Винтовой пресс

(56) Авторское свидетельство СССР1177173, кл. В 30 В 1/18, 09.12.8 строеессов. ности. ный вс зант 5 в станке 7 водной вклюФиг. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТПРИ ГКНТ СССР(57) Изобретение относится к машина нию, а именно к конструкциям пр Цель изобретения - повышение надеж Винтовой пресс содержит расположен направляющих 2 станины 1 ползун 3 крепленной в нем гайкой 4. Ви сочлененный с гайкой 4, размешен нине 1 в подпятнике 6 и подшипн На подшипниках 11 установлен при маховик 12 с фрикционной муфтой1497043 зчеция. Годцружиненный поршень 18 при подаче сжатого воздуха в пневмоцилиндр 17 перемещает кронштейны с роликами 27. Последние нажимают ца толкатели 31, выполненные ца ведущем диске 16, и включают муфту при неподвижном за счет упоров относительно маховика 12 дополнительном диске 28. При выполнении рабочего хола упоры освобождают дополнительный диск 28, опирающийся на маховик 12. При достижении определенного рабочего усилия на ползуне 3 под действием моменИзобретение отцоснгся к а)пицостроецик), а именно к коцорчкция.",1 )рессов.Целью изобретения является повышение надежности.На фиг. 1 изображен пресс с частичными разрезами; на фиг. 2вид А на фи 1; на фиг. 3 -- узелца фиг. 1; ца фиг. 4 - разрез Б- - Б ца фиг. 3, при отключенной муфте; ца фиг. 5то же, при включенной муфтс; ца фиг. 6 - разрез В - В ца фиг. 3. в момент включения муфты; ца фиг. 7 - тоже, в момент откл)цеция муфты; ца фиг. 8 - пневмосхема пресса; на фи г. 9 -- графики распределения работ при деформировации заготовки.Винтовой пресс содержит станину 1, в направляющих 2 которой установлен ползуц 3, в котором установлена гайка 4, сопряженная с винтом 5. Последний установлен подвижно в опорах станины 1, состоящих из подпятццка 6 и подшипника 7. Верхняя часть винта 5 соединена шлицевой втулкой 8 с ведомым диском 9 муфты сцепления, На опоре 1 О, установленной на станине 1 пресса, ца подшипниках 11 установлен маховик 12, который через клиноремеццую передачу 13 и шкив 14 соединен с электродвигателем 15. Муфта снабжена ведущим диском 16. Управленце муфтой осуществляется от пцсвмоцилиндра 17 поршнем 18. На ведущем диске 16 и маховике 12 закреплены фрикцио)шые накладки 9 и 20. Подвод и отвод в пневмоцилиндр 17 осуществляется через подводящую втулку 21 и трубопроводь 22. Для подъема поршня 18 предусмотрен диск 23, соедиценнь)й с пневмоцилицдром 18 при помощи шпилек 24 и пружин 25. На диске 23 закреплены кронштейны 26 с роликами 27, установленными с возможностью вращения. Ведута в муфте дополнительный диск 28, в пазах которого расположены толкатели 31, поворачивается относительно маховика 12, поршня 18 и кронштейнов с роликами 27.При повороте ролики 27 перекатываются с толкателей 31 на дополнительный диск 28, опирающийся на подшипник маховика. Муфта отключается, а дальнейгцее деформирование поковки осуществляется энергией, запасенной к этому моменту винтом и свя О занными с ним деталями. 9 ил. ций диск 16 соединен с дополнительным диском 28ри помощи дополнительных шпилек 29 и пружин 30, за счет которых осуществляется подъем ведущего диска 16 и его вращение совместно с дополнительным диском 28. На ведущем диске 16 выполнены толкателц 31. Дополнительный диск 28 установлен на под)пивнике скольжения 32 в виде бронзовой прокладки на маховике 12 и подпружинен пружинами 33, которые прижимают дополнительный диск 28 к упорам 34 30 маховика 12. Для ограничения поворота дополнительного диска 28 и связанного с ним веду- щего диска 16 в момент включения муфты предусмотрены приводные упоры 35,35 подпружиненные пружинами 36, с цилиндрами 37, установленными на маховике 12,Для подъема ведомого диска 9 предусмотрены шпильки 38 с пружинами 39,которые крепятся на диске 40, закрепленном гайкой 41 на винте 5.На ползуне 3 установлены кронштейны42, связанные со штоками 43 пневмоцилицдров 44, закрепленных на станине 1пресса. Для ограничения крайнего верхнегоположения ползуна 3 на станице 1 пресса установлены упоры 45,На винте 5 закреплен тормозной барабан 46. В корпусе опоры 1 О смонтирован тормоз в виде колодок 4, связанныхс цилиндрами 48, которые снабжены пру- жинами 49.50 Управление прессом осуществляется пневматической системой, состоящей из двухпози ционных пцевмораспределителей 50, 51 и 52 с электромагнитами 31, Э 2 и ЭЗ, ресиверов 53 и 54, редукционцого клапана 55 и манометра 56.