Компенсатор неравномерности нагружения штампа вертикальной прессовой установки

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 96320 9) (11 1)5 В 30 В 15/ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ порожченко и А.П ьство СССРВ 15/28, 28.04,88. ТИ ОЙ знечноности ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) КОМПЕНСАТОР НЕРАВНОМЕРН НАГРУЖЕНИЯ ШТАМПА ВЕРТИКАЛ ПРЕССОВОЙ УСТАНОВКИ (57) Изобретение относится к ку прессовому машиностроению, в част компенсаторам неравномерности нагружения штампов вертикальных прессовых уста-, новок. Цель изобретения - повышение стойкости штампов, При штамповке смещается в направляющих станины ползун, вместе с которым смещаются штамп и верхняя плита 1, которая поворачивается относительно нижней плиты 2 путем скольжения друг о друга хвостовика 4 и подпятника 5, благодаря смещению последнего по шарикам 9. Одновременно происходит угловое смещение дополнительного подпятника 13 относительно пяты 14 и шариков 15 по донной части стакана 10, 3 з,п.ф-лы, 5 ил.Изобретение относится к машиностроению, в частности к конструкции компенсаторов неравномерности нагруженияштампа,Цель изобретения - повышение стойкости штампа.На фиг.1 показан компенсатор, общийвид; на фиг.2 - вид А на фиг.1; на фиг,З -разрез Б-Б на фиг.2; на фиг.4 - разрез В-Вна фиг.2; на фиг.5 - схема расположенияосновных и дополнительных тел качения иподпятников.Компенсатор (фиг,1) состоит из верхней1 и нижней 2 плит, установленных с зазоромодна относительно другой, К верхней плите1 с помощью винтов 3 прикреплен полыйхвостовик 4, сферическая поверхность которого радиусом В сопряжена со сферическойповерхностью подпятника 5. На нижнем, конце полого хвостовика 4 выполнена резь ба, на которой крепится гайка 6, стопорящаяся винтом 7 для предотвращения еесамопроизвольного откручивания, В верхней полости нижней плиты 2 смонтированыпоследовательно друг на друге опорная пластина 8, основные тела качения, например,шарики 9, помещенные в сепараторе, и подпятник 5. В нижней полости установленопорный стакан 10, фланец которого прикреплен с помощью винтов 11 к нижнейплите 2, Между торцовой поверхностью гайки 6 и донной частью опорного стакана 10помещены последовательно друг на другеупругое кольцо 12, дополнительный подпятник 13 и пята 14, сопряженные по сферической поверхности радиусом Н, а такжедополнительные тела качения, например,шарики 15, помещенные в сепараторе.Все сферические поверхности сопряженных пар деталей; хвостовика 4, подпятника 5, пяты 14 и дополнительногоподпятника 13 выполнены одинаковым радиусом В из одного центра. Основные 9 идополнительные 15 тела качения расположены на одинаковом уровне в одной горизонтальной плоскости и имеют одинаковыйдиаметр бш, Такое техническое решениепозволяет уменьшить высоту компенсатораи повысить его нагрузочную способность,На сферических поверхностях подпятников 5 и 13 выполнены смазочные канавки(не показаны), которые делят поверхностьтрения на несколько шаровых поясов, чтооблегчает затягивание смазки при поворотекомпенсатора и уменьшает вредные силытрения. В верхней плие 1 и в хвостовикеимеется центральное отверстие для удаления отходов, например, при вырубке-пробивке, или готовых деталей, например, привытяжке колпачков на провал. К нижнейным внутри гнезда 27, выполненного в корпусе 21, а с другой стороны с.поворотным кулачком 28. Кулачок 28 соединен ступенчатым валом 29 с рукояткой 30, 50 зафиксированной от проворота относительно вала штифтом 31, Ступенчатый вал 29 смонтирован в полости, выполненной в нижней плите 2 и крышке 32, Крышка 32 соединена с нижней плитой 2 с помощью 55 винтов (не показаны), При поднятом положении штыря 23 его конический конец находится в контакте с коническим гнездом во втулке 24.