается до начального К, что приводит к восстановлению угловой скорости маховика 4 дооа.35При рабочем ходе кинетическая энергияподвижных частей пресса переходит в работу пластического деформирования заготовок. Поэтому при угле поворота икривошипного вала 8, соответствующего рабочего му ходу, угловая скорость ротора-маховика4 уменьшается отса,доап,;, определяемой затраатами кинетической энергии ЛТ=Эд ф.2Сегменты 3 статора во время рабочего хода перемещаются на расстояние ЛК= Кщ - -К,а где К -расстояние статоров до центра вращения ротора-маховика 4 в конце рабочего хода.В известных приводах кривошипных прессов величина Ы;ограничивается допуска тимым скольжением электродвигателя 6,В рассматриваемом приводе величина ы; может быть сколько угодно малой, в связи с чем маховик может отдавать во время рабочего хода большую часть своей кинетической энергии.5 УПри холостом ходе вверх сегменты 3 статора под действием кулачков 14 и 15 перемещаются от периферии ротора-маховика54(К) к его центру и занимают положениеК и, угловая скорость его увеличиваетсяот 0) щщ до юп)АхВ крайнем верхнем положении ползунамуфта 7 отключается, тормоз 11 включается.На этом цикл работы пресса заканчивается.Формулу (2) можно записать следующим образомМ(йвй+АН)=(1-Ц Онгде АК - перемещение сегментов 3 статора. Эту величину Можно выразить черезперемещение толкателей (1 в Ьг),10ЯМ= Ьг.1,где 1=ф- - отношение плеч рычагов 17.Величйна Ьг= =- 1 --- -Калр-.АЙ (1-Ен 3 и,4а(1 йявляется исходной для построения профилякулачков 14 и 15.Эта конструкция привода позволяет регулировать число автоматических ходов ползуна, а также величину расхода энергии вовремя рабочего хода. С целью увеличенияили уменьшения числа автоматических ходов ползуна соответственно необходимо увеличить или уменьшить длину 8, копира 16с помощью винтового механизма 22. Приэтом соотвественно будут уменьшены илиувеличиены значения крайних положений сегментов 3 статора, т.е, расстояния К и/ иКщ,что приведет к увеличению или уменьшению угловой скорости ы маховика 4 иизменению числа ходов ползуна пресса.С целью регулирования величины расхода энергии во время работы хода изменяется соотношение плеч 8 и 3 двуплечего рычага 17. При увеличенных затратах энергииперепад угловых скоростей И, и И щи ротора маховика 4 возрастает и, следовательно, должен возрасти интервал отклонеНийЯ сегментов статора. Для этого отношение ф увеличивают. При уменьшенных за- зютратах энергии требуется меньший перепадугловых скоростей И ишьв связи с чемуменьшаются перемещения статоров ДЯ иотношение 8 г/3Перемещения сегментов 3 статора вдольрадиуса вспомогательного маховика в за Овисимости от угла поворота 4.кривошипного вала, следовательно и профили кулачков14 и 15, могут быть рассчитаны для любоготипового процесса штамповки на данномпрессе и легко отрегулированы для другогопроцесса, например установкой кулачков сдругим профилем.Такая конструкция привода подвижныхчастей кривошип ного пресса обеспечиваетего работу в номинальном режиме с широким диапазоном регулирования затрачиваемой кинетической энергии,Экономический эффект от использования привода кривошипного пресса обеспечивается за счет регулирования скорости, следовательно работой с различными значениями эффективной энергии и более глубокого скольжения привода, что снижает вероятность заклинивания пресса и дает возможность уменьшить габариты маховика.Формула изобретенияПривод кривошипного пресса, содержащий установленный на станине асинхронный электродвигатель со статором в видесегментов и плоским дискообразным ротором, кинематически связанным с маховиком,соединенным муфтой с кривошипным валомпресса, отличающийся тем, что, с цельюуменьшения габаритов привода, повышениянадежности и производительности, он снабжен жестко закрепленными на кривошипномвалу кулачками и установленными на станине двуплечими рычагами, одно плечо каждого из которых связано через толкательсоответственно с одним из упомянутых кулачков, второе шарнирно соединено с однимиз сегментов статора, причем профиль кулачков ограничен поверхностью, определяемойследующей зависимостью.где дВ - ход толкателя, определяемый изменением радиуса кулачка;11 е - скорость бегущего поля в электродвигателе;6 н - номинальное скольжение электродвигателя;И - угловая скорость вращения ротораэлектродвигателя;Йы - минимальное расстояние от сегментов статора до центра вращения ротора,- соотношение плеч рычагов.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР66540, кл, Н 02 К 17/30, 1944.2. Навроцкий Т. А. Прессы-автоматы дляхолодной штамповки. М., Машгиз, 1956.3. Джонс Ф. Д и Хортон Х. Л. Механизмы автоматического действия М., Машгиз,1961.4. Патент США3983738,кл. В 21 1 9/18, 1976 (прототип).ная,ИПИ Г по делаМоск ПП П гойаугор омитета СС открытий кая наб., д д, ул. Проек