Винтовой пресс

СОЮЗ СОВЕТСКИХСО ИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 50 1646 5 В 30 В 1/ ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ РСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ К(54) ВИ (57) Изо нию, а прессо ловий служив в нап гайкой НТОВОЙ ПРЕСС бретение относится именно к конструк в. Цель изобретения ксплуатации за счет ания. Пресс содержиравляющих 2 станин 4, связанной с винто к машициям- улуч упрощт размы 1 по м 5 Н ностроевинтовых шение усения обещенный лзун 3 с а раме 8(71) Научно-исследовательский институконструкционных материалов и технологических процессов МГТУ им.Н.Э.Баумана(56) Авторское свидетельство СССРВ 1263539, В 30 В 1/18, 24.05,85. установлен на подшипниках 9 приводной маховик 10 с фрикционной муфтой, На кронштейне 19, закрепленном на станине, установлен узел включения муфты. Он содержит электродвигатель 20 с редуктором 24 и связанную с последним дополнительную гайку с корпусом, винтом-гайкой и дополнительным винтом, связанным с винтом-гайкой. При вращении дополнительной гайки от электродвигателя 20 коопус перемещается вниз и через шарнирно-рычажную систему воздействует на нажимной диск, выбирая зазоры между фрикционными дисками муфты и обеспечивая требуемое нажимное усилие. При отключении электродвигателя 20 или торможении его вала фрикционная муфта отключается. В системе имеется обгонная муфта, позволяющая компенсировать износ фрикционных элементов муфты. 10 ил.20 25 35 40 45 50 55 Изобретение относится к области машиностроения, а именно к конструкциям винтовых прессов,Цель изобретения - улучшение условий эксплуатации за счет упрощения обслуживания,На фиг,1 изображен пресс с частичными разрезами, общий вид; на фиг.2 - узел 1 на фиг,1; на фиг,З - вид А на фиг,2; на фиг,4 -разрез Б - Б на фиг.2; на фиг.5 - вид В на фиг.2; на фиг.б - разрез Г-Г на фиг.З; на фиг.7 - разрез Д-Д на фиг.2; на фиг.8 и 9 - то же, при различных положениях дополнительной гайки и винта-гайки при включениии отключении муфты; на фиг.10 - механическая характеристика электродвигателя. Винтовой пресс содержит станину 1, в направляющих 2 которой смонтирован ползун 3 с гайкой 4, сопряженной с винтом 5,установленным в подпятнике б и подшипнике 7 станины 1 пресса. На станине 1 установлена рама 8, на которой на подшипниках 9 установлен маховик 10, соединенный ременной передачей 11 с электродвигателем 12. На винте 5 закреплен тормозной барабан 13, заторможенный тормозными колодками 14 (колодки 14 тормоза имеют любой известный привод, например, от пневмоцилиндра (не показан). На маховике 10 установлена управляемая фрикционная муфта с нажимным 15 и опорным 16 ведущими дисками, соединенными с маховиком 10 и ведомый диск 17 с фрикционными накладками 18, соединенный с винтом 5.На станине 1 закреплен кронштейн 19, на котором установлен узел управления фрикционной муфты, включающий электродвигатель 20 с валом 21, который связан через муфту 22 с валом 23 редуктора 24,состоящего из ведущей 25 и ведомой 26 шестерен. Ведущая шестерня 25 связана с валом 23, а ведомая шестерня 26 связана с шлицевым валом 27 дополнительной гайки 28, которая сопряжена винтовой шариковой передачей с шариками 29 с винтом-гайкой 30, сопряженным с дополнительным винтом 31 с фланцем 32,Резьба дополнительного винта 31 выполнена несамотормозящейся с большим углом подьема резьбы, обеспечивающей большое перемещение при небольшем угле поворота. Винтовая шариковая передача, самотормозящаяся с небольшим углом подъема резьбы, обеспечивает небольшое перемещение при большом угле поворота. На дополнительной гайке 28, винте-гайке 30, и фланце 32 дополнительного винта 31 установлены соответственно упоры 33-35,На наружной поверхности дополнительной гайки 28 выполнена резьба, которой дополнительная гайка 28 связана с корпусом 36, соединенным через подшипник 37 с о 1 орой 38, связанной тягами 39 через оси 40 с концами двуплечих рычагов 41, вторые концы которых соединены через оси 42 с кронштейнами 43 крышки 44 маховика 10, а через оси 45 и серьги 46 с плунжерами 47, которые соединены фланцами 48 с нажимным ведущим диском 15. Плунжеры 47 расположены во втулках 49, установленных в крышке 44. В дополнительной гайке 28 и винте-гайке 30 в радиально выполненных отверстиях расположены фиксатор 50 и толкатель 51, подпружиненный пружиной 52, упирающейся в крышку 53. В дополнительном винте 31 выполнена полость 54,На корпусе 36 установлена обгонная муфта, состоящая из обоймы 55, роликом 56 и пружин 57. На обойме 55 установлен упор 58, а на крышке 44 регулируемые упоры 59 и 60, которые могут быть закреплены на крышке 44 с заданным значением угла у поворота обоймы 55. На станине 1 установлены пневмоцилиндры 61 (показан только один пневмоцилиндр), штоки 62 которых соединены с кронштейнами 63 ползуна 3.Пресс работает следующим образом, В исходном положении ползун 3 находится вверху и удерживается пневмоцилиндрами 61 (штоковые полости пневмоцилиндров 61 соединены с пневмосетью и находятся под давлением, а поршневые полости соединены с атмосферой). Электродвигатель 12 включает и вращает через ременную передачу 11 маховик 10. Электродвигатель 20 узла управления муфтой обесточен, а его вал 21 вращается с угловой скоростью в 1;Ф 1 =М 11 = - ОЪд (1) где а - угловая скорость вращения маховика 10;йод - угловая скорость вращения электродвигателя 12;11- передаточное отношение редуктора 24,йод1 у = - передаточное отношениеЩременной передачи 11.При вращении электродвигателя 20 возникает момент сопротивления, под действием которого дополнительная гайка 28 упором 33 упирается в упор 34 винта-гайки 30., а упор 34 упирается в упор 35, закрепленный на фланце 32,При этом фиксатор 50 и толкатель 51 занимают положение, показанное на фиг.7, а опора 38 и связанные с ней рычаги 41 и плунжеры 47 такое положение, что между ведущими дисками 15 и 16 и фрикционныминакладками 18 ведомого диска 17 устанавливается суммарный зазор дд =д 1+дг, (2) где д - зазор между ведущим нажимным диском.35 и фрикциоиной накладкой 18; 5дг - зазор между опорным ведущим диском 16 и фрикционной накладкой 18.Муфта отключена и не передает крутящий момент от маховика 10 на винт 5. Тор мозной барабан 13 винта 5 заторможен тормозными колодками 14.Для выполнения машинного цикла тормозные колодки 14 отводятся и растормаживают барабан 13 и связанный с ним винт 5. Включается электродвигатель 20 таким образом, чтобы крутящий момент электродвигателя 20 совпадал с направлением вращения его вала 21. На валу 21 электродвигателя 20 возникает крутящий 20 момент М 1, который через редуктор 24 передается на дополнительную гайку 28. На дополнительной гайке 28 возникает крутящий момент Мг,Мг" м 11, (3) 25 направленный в сторону вращения маховика 10.Под действием момента М дополнительная гайка 28 и связанный с ней фиксатором винт-гайка 30 начинают поворачиваться в на правлении вращения маховика 10 по резьбе дополнительного винта 31 и перемещаются вниз. Совместно с дополнительной гайкой 28 перемещается вниз опора 38 и связанные с ней концы рычагов 41 и. следовательно, серь ги 46, плунжеры 47 и нажимной диск 15.При повороте дополнительной гайки 28 на угол р 1 она перемещается вниз на расстояние 81:Ь 40=, Ю 1. (4) где Ь 1 - ход резьбы дополнительного винта 31.При этом плунжеры 47 и нажимной диск 15 перемещаются иа величииуд =д 1 +дг: 4531 Ьд= - = - - р, (5)1 з 2 д 1 згде 1 з =Г - передаточное отношение11Гг50 рычагов 41. В этот момент фиксатор 50 занимает положение, показанное на фиг.8, и фиксирует взаимное положение дополнительного винта 31 и винта-гайки 30. При дальнейшем повороте дополнительной гайки 28 происходит ее проворачивание относительно винта-гайки 30 по шариковой винтовой передаче и при повороте дополнительной гайки 28 на угол 2 соответствует ее перемещению вниз на величину 82;Яг = 2 уг, (6)Ьг где Ьг - ход резьбы шариковой винтовой передачи.