Для подачи команды на отключение пневмоаппаратов предусмотрены электрические выключатели 57 и 58.5Пресс работает следующим образом.Сжатый воздух поступает из пневмосети в ресиверы 53 и 54 и далее в пневмосистему. При помощи манометра 56 контролируется давление сжатого воздуха и при необходимости регулируется редукционным клапаном 55. Под действием давления в цилиндре 48 колодки 47 отходят от тормозного барабана 46 и винт 5 растормаживается. Под действием давления в цилиндре 44 ползун 3 перемещается в крайнее верхнее положение и не доходя до упоров 45 взаимодействует с конечным выключателем 58, который включает электромагнит 32 и переключает распределитель 51. Г 1 од действием пружины 49 цилиндра 48 колодки 47 нажимают на тормозной барабан 46 и винт 5 затормаживается. Цилиндр 17 соединен с атмосферой и поршень 18 находится в крайнем верхнем положении под действием пружин 25.Цилиндр 37 соединен с атмосферой и приводные упоры 35 под действием пружин 36 находятся в положении, в котором невозможен их контакт с дополнительным диском 28,Включается электродвигатель 15, который через шкив 14 и клиноременную передачу 13 разгоняет маховик 12 до заданной угловой скорости. Маховик 12 запасает кинетическую энергиюТ;. =1 ", (1) 2где 1, - момент инерции маховика 12.Для включения муфты подается команда на отключение электромагнита Э 2 и включение электромагнитов Э и ЭЗ, колодка 47 под действием давления в цилиндре 48 отходит от тормозного барабана 46, винт 5 растормаживается; давление поступает через распределитель 52 в полость цилиндра 3, приводные упоры 35 выходят из корпуса маховика 12 с возможностью взаимодействия с дополнительным диском 28.Через распределитель 50 в полость цилиндра 17 поступает давление и поршень 18 совершает движение вниз. Под действием поршня 18 движение вниз совершает диск 23 с закрепленными на нем кронштейнами 26 и роликами 27. После совершения хода (фиг. 4) ролики 27 нажимают на толка- тели 31, которые жестко связаны с ведущим диском 16. Ведущий диск 16 опускается на величину б и входит в контакт с ведомым диском 9 и маховиком 12 через фрикционные накладки 19 и 20, одновременно сжимая пружины 30 через шпильки 29.В момент срабатывания муфты линейная скорость Ч фрикционной накладки 19 равна линейной скорости маховика 12, а скорость Ч ведомого диска 9 равна нулю.Из-за разности скоростей ролики 27 стремятся переместиться в направлении враше 6ния относительно тс кате. ей 31 Э гому препятствуют наклонные поверхности на толкателях 31 и приводные упоры 35. В результате взаимодействия роликов 27 и толкателей 31 на ось ролика 27 действует сила реакции опоры К, горизонтальная составляющая которой Я препятствует перемещению ролика 27 относительно толкателей 31, а сила давления поршня 18 Р передается через ведупдий 16 и ведомый 9 диски на фрикционные накладки 19 и 20.Силы трения, возникающие между ведомым диском 9 и фрикционными накладками 19 и 20, жестко связанными с ведущим диском 1 б и маховиком 12, препятствуют повороту ведомого диска 9 относительно маховика 12, поэтому винту 5 передается крутящий момент от маховика 12.Муфта включена.Под действием коутяшего момента винт 5 разгоняется до скорости вращения маховика 12 и, свинчивая гайку 4, опускает ползун 3. Винт 5 и маховик 12 вращаются как одно целое с кинетической энергией 25 г где 1, = 1. + 1, - суммарныи момент инерции маховика 12, винта 5 и других деталей, связанных с маховиком 2 и винтом 5,После включения муфты подается команда на электромагнит ЭЗ, распределитель 52 соединяет полость цилиндра 37 с атмосферой и приводные упоры 35 под действием пружин Зб освобождают дополнительный диск 28.Перемещение вниз ползуна 3 продолжается до встречи рабочего инструмента с заготовкой (не показаны). После встречи рабочего инструмента с заготовкой осуществляется ход деформирования заготовки , работа деформирования А производится и за счет накопленной кинетической энергии маховика 12 и за счет кинетической энергии винта 5.