Устройство для гидростатического прессования заготовок неограниченной длины

(71) Донецкий физико-технический институт АН УССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГИДРОСТАТИЧЕС КОГО ПРЕССОВАНИЯ ЗАГОТОВОК НЕОГРАНИЧЕННОЙ ДЛИНЫ(57) Изобретение относится к металлургической промышленности, может быть использовано для непрерывного гидропрессования прутковых и проволочных заготовок, Целью является повышение производительности и качества получаемого изделия. Для этого в устройстве поперечины с клиновыми зажимами установлены на направляюА 75 ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЬ ОПИСАНИЕ ИЗОБ К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ б 25 В 7 У 7 Ю щих 15 и силовых 11, 12 колоннах, взаимодействующих с раздвижными гайками 16, 17. Гайки 16, 17 состоят из двух подвижных частей, установленных с возможностью перемещения в направлении, перпендикулярном оси силовых колонн 11, 12. Силовые колонны 11, 12 выполнены в виде ходовых вращающихся винтов - рабочего и отводного - с резьбовой поверхностью противоположного направления и с различным шагом. Непрерывность подачи заготовки достигается устранением пауз на изменение движения поперечин с клиновыми зажимами без изменения направления вращения силовых колонн 11, 12, возможностью ускоренного возврата поперечин с клиновыми захватами в исходное положение, а также возможностью совмещения движения обеих поперечин в направлении прессования с одинаковой скоростью. 2 з.п. ф-лы, 7 ил.Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к устройствам для получейя длинномерных изделий методом гидропрессования.Цель изобретения - повышение производительности и качества изделий путем непрерывной и равномерной подачи заготовки в зону высокого давления,На фиг, 1 изображено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг. 2 - то же, вид в плане; на фиг. 3 - разрез А - А на фиг. 1; на фиг, 4 - разрез Б - Б на фиг, 3; на фиг. 5 - разрез В - В на фиг. 3; на фиг. 6 - разрез Г - Г на фиг. 5; на фиг. 7 - диаграмма перемещений поперечин.Устройство содержит контейнер 1 высокого давления, по оси канала 2 которого размещены уплотнительная 3 и деформирующая 4 матрицы, матрицедержатели 5 и 6, сблокированные направляющим корпусом 7 в общий узел. Вне контейнера размещен узел осевой подачи в виде жестко закрепленных траверс 8, 9 и 10 с вращающимися силовыми колоннами 11 и 12 и поперечин 13 и 14 с клиновыми зажимами, установленными на силовых 11 и 12 и направляющих 15 колоннах между смежными траверсами (фиг, 1 и 2).Вращающиеся силовые колонны 11 и 12 и неподвижные направляющие колонны 15 снабжены тремя опорами, размещенными в траверсах 8, 9 и 10 (фиг. 1 и 2), Каждая вращающаяся колонна 11 и 12 имеет винтовые (резьбовые) поверхности противоположного направления, например упорную или трапецеидальную резьбу. Колонна 11, например, имеет левое направление, а колонна 12 - правое направление резьбы, причем шаг резьбы на колонне 11 больше шага резьбы на колонне 12, Последняя выполняет функции рабочего ходового винта, а колонна 11 - функции отводного. Поперечины 13 и 14 установлены с возможностью противонаправленного одна относительно другой возвратно-поступательного перемещения по силовым 11 и 12 и направляющим 15 колоннам за счет взаимодействия с силовыми вращающимися колоннами 11 и 12 раздвижных гаек 16 и 17, размещенных в гнездах поперечин 13 и 14.Раздвижные гайки 16 и 17 включают две подвижные части, состоящие из наружной 18 и внутренней 19 ползушек, Гайка 16 имеет левую резьбу, а половина гайки 17 - правую резьбу, Наружная ползушка 18 сопряжена с направляющей поверхностью гнезда поперечин 13 и 14, а внутренняя ползушка 19 - с направляющей, охватывающей поверхность наружной ползушки 18. Внутренняя 19 и наружная 18 ползушки снабжены окнами 20 и 21 для размещения в них кулачков-эксцентриков 22 и 23 (фиг. 3 - 5), закрепленных на оси 24 таким образом, что максимальный эксцентриситет сдвинут по фазе на 180. Ось 24 установлена на опорах качения в корпусе поперечин 13 и 14 и сое 50 55 Устройство работает следующим образом.Подготовленную заготовку 30 вводят в канал, образованный полой продольной направляющей (проводкой) 31, и затем проталкивают ее через клиновые зажимы поперечин 13 и 14, уплотнительную матрицу 3 до соприкосновения с деформирующей матрицей 4.Создают давление рабочей среды в контейнере 1, например гидравлическим прессом, одновременно включают привод вращения (не показан) ходовых винтов 11 и 12, котодинена через шестерню 25 с приводнойзубчатой рейкой 26, приводимой в движениесиловым элементом 27, например гидроцилиндром, гидродвигателем, пневмоцилиндром, механическим приводом или электромагнитом (фиг. 5 и 6). Ползушки 18 и 19,т. е. подвижные части раздвижной гайки16 и 17, установлены с возможностью перемещения в направлении, перпендикулярномоси силовых колонн под действием кулач 10 ков-эксцентриков 22 и 23. Силовой элемент27 и приводная зубчатая рейка 26 смонтирована на корпусе поперечин 13 и 14.Корпус 28 служит для направления движения рейки 26.Направляющий корпус 7 зафиксирован вканале 2 контейнера 1 опорной плитой 29с одной стороны и траверсой 8 с другойстороны.По оси заготовки 30 между траверсой8 и 10 закреплена неподвижная продоль 20 ная проводка 31, представляющая собойкольцевые симметрично расположенные относительно заготовки три сектора (а=60),образующие своей внутренней поверхностьюканал для перемещения заготовки 30,Клиновые зажимы включают корпус 32,25 жестко закрепленный в расточке поперечин13 и 14, в котором размещена подвижная конусная обойма 33 с клинообразными окнами по форме сечения продольнойнаправляющей (проводки) 31 и клиновидных зажимных губок 34, расположенныхмежду боковыми гранями секторов проводки.Силовые колонны (ходовые винты рабочий и отводной) могут быть выполнены срезьбой одинакового направления и с одинаковым шагом, В этом случае непрерывность достигается приводом ходовых винтов, т. е. отводной винт вращается в противоположную сторону и с большей скоростью вращения.На фиг. 7 показана диаграмма перемещений и скоростей поперечин 13 и 14 во40 времени, причем кривые, расположенные выше оси абсцисс, характеризуют движениепоперечин в направлении прессования, акривые, расположенные ниже, - в обратномнаправлении. Скорости возврата (отвода) повеличине больше скорости рабочего хода (по 45 дачи). Скорости в промежутке совмещенного перемещения обоих поперечин в направлении подачи равны,3рые непрерывно вращаются с постояйной скоростью.Раздвижные гайки 16 и 17, размещенные в гнезде поперечины 13, фиксируются в исходном положении следующим образом; гайка 17 замкнута на рабочий ходовой винт 12, а гайка 16 открыта, отводной ходовой винт 11 освобожден и может беспрепятственно вращаться, а поперечина 13 перемешаться относительно него. Этому положению предшествует поворот оси 24 и, следовательно, кулачков-эксцентриков 22 и 23 на 180. Так как кулачки 22 и 23 сдвинуты по фазе на 180 в случае замкнутой гайки, ось кулачков-эксцентриков совпадает с направлением нормального размыкающего усилия гайки, опрокидывающий момент близок к минимуму, что обеспечивает надежное замыкание ходового винта и передачу необходимого осевого усилия поперечине. В случае открытой гайки обеспечивается максимальное разведение половин гайки.Раздвижные гайки 16 и 17, расположенные в поперечине 14, в исходном положении зафиксированы аналогично: гайка 17 замкнута на рабочий винт 12, а гайка 16 открыта, и отводной винт 11 освобожден.Следовательно, поперечины 13 и 14 через свои гайки 17 замкнуты на рабочий ходовой винт 12 и при вращенйи винтовых колонн двигаются в направлении прессования - подачи, т. е. совершают рабочий ход.При этом клиновые губки 34 клиновых зажимов, расположенных в центральной расточке поперечин 13 и 14, вдвинуты в конусную обойму 33, зажимают заготовку 30 и удерживают ее в процессе подачи.При достижении поперечиной 14 своего крайнего левого положения у траверсы 9 от путевого конечного выключателя поступает сигнал на приведение в действие силового элемента 27. Срабатывает силовой элемент 27, который передвигает приводную зубчатую рейку 26 и через шестерню 25 поворачивает ось 24 с кулачками-эксцентриками 22 и 23 на рабочий угол 180.При повороте вала с кулачками-эксцентриками одна пара ползушек 18 и 19 гай ки 17 перемещается от рабочего винта 12, а пара ползушек 18 и 19 гайки 16 перемещается наоборот к отводному винту 11.С фиксированным поворотом на 180 происходит полное открытие гайки7 (размыкание рабочего ходового винта 12) и замыкание отводного ходового винта 11 раздвижной гайкой 16.Силовой элемент 27 обеспечивает поворот вала 24 с кулачками строго на 180 в одну и в другую стороны.Таким образом, поперечина 14, замкнутая на отводной ходовой винт 11, начинает перемещение в направлении, обратном направлению подачи (отвода). Клиновые губки 34 клинового зажима выдвинуты из конус 5 10 .15 20 25 30 35 40 45 50 55 ной обоймы 33 и дают возможность поперечине 14 скользить вдоль заготовки. При совершении поперечиной 13 хода величиной 0,8 1, где 1 - полный рабочий ход (за это время поперечина 14 вследствие того, что кодовой отводной винт 11 имеет резьбу с шагом большим, чем шаг резьбы рабочего винта 12, совершает путь 1 и занимает крайнее правое положение), от путевого конечного выключателя поступает сигнал на силовой элемент 27 на переключение раздвижных гаек 16 и 17, размещенных в поперечине 14,Ползушки 18 и 19 раздвижной гайки 17 под действием кулачков-эксцентриков 22 и 23, перемешаясь, замыкают гайку 17 на рабочий ходовой винт 12, а ползушки 18 и 19 раздвижной гайки 16, перемещаясь от отводного ходового винта 11, размыкают его.Поперечина 14 (как и поперечина 13) получает возможность перемещаться в направлении подачи-прессования, клиновые губки клинового зажима зажимают заготовку и передают ей необходимое осевое усилие подачи.При этом осуществляется совмещение движений двух поперечин 13 и 14 с клиновыми зажимами в направлении подачи-прессования с равной скоростью на участке, равном 0,2 1. Этим достигается непрерывность и равномерность подачи заготовки без пауз на переключения поперечин и выхода на установившийся период перемещения с постоянной скоростью.При совершении поперечиной 13 хода на величину 1 - полного рабочего хода срабатывает путевой конечный выключатель, который дает сигнал силовому элементу 27 на передвижение рейки и поворот вала с кулачками-эксцентриками 22 и 23. Происходит переключение поперечины через раздвижные гайки с рабочего винта 12 на отводной винт.11, передвижные части гайки 17 отходят от рабочего винта 12, а другая пара подвижных частей гайки 16 замыкает ходовой отводной винт 11. Клиновой зажим освобождает заготовку, и поперечина 13 получает возможность перемещения в крайнее правое исходное положение, т. е. начинает холостой отводной ход с повышенной скоростью.Поперечина 13 достигает своего крайнего правого положения, когда поперечина 14, совершая рабочий ход подачи, находится в пути 0,8 1, В этот момент дается сигнал на переключение раздвижных гаек поперечины 13 и она совместно в течение некоторого времени на отрезке 0,2 1 с поперечиной 14 перемешает заготовку в направлении подачи.При достижении поперечиной 14 своего крайнего левого положения поступает сигнал и происходит переключение ее на отводной винт 11. Далее цикл повторяется.Непрерывно подаваемая заготовка деформируется через деформирующую матрицупод воздействием радиального давления жидкости и осевых усилий, сообщаемых заготовке узлом осевой подачи.Непрерывность подачи заготовки достигается устранением пауз на изменение направления движения поперечин с клиновымизажимами, возможного в силу наличия ходовых рабочего и отводного винтов, взаимодействующих с раздвижными гайками и позволяющих ускоренный возврат поперечин склиновыми зажимами в направлении, противоположном направлению прессования, а также совмещая в определенный промежутоквремени движения обеих поперечин в направлении прессования с одинаковои скоростью.15Это подтверждается диаграммой перемещений, приведенной на фиг. 7.Указанная конструктивная особенностьсоздает условия реализации равномерногоустойчивого процесса гидростатического прессования, обеспечивающего высокое качествоизделий.Выполнение механизма замыкания раздвижных гаек в виде кулачков-эксцентриков,закрепленных на общем валу, и подвижныхчастей раздвижных гаек (ползушек) обеспечивает надежное замыкание и размыкание соединения винт в гай и, следовательно, работоспособность устройства.Наличие продольной направляющей 31 ввиде кольцевых секторов, образующих каналдля перемещения заготовки, обеспечиваетее устойчивость в процессе подачи и предохраняет от изгиба.Конструкция клиновых зажимов, размещенных в центральных расточках поперечин, позволяет получать регулируемое усилие захвата, не приводящее к дефектностиповерхности заготовки, что благоприятносказывается на работоспособности уплотнительного узла (матрицы) и качества изделия,Использование изобретения обеспечивает 40повышение производительности за счет непрерывной и равномерной подачи заготовки,реализацию устойчивого процесса гидростатического прессования за счет обеспеченияравномерной подачи заготовки в камеру высокого давления и постоянных осевых усилий, повышение качества изделий за счетреализации устойчивого процесса истеченияматериала прессуемой заготовки.Предлагаемое устройство может быть использовано для деформации жидкостью высокого давления прутковых и проволочныхзаготовок диаметром более 3 мм и неограниченной длины в широком диапазоне ихсвойств и конструкции.Формула изобретения1, Устройство для гидростатического прессования заготовок неограниченной длины,содержащее установленный на основании заполняемый рабочей средой и соединенный с средством создания давления рабочей среды контейнер с соосно установленными в нем уплотнительной и рабочей матрицами, узел осевой подачи заготовки с направляющим корпусом и проводкой, размещенный на основании с стороны уплотнительной матрицы и выполненный в виде по меньшей мере трех последовательно расположенных траверс, одна из которых закреплена на основании и связана с остальными посредством равнорасположенных параллельно оси давления и смонтированных в траверсах с возможностью синхронного вращения от привода колонн с резьбой на наружных их поверхностях на участках между траверсами, а также по крайней мере двух поперечин, каждая из которых установлена между двумя смежными траверсами с возможностью возвратно-поступательного относительно них перемещения посредством смонтированных на ней жестко гаек, образующих с упомянутыми колоннами винтовые пары, одни из которых предназначены для рабочего перемещения поперечин, а другие для возвратного их перемещения, и несет клиновой захват для заготовки, отличающееся тем, что, с целью повышения качества изделий и производительности, оно снабжено направляющими поперечин, выполненными в виде дополнительных жестко связанных с траверсами колонн, гайки поперечин выполнены в плоскости, проходящей вдоль оси колонн с резьбой и снабжены приводами их размыкания и смыкания в каждой поперечине, при этом резьба винтовых пар для рабочего перемещения выполнена с меньшим шагом и другого направления по отношению к резьбе винтовых пар для их возвратного перемещения.2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что привод размыкания и смыкания каждой гайки выполнен в виде жестко связанных с половинами гаек ползунов, установленных в направляющих и смонтированных на общем валу эксцентриков с взаимным угловым смещением на 180 с возможностью взаимодействия с соответствующим ползуном, а также силового органа, при этом общие валы эксцентриков кинематически связаны с силовым органом.3. Устройство по пп, 1 и 2, отличающееся тем, что один из ползунов привода смыкания и размыкания гаек выполнен полым, другой ползун расположен в указанной полости и выполнен с окнами под эксцентрики, а кинематическая связь силового органа с валами эксцентриков выполнена в виде рейки и двух шестерен, каждая из которых смонтирована жестко на соответствующем валу эксцентриков.1 ра риг 7 Состав а Техред Тираж дарственного комите 13035, Москва, Ж -одственно-полиграфическоеофее мборскаякрытий ои едактор Е. Копчаказ 7331/7ВНИИПИ Госу итель Т. Т И. Верес582га СССР 35, Рауш предприя Корректор М. СаПодписноео делам изобретений и отская наб., д. 4/5ие, г. Ужгород, ул. Проек