Перемещение дополнительной гайки 28 на величину Яг обеспечивает силовое смыкание дисков муфты, а величина Яг зависит от упругой деформации опоры 38, тяг 39, рычагов 41, серег 46. плунжеров 47 и упругой деформации дисков 15 - 17 фрикционных накладок 18, частично маховика 10 и крышки 44, а также и других элементов конструкции, передающих силовую нагрузку при включенной муфте.При включении муфты дополнительная гайка 28 вращается со скоростью больше скорости вращения маховика 10, а скорость вращения вала 21 электродвигателя 20 увеличивается от ю до вг .При смыкании дисков муфты скорость вращения дополнительной гайки 28 становится одинаковой со скоростью вращения маховика 10, а скорость вращения вала 21 электродвигателя 20 снижается до скорости Ж 1,Усилие, воспринимаемое фрикционными накладками 18, ог ределяетсЮ по формулеПод действием крутящего момента муфты винт 5 вращается со скоростью вращения маховика 10 и перемещает вниз ползун 3. При ходе ползуна 3 вниз электродвигатель 20 остается включенным, а работа, совершаемая электродвигателем 20, частично восполняет расходы энергии маховика 10 и суммируется с работой электродвигателя 12.Во время хода деформирования работа деформирования осуществляется за счет энергии. накопленной маховиком 10, и энергии электродвигателей 12 и 20,Максимальное усилие Р, развиваемое прессом, определяется зависимостью2 Я Ос ги фг 1 13Р= М 1, (8) где Ос 1 - средний диаметр резьбы винта 5;Ос 2 - средний диаметр фрикционных накладок 18;а - угол подьема резьбы винта 5; и - число пар трения муфты:,и - коэффициент трения в винтовом соединении винт 5 - гайка 4;рг - коэффициент трения Фрикционных накладок 18.Таким образом, максимальное усилие, развиваемое прессом, зависит от момента Мт на валу 21 электродвигателя 20. Поэтомуработа пресса может проводиться в следующем режиме,Момент М 1 электродвигателя 20 устанавливается такой величины, чтобы максимальное усилие Р, развиваемое прессом, превышало максимальное усилие деформи-. рования заготовки. Регулирование момента М 1 может быть осуществлено, например, величиной напряжения, подаваемого на обмотки электродвигателя 20.При достижении заданного усилия деформирования меньше максимального усилия деформирования электродвигатель 20 обесточивается (М 1=0) и в соответствии с формулой (7) Е = О. Муфта отключается, а так как вал 21 электродвигателя 20 и шестерни 25 и 26 редуктора 24 уже вращаются принудительно, то одни создают момент сопротивления и тормозят дополнительную гайку 28, скорость вращения которой снижается и она поворачивается в сторону, противоположную вращению маховика 10 относительна винта-гайки ЗО на угол р 2 до контакта упора 33 с упором 34. при этом толкатель 51 устанавливается напротив фиксатора 50 (фиг.8). Дальнейшее движение дополнительной гайки 28 осуществляется совместно с винтом-гайкой 30. Фиксатор 50 выходит из полости 54, а винт-гайка 30, вращаясь относительно дополнительного винта 31, поднимается вверх. Таким образом сразу же после отключения электродвигателя 20 происходит движение вверх дополнительной гайки 28, корпуса 34, опоры 38, рычагов 41 и свааанного с ними через серьги 46 и дяумжеры 47 нажимного диска 15, При контакте упора 34 с упором 35 вращение винта- гайки 30 относительно дополнительного винта 31 прекращается и между фрикционными накладками 18 и дисками 15 и 16 устанавливаются зазоры д 1 и дг .Ведомый диск 17 удерживается в поднятом положении пружинами известным способом (пружиныне доказаны).Для уменьшения времени отключения муфтй и сокращения времени подьема диска Ф 5 возможно торможение электродвигателя 20, например, переключением его на режим торможения.Деформирование заготовки завершается кинетической энергией винта 5, ведомого диска 17 и ползуна 3. После окончания хода деформирования ползун поднимается в верхнее положение пневмоцилиндра 61. Цикл заканчивается.В процессе работы пресса происходит износ фрикционных накладок 18, что приводит к увеличению времени включения и отключения муфты за счет увеличения угла рг50 55 з = - " ,Ьд, (12) Ьд - износ фрикционных накладок.