Электродвигатель 15 на рабочем ходе не отключается и продолжает передавать энергию маховику 12.Во время рабочего хода усилие деформирования увеличивается крутящий момент, передаваемый муфтой. Величина крутящего момента, передаваемого муфтой без учета трения в винтовом механизме, подпятнике 6 и подшипнике 7 определяется по зависи- мости 30 35 40 45 50 где Рд - усилие деформирования;0, - средний диаметр резьбы винта 5; а - угол наклона резьбы винта 5.При достижении усилия Р=Р, на ходе 8 момент в винтовом механизме достигает момента настройки муфты: 55 5 10 15 20 Мрдеа, (3) н -- г ь51015 30 35 40 При дальнейшем росте усилия деформирования ведомый диск 9, соединенный с винтом 5, проскальзывает относительно фрикциоццых накладок 19 и 20, а зца; чит относительно маховика 12 и диска 23 с роликами 27.Скорость вращения винта 5 относительно скорости вращения диска 23 уменьшается, поэтому линейная скорость Ч лиска 23 с роликами 27 становится больше линейной скорости ведомого диска 9, связанного фрикционцой накладкой 19 с ведущим диском 16, ца котором выполнены толкатели 31.При этом сила трения г, возникающая ца ведомом лиске 9 и фрнкциоцной накладке 19, связаннойведущим диском 16, превышает с лу , которая зависит от силы давления Рпоршня 8 и регулируется рг,",укциоццым клапаном 55 по манометру 5(;, который может быть проградуировац на усилие леформировация, что облегчает настройку пресса на задацнчю поковку. Происходит перемещение оси ролика 27 относительно ведущего лиска 16 с толкателем 31 на величину 1 а.Наклонная поверхность толкателя 31, на которую вкатывается ролик 27, обеспечивает стабильность работы муфты при возникновении в процессе работы пресса незначительного проскальзывания ведомого диска 9 относительно фрцкционных накладок 19 и 20, связанных с ведущим диском 16 и маховиком 12, появляющегося из-за вибрации, попадания смазки ца фрикционцые накладки 19 и 20 и других причин, вызывающих появление импульсных нагрузок в направлении силы Г, мгновенные значения которых превышают силу О.При этом ролик 27 переместизся по наклоннОй поверхности толкателя 31 ца малую величину ЛХ(Х и остановится пол лействием сил трения ца ведомом диске 9 и фрикццоццой накладке 19, что обеспечивает местоцахожл цие контакта ролика 27 и толкателя 3 в зоне наклонной поверхности.Таким образом, относительное перемещение ролика 27 и толкателя 3 ца величину Ь возможно только при условии Г)Я. За счет этого цовышаегся точность регулировки заланного максимального крутящего момента муфты и, следовательно, усилия деформцрования заготовки.Ведущий диск 16 связан шпильками 29 с дополнительным диском 28, поэтому угловая скорость св вращения маховика 12 с роликами 27 превышает скорость вращения ведущего 16 и дополнительного 28 дисков, За счет этого происходит перемещение 8роликов 27 и маховика 12 относительно дополнительного диска 28 на величину 1., Происходит разрыв контакта ролика 27 и толкателя 31, связанного с ведущим диском 16. Так как поверхность дополнительного диска 28 и верхняя часть толкателя 31 находятся в одной плоскости, то ударные нагрузки при перекатывании ролика 27 с толкателя 31 на дополнительный диск 28 отсутствуют. Усилие поошня 18 воспринимает дополнительный диск 28, который установлен на маховике 12 ца подшипнике 32 скольжения, т. е. происходит безударное отключение пресса.Ведущий диск 16 поднимается пол действием пружин 30, а ведомый диск 9 - под действием пружин 39. Муфта отключена,Дальнейшее деформирование поковКи до усилия Р.;, на ходе Яосуществляется кинетической энергией винта 5. Часть энергии винта 5 после окончания хода деформировация при смыкании матриц штампа (це показаны) расхолуется на упругую деформацию пресса и штампа до усилия Р.Работа деформирования А на ходеосуществляется кинетической энергией маховика 2 и винта 5 А=-АТ = -нв - сОйв (5)2 где- угловая скорость вращения маховика 12 и винта 5 перед началом хода деформирования.Оз - угловая скорость вращения маховика 12 и винта 5 в момент срабатывания муфты.