Регулируемый упругий элемент 17 состоит из специального винта 33 (фиг.4),1520253040 плоскости верхней плиты 1 прикреплены четыре опоры 16 для регулируемых боковых упругих элементов 17, которые размещены в полостях, выполненных в нижней плите 2. Боковые упругие элементы 17 установлены по краям. верхней плиты 1 вдоль ее двух осей симметрии (фиг.2) таким образом, что ихцентр расположен на уровне центров тел 9 и 15 качения, Это обеспечивает эффективное демпфирование колебаний верхней части плиты 1 в горизонтальной плоскости ипредотвращает возникновение вредных изгибающих моментов,К нижней плите 2 прикреплены восемь регистрирующих элементов 18, которые находятся в контакте со сферической поверхностью головок винтов 19, установленных на концах верхней плиты 1 вдоль ее двухосей симметрии напротив боковых упругих элементов 17 (фиг.2), Винты 19 размещены в двух взаимно-перпендикулярных направпениях, а именно четыре винта помещенына верхней плоскости и еще четыре - на боковой поверхности верхней плиты, Такаярациональная компоновка регистрирующих элементов позволяет фиксировать угловыеи линейные смещения верхней плиты, оставляя свободной ее центральную часть для установки штампа на компенсаторе,.В нижней плите 2 смонтированы два диагонально расположенных узла 20 фиксации верхней плиты 1 относительно нижней 2. Каждый такой узел состоит из корпуса 21 (фиг.З), закрепленного в нижней плите 2,например, с помощью прессовой посадки и винтов 22, подпружиненного штыря 23 с коническом концом и втулки 24 с коническим гнездом, закрепленной в верхней плите 1, например, с помощью прессовойпосадки, Штырь 23 установлен по скользящей посадке в корпусе 21 соосно втулке 24и на конце, противоположном коническому, имеет фланец 25, фланец 25 находится в контакте, с одной стороны с.упругим элеуентом, например, пружиной 26, пОмещен 1696320штифта 34, установленного в планке 35 перпендикулярно осивинта 33, и накладки 36 из упругого материала. Накладка.36 выполнена из резины средней или высокой твердости, полиуретана или другого подобного упругого материала и прикреплена к планке 35. Специальный винт 33 имеет резьбовую и цилиндрическую части, разделенные канавкой, и сферический торец. Резьбовая часть винта 33 сопряжена с резьбовым отверстием в опоре 16, прикрепленной к нижней плоскости верхней плиты 1. Для предотвращения самопроизвольного откручивания винта 33 на нем установлена гайка 37, В цилиндрической части винта 33 перпендикулярно его продольной оси выполнено отверстие, в котором с диаметральным зазором помещен штифт 34. Его концы закреплены в планке 35, Благодаря упору сферического торца винта 33 в коническое углубление, имеющееся в планке 35, и выполнению диаметра отверстия большим диаметра штифта возможен некоторый перекос планки 35 при прижатии упругой накладки 36 к боковой поверхности 38 полости, выполненной в нижней плите 2.Регистрирующие элементы 18 представляют собой упругие планки, выполненные в виде балочек равного сопротивления, на которых наклеенны тензометрические датчики (не показаны), Они прикреплены с помощью накладок 39 и винтов 40 (фиг,4) к кронштейну 41. Компенсатор содержит четыре кронштейна 41, каждый из которых соединен с нижней плитой 2 с помощью винтов 42. Место крепления кронштейнов 41 смещено относительно осей симметрии плит 1 и 2 примерно на длину упругих балочек (фиг.2), концы которых сопряжены со сферической поверхностью головок винтов 19, расположенных на осях симметрии. Тензодатчики соединены со стандартной тензо метрической аппаратурой (не показана),предназначенной для преобразования и регистрации электрических сигналов, поступ а ющих от те н зодатчи ков. Постоя н н ый контакт упругих планок с винтами 19 обеспечивается путем вращения последних по или против часовой стрелки с последующей фиксацией требуемого положения с помощью гаек 43.Компенсатор работает следующим образом.Перед началом штамповки нижняя плита 2 закрепляется на столе пресса (не показан), При этом кулачок 28 повернут в положение, когда его эксцентриситет (вы ступающая часть) направлен вверх, упругийэлемент 26 сжат, а штырь 23 находится в верхнем положении в контакте Ч кониче ским углублением во втулке 24, вследствие чего верхняя плита 1 установлена соосно с нижней плитой 2; Кулачок 28 остается в этом положении за счет сил трения между ними и нижней поверхностью фланца 25 штыря 23, а также в опорах ступенчато о вала 29.На компенсаторе располагается штамп (не показан), нижняя половина которого крепится к верхней плите 1, а верхняя половина10 - к ползуну пресса (не показан). При этомцентры давления компенсатора и штампасовпадают с продольной осью ползуна.После закрепления штампа посредством рукоятки 30 поворачивают кулачок 28. 15 20 25 30 35 40 455055 Под действием предварительно сжатого упругого элемента 26 штырь 23 опускается, а его конический конец выходит из конического гнезда втулки 24, Верхняя плита 1 получает возможность смещаться относительно нижней плиты 2 и самоустанавливается, компенсируя начальные погрешности положения ползуна пресса в крайнем верхнем положении, а также неточности закрепления,штампа. Далее выставляются упругие элементы 17 относительно нижней плиты 2, поджимаются регистрирующие элементы 17 к сферической поверхности винтов 19, вращая последние, и налаживается тенэометрическая аппаратура.В процессе штамповки ползун перекашивается в направляющих за счЕт погрешностей изготовления, сборки, износа и упругой деформации под нагрузкой деталей пресса. Вместе с ползуном смещаются штамп и верхняя плита 1, которая поворачивается относительно нижней 2 на определенный угол путем скольжения сферических поверхностей хвостовика 4 и подпятника 4 друг относительно друга и перемещается в горизонтальной плоскости за счет качения шариков 9 по опорной пластине 8. Благодаря затяжке гайки 6 и сжатию упругого кольца 12 отсутствуют зазоры в вертикальном направлении, Поэтому происходит угловое перемещение дополнительного подпятника 13 относительно пяты 14 и качение дополнительных шарикЬв 15 по донной части опорного стакана 10. Так как хвостовик 4, основной 5 и дополнительный 13 подпятники, а также пята 14 имеют единую сферическую поверхность, выполненную одним радиусом из одного центра, и расположены Максимально близко друг к другу, а основные 9 и дополнительные 15 тела качения(шарики) размещены на одном уровне, то силы трения, возникающие при смещении верхней плиты 1 относительно нижней плиты 2, не образуют вредный перекашивающий момент, изгибающий направляющие колонки штампа. Кроме того, облегчаются10 15 20 25 30 35 40 45 50 55изготовление, сборка и подгонка сфериче-ских поверхностей одного радиуса.Так как верхняя и нижняя половины штампа соединены направляющими эле. ментами, то при любой неточности в на правлении движения ползуна нижняя половина штампа соответственно смещается на компенсаторе, оставаясь правильно сориентированной относительно верхней , половины. Совпадение осей верхней и нижней половин штампа с осью ползуна в тече ние всего хода последнего вниз и вверх обусловливает строго симметрйчное нагружение направляющих элементов и соосное расположение рабочих частей штампа (пу-ансонов и матриц). Таким образом, компенсатор представляет собой механическую , следящую самоподстраивающуюся систему,с обратной связью по направляющим эле. , ментам штампа,При линейном и угловом смещенияхверхней плиты 1 происходит сжатие упругихнакладок 36 боковых элементов 17 и упругого кольца 12 на определенную величину.После резкого снятия нагрузки, например, в случае скола материала при вырубке-про бивке они обеспечивают эффективное де, мпфирование (гашение) вредных колебанийштампа вместе с верхней плитой 1, Боковыеупругие элементы 17 позволяют демпфировать вредные колебания в горизонтальнойплоскости, а упругое кольцо 12 - угловыеколебания и вибрацию в вертикальной плоскости, Кроме того, эти упругие элементы обеспечивают возврат верхней плиты 1 в среднее(исходнбе) положение после снятия нагрузки и подъема ползуна в крайнюю верхнюю точку,В процессе штамповки электрическиесигналы от тензометрических датчиков, наклеенных на восемь балочек 18 равного сопротивления, расположенных на максимально возможном расстоянии по краям плит и опертых на сферические головки четырех вертикальных и четырех горизонтальных винтов 19, регистрируются стандартной тензометрической аппаратурой. При этом фиксируются как смещения верхней плиты 1 вследствие перекоса ползуна на величину зазора в направляющих (статическая составляющая смещения), так и смещения из-за упругой деформации деталей пресса под нагрузкой в момент выполнения технологической операции и вредных колебаний(вибрации) ползуна вместе.со штампом после резкого снятия нагрузки (динамическая составляющая смещения), Ориентируясь на полученные от датчиков сигналы, прекращается штамповка и осуществляется регулировка пресса и упругих элементов компенсатора, Например, статистически нагружая ползун при медленном вращении маховика вручную или с помощью микропривода наладки, определяется величина смещения верхней плиты 1 за счет зазора в направляющих ползуна и регулируется величина этого зазорав большую или меньшую сторону. При обычной штамповке с приводом маховика от главного электродвигателя тензодатчиками фиксируется полное смещение верхней плиты 1, которое за вычетом статистической составляющей дает динамическое смещение плиты за счет упругой деформации и вредных колебаний деталей пресса. На эту величину поджимаются к верхней плите 1 упругие элементы, обеспечивая эффективное демпфирование вредных колебаний, препятствующих возникновению резонансных явлений, и уменьшая динамические нагрузки на штамп и ползун пресса, Такая регистрация смещений верхней плиты 7 в процессе штамповки и соответствующая регулировка зазора в направляющих пресса и силы прижатия упругих элементов к верхней плите 1 позволяет повысить точность штамповки и улучшить качество штампуемых деталей,После окончания штамповки поворачивается кулачок 28 с помощью рукоятки 30, поднимаются фиксирующие штыри 23 и центрируются верхняя плита 1 и хвостовик 4 относительно нижней плиты 2. В таком положении компенсатор готов к транспортировке и хранению на складе штампов.Формула изобретения 1. Компенсатор неравномерности нагружения штампа вертикальной прессовой установки, содержащий нижнюю плиту с верхней и нижней полостями, смонтированные в верхней полости последовательно друг на друге опорную пластину, основные тела качения, сопряженные сферическими поверхностями подпятник и полый резьбовой хвостовик с гайкой., размещенный в нижней полости нижней плиты, установленные на гайке последовательно упругое кольцо, сопряженные сферическими поверхностями дополнительный подпятник и пята, дополнительные тела качения и опорный элемент для них, жестко закрепленную на хвостовике верхнюю плиту, узлы фиксации верхней плиты относительно нижней, а также регулируемые боковые упругие элементы, отличающийся тем,что,сцелью повышения стойкости штампа за счет уменьшения сил сопротивления при смещении верхней плиты относительно нижней плиты, дополнительные тела качения выполнены каждый диаметром, равным диа 1696320 10метру основных тел качения, и установлены в одной горизонтальной плоскости с основными телами качения, при этом все сферические поверхности очерчены одинаковым радиусом из одного центра.2.Компенсатор по п.1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что каждый из узлов фиксации верхней плиты относительно нижней выполнен в виде полого корпуса, установленного в нем штыря с фланцем и коническим концом, размещенного с охватом штыря с упором во фланец и торец корпуса упругого элемента, втулки с коническим гнездом для размещения упомянутого конца штыря и элемента перемещения штыря в виде размещенной в нижней плите рукоятки с поворотным кулачком, установленным с воэможностью взаимодействия с фланцем штыря, при этом последний установлен в нижней плите, а втулка смонтирована в верхней плите. З.Компенсатор по пп,1 и 2, о т л и ч а ющ и й с я тем, что в нижней плите выполнены выемки, при этом боковые упругие элементы размещены в упомянутых выемках и за креплены на верхней плите с воЭможностьювзаимодействия с нижней плитой и расположены в одной горизонтальной плоскости с упомянутыми телами качения. 10 4, Компенсатор по пп.1-3, о т л и ч а ющ и й с я тем, что он снабжен регистрирующими элементами с наклеенными на них тензодатчиками, а также закрепленными на концах верхней плиты во взаимно перпен дикулярных направлениях винтами со сферическими головками, при Этом регистрирующие элементы закреплены на нижней плите с возможностью взаимодействия своих тензодатчиков с головками вин тов.Тираж Подписноественного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С 113035. Москва, Ж. Раушская наб 4/5 ьский комбинат "Патент", г. Ужго