Таким образом, предлагаемый механизм обеспечивает автоматическую подрегулировку по мере износа фрикционных накладок 18, обеспечивая постоянную заданную величину угла поворота=ф 1 +Щг механизма включения муфты.Зкономический эффект при внедрении изобретения. получается за счет улучшения поворота дополнительной гайки 28 и снижению производительности пресса, Для устранения влияния износа фрикционных накладок 18 на стабильность работы пресса на корпусе 36 установлена обгонная муфта, обойма 55 которой имеет возможность поворачиваться на угол у 1 (фиг,З), фиксируемый упором 58, установленным на обойме 55 и упорами 59 и 60, закрепленными накрышке 44 маховика 10.При отрегулированной муфте обойма 55перемещается совместно с корпусом 36 и угол поворота обоймы 55 равен углу у 1,который устанавливается равнымУ 1 =1 +Р, (Я)Если в процессе работы муфты произошел износ фрикционных накладок 18, угол поворота дополнительной гайки 28, корпуса 36 и обоймы 55 будет больше на угол Ь 1 а и станет равнымр 1+щ+Лу 2 у (10)Поэтому при включении муфты обойма55 повернется на угол на Аа меньше, чемдополнительная гайка 28 и корпус 36, так как упор 59 не позволит вращение обоймы 55 на этот угол, Относительное вращениекорпуса 36 и обоймы 55 с упором 58 обеспечивает обгонная муфта, При отключениимуфты дополнительная гайка 28, корпус 36 30 и обойма 55 возвращаются в исходное положение, но дополнительная гайка 28 повернется на угол на Лр 2 больший, чем корпус 36 и обойма 55, так как упор 58 упирается в упор 60 и ограничивает вращение обоймы 55 на угол Ьа, а вращению корпуса 36 препятствует обгонная муфта, а точнее заклинивание корпуса 36 роликами 56 относительно обоймы 55, Вращение корпуса 36 по резьбе дополнительной гайки 28 смещает его вниз на величинуфгде йз - шаг резьбы дополнительной гайки 28 и корпуса 36, Шаг Ьз резьбы выполнен такой величины, чтобы Ь Я полностью компенсировал износ фрикционных накладок 18.условий эксплуатации путем упрощения обслуживания,ф ор мул а изобретенияВинтовой пресс, содержащий смонти рованный в направляющих станины полэун с гайкой, сопряженной с установленным в станине с возможностью вращения винтом, смонтированный в опорах на станине приводной маховик с фрикционной муфтой в 10 виде нажимного и опорного ведущих фрикционных дисков, связанных с маховиком, и ведомого фрикционного диска, связанного с винтом, узел управления муфтой с шарнирно соединенными рычагами, связанны ми с нажимным диском муфты и упорами маховика, а также закрепленные на станине пневмоцилиндры со штоками, связанными с ползуном, отличаю щи йс я тем,что, с целью улучшения условий эксплуатации 20 . путем упрощения обслуживания, узел управления муфтой выполнен в виде установленного на станине электродвигателя, связанного передачей с дополнительной гайкой, сопряженной с винтом-гайкой, до полнительного винта, установленного На маховике и сопряженного с винтом-гайкой корпуса со смонтированной на нем на подшипниках опорой, радиально установленного в дополнительной гайке и винте-гайкЕ, подпружин 6 нногр относительно дополнительной гайки фиксатора, установленных на дополнительной гайке, винте-гайке и дополнительном винте с возможностью контакта между собой упоров, смонтированной на корпусе обоймы с обгонной муфтой и упором, установленным с воэможностью взаимодействия с упорами маховика, на корпусе выполнена резьба, на наружной поверхно" сти дополнительной гайки выполнена резьба. сочлененная с резьбой корпуса, в дополнительном винте выполнена радиаль-, ная полость, фиксатор установлен с воэмож-ностью захода в упомянутую полость, с опорой корпуса шарнирно связаны одни концы двухплечих рычагов, другие концы рычагов шарнирно соединены с маховиком, а в средней части двуплечих рычагов вар нирно смонтированы рычаги, связанные с нажимным диском муфты,Составитель В,Гринберг дактор Е.Папп Техред М.Моргентал Корректор И,Муск каз 1373 Тираж 410 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент",.г. Ужгород, ул,Гагарина, 1