Работа деформирования А на ходе 5 д, до смыкания матриц штампа осуществляется кинетической энергией винта 5 и других деталей, свяанных с винтом 5: А= - ЛТ, =-1 - щф: (6)2 где со =ь, - угловая скорость вращения винта 5 после отключения муфты;со, - угловая скорость вращения винта 5 в конце хода деформирования,Работа упругой деформации пресса и штампа осуществляется оставшейся кинетической энергией винта 5:1А,=ЛТ=-1. - ф-д (7)-г Винт 5 останавливается, а маховик 12продолжает ускоренно вращаться под действием момента, развиваемого электродвигателем 15.За время хола деформирования скоростьвращения маховика 12 уменьшается от оф 1 до оСкорость вращения электродвигателя 15 также уменьшается от ы, =юло ь,=о где- передаточное отношение клиноременной передачи.1497043 формула изобретения фиг.2 9Момент инерции 1 рассчитан таким образом, чтобы заход деформирования скорость вращения электродвигателя 15 при максимальной работе деформирования А не выходила за пределы установившегося режима работы электродвигателя 15.При отключении муфты ролики 27 перемещаются относительно толкателей 31 на величину Ь+1.2, что соответствует смещению маховика 12 на угол р относительно дополнительного диска 28, одновременно происходит растяжение пружин 40 и включение выключателя 57. Дальнейшему повороту дополнительного диска 27 относительно маховика 12 препятствует упор 34 маховика 12. Выключатель 57 отключает элекромагнит Э 1, который отключает распределитель 50 и соединяет полость цилиндра 17 с атмосферой. Под действием пружин 25 поршень 18 поднимается в крайнее верхнее положение.Диски 28 и6 с толкателями 31 под действием пружин 33 возвращаются в исходное положение,Под действием давления в цилиндре 44 ползун 3 с гайкой 4, вращая винт 5, возвращается в крайнее верхнее положение и не доходя до упоров 45 включает выключатель 58, который включает электромагнит Э 2 на распределителе 51 и соединяет цилиндр 48 с атмосферой, за счет чего под действием пружины 49 происходит движение поршня в цилиндре 24 и торможение колодкой 47 винта 5 через тормозной барабан 46. Пресс готов к следующему ходу.За время движения ползуна 3 вверх, за время технологической паузы и части времени хода вниз электродвигатель 15 разгоняет маховик 12 до номинальной скорости вращения, обеспечивая заданную кинетическую энергию, необходимую для деформирования следующей заготовки, происходит 1 Отакже наполнение ресиверов 53 и 54 сж."- тым воздухом.Экономический эффект при внедрении изобретения получается за счет повышения надежности, так как отключение пресса происходит без ударных нагрузок в системе и не зависит от хода поршня и времени срабатывания пневмоаппаратуры. 10Винтовой пресс, содержащий смонтированный в направляющих станины ползун с гайкой, сопряженной с винтом, установленным подвижно.в подшипнике и подпятнике иа станине пресса, приводной маховик, установленный в подшипниках на станине пресса, смонтированную в маховике управляемую фрикционную муфту, включающую ведущий диск, связанный с подпружиненным относительно маховика через шпильки поршнем пневмоцилиндра и подпружиненный ведомый диск, связанный шлицевым соединением с винтом, а также установленные на станине пневмоцилиндры со штоками, связанными с ползуном, отличаюи 1 ийся тем, что, с целью повышения надежности, он снабжен подпружиненным относительно маховика дополнительным диском, установленным в маховике дополнительным подшипником, упорами ограничения поворота дополнительного диска, кроншЗ 0 тейнами с роликами, толкателями и дополнительными пружинами и шпильками, в дополнительном диске выполнены пазы, толкатели выполнены на ведущем диске с наклонными рабочими поверхностями и размещены в пазах дополнительного диска, последний смонтирован на дополнительном подшипнике, дополнительные пружины и шпильки установлены между дополнительным и ведущим дисками, а кронштейны связаны с поршнем муфты с возможностью взаимодействия роликами с толкателями и дополнительным диском.Релактор Н. ГоратЗакз 4385/20НИИПИ Госуларственно13035,Производствснн.излт Составитель В. ГринбергТекрел И. ВерееТираж 528о комитета но изобретениям и отк Москва, Ж - 35, Раушская наб ьский комбинат Патент, г. Ужг рытияч нри ГКНТ ССд. 45ороси, ул. Гагарина, 10