Устройство для измерения отклонения перемещения ползуна вертикальной прессовой установки

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН А 1 19) 01 1806 0 В 15/00 Т СССРОТНРЫТИИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ МУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ИЯ ОТКЛО ЕРТИКАЛЪ 00(71) Кировоградский институт селъскхозяйственного машиностроения(56) Мартон Т". и др. Испытание прессов на точность в цеховых условиях.Кузнечно-штамповочное производство,.1986, У 9, с. 29-30.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕННЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ПОЛЗУНА ВНОЙ ПРЕССОВОЙ УСТАНОВКИ(57) Изобретение относится к кузнечно-прессовому машиностроению, в частности к конструкции устройств дляизмерения отклонения перемещения пол,эуна вертикальных прессовых установок. Целью изобретения является повышение точности измерения благодарявыполнению соответствующим образомблоков нагружения ползуна, регистрация упругих колебаний деталей установки, контроль положения ползуна и1 измерение его хода. При ходе ползунапресса вниз, жестко соединенная сним верхняя плита 1 контактирует. сосферической поверхностью пуансона.Последний производит технологическуюоперацию, самоустанавливасъ,в матрице относительно верхней плиты 1. Приперекосе ползуна, а соответственно,и верхней плиты 1, колонки 6 воздействуют на шариковые направляющие 7,а последние - на втулку 11, смещаяее в горизонтальной плоскости и поворачивая на угол перекоса ползуна.Втулка 11 в свою очередь воздействует на измерительные штифты 14, а последние - на регистрирующие элементь 112, 6 ил,148064 Изобретение относится к кузнечнопрессовому машиностроению, в частности к конструкции устройств для измерения отклонения перемещения ползуна5 вертикальной прессовой установки,Цель изобретения - повышение точности.На фиг, 1 показано устройство, общий вид; на Фиг. 2 - разрез А-А на 10 Фиг. 1; ка Фиг, 3 - блок контроля положения ползуна в момент наладки перед началом измерения; на Фиг. разрез Б-Б на Фит, 2; ка фиг, 5 вид В на Фиг, 2; на Фиг, 6 - схема 15 измерения отклонения перемещения ползуна.Прессовая установка, в которой применяется устройство для измерения отклонения перемещения ползуна, вклю чает штамп с верхней 1 и нижней 2 плитами. Нижняя плита 2 установлена на столе (не показан), а верхняя плита 1 посредством хвостовика 3 соединена с ползуном 4. 1 цтамп также содер жит пуансон 5.Устройство содержит блоки нагружения, регистрации упругих колебаний деталей установки, контроля положения ползуна 4,. а также опору под ЗО блок нагружения.Блок контроля положения ползуна 4 выполнен (фиг.З) в виде смонтированной в верхней плите 1 колонки 6 с шариковыми направляющими 7, установленного на некией плите 2 корпуса 8 разом,Перед началом проведения измерений между крышкой 16 и втулкой 11помещают фиксирующие полукольца 18,со ступенчатым центральным отверстием, размещенного в оольшем отверстии ступени кольца 9 со сферической вогнутой поверхностью, установлгнно- щ го между кольцом 9 и корпусом 8 подшипника 10, смонтированного на кольце 9 и в малом отверстии ступени корпуса 8 с охватом шариковых направляющих 7 втулки 11 со сферической вьптуклой поверхностью по форме упомянутой поверхности кольца 9, регистрирукицих элементов 12, а также размещенных в корпусе 8 вдоль него и подпружинекньгс пружинами 13 измерительных штифтов 14 с взаимно перпенФдикулярным распогожекием в каждойпаре.На торце втулки 11 установлен упругий элемент 15, предназначенный для смягчения контакта втулки 11 с крьщкой 16 при обратном ходе ползуна,Усилие пружины 13 и,следовательно положение ппифта 14 регулируются с помощью гайки 17, В процессе наладкиблока контроля положения ползука навтулке 11 устанавливаются фиксирующие полукольца 18.Блок регистрации упругих колебаний деталей прессовой установки выполнен (фиг,4) в виде кронштейна 19,смонтированного в нем датчика в видеупругой планки 20, а также установленного в кронштейне 19 и подпружиненного пружиной 21 относительно него штока 22 с размещенными на немпоследовательно немагнитной 23 имагнитной 24 шайбами.Блок нагружения (фиг.1) выполненв виде соедпенкой пуансоном 5 шайбы 25 со стержнем 26, подпружиненными пружинами 27 относительно входящего в этот блок съемника 28,Опора под блок нагружения выполнена (фиг,2) в виде смонтированныходна на другой цилиндрических пластин 29 и 30 с обращенными друг кдругу сферическими поверхностями вкаждой из пластин 29 и 30,В нижней плите 2 выполнено окно31 диаметром, равным каружному диаметру пластин 29 и 30 и суммарной величине наибольшего смещения пуансона5 относительно продольной оси установки.Пластины 29 и ЗО смонтированы настоле в упомянутом окне 31 нижнейплиты 2.На пластине 29 установлена матрица 32 с провальным отверстием 33,Блок измерения хода ползуна 4 содержит (фиг.5) стойку 34, прикреплен-.ную винтами 35 к нижней плите 2, основание 36, соединенное винтами 37 сверхней плитой 1, и упругую пластину38, Последняя представляет собойбалочку равного сопротивления, накоторую наклеены тенэодатчики (не показаны), Один конец упругой пластины38 находится в контакте со скосомка стойке 34, а второй прикреплен спомощью планки 39 и винтов 40 к основанию 36, Сила прижатия упругой пластины 38 к скосу на стойке 34 регулируется эа счет смещения основания 36или устанозки прокладок (ке показаны)между планкой 39 и основанием 36,устройство работает следующим об2 Е 2 Еу Ь Носов з 141806которые способствуют установке втулки 11 в среднее исходное положение.Это положение является исходным прирегистрации ее горизонтального,и уг 5лового смещений. Далее полукольца 18удаляют и включают ползун 4 прессана рабочий ход.При ходе полэуна 4 пресса внизжестко соединенная с ним верхняя плита 1 контактирует со сферической поверхностью пуансона 5, Последний,направляемый съемником 28, сжимаетпружины 27 и производит вырубку заготовки. При этом пуансон 5 и матрица 32, связанная с пластиной 29, самоустанавливаются, поворачиваясь наопределенный угол относительно верхней плиты 1 и пластины 30, практически не влияя на погрешности перемещения ползуна. Перекос полэуна 4,обусловленный геометрическими погрешностями изготовления и сборки пресса, увеличенными зазорами эа счетизноса и тепловой деформации направляющих ползуна, а также упругой деформацией деталей установки под нагрузкой, полностъю передается верхней плите 1, в которой неподвижнозакреплены колонки 6. Последние, 30двигаясь вниз, воздействуют черезшариковые направляющие 7 на втулку11, неподвижную в продольном направлении, смещая ее в горизонтальнойплоскости и поворачивая на угол, рав- З 5ный углу перекоса ползуна 4,Эти горизонтальные и угловые смещения втулки 11, соответствующие погрешностям положения ползуна в пространстве при его холостом и рабочем 40ходе, приводят к перемещению измерительных штифтов 14, Последние деформируют регистрирующие элементы 12,на которых наклеены тензодатчики( не показаны). Преобразование электрических сигналов от тензодатчикови их регистрация производится с помощью любой стандартной тензометрической аппаратуры.Блок контроля положения ползунапроизводит измерение и регистрациюсмещений последнего в горизонтальнойплоскости, а также угла его перекосапо разности показаний вертикальнорасположенных на расстоянии 1 другот друга измерительных штифтов 14Для надежности контакта штифтов 14с боковой поверхностью втулки 11применяется гайка 17, обеспечивающая регулируемый поджим штифта к втулке 11 даже при большой частоте упругих колебаний ползуна в момент резкого приложения или снятия нагрузки. Высокой точности измерения также способствует отсутствие продольного перемещения втулки 11 относительно измерительных штифтов 14 и расположение последних во взаимно перпендикулярных направлениях. Установка на нижней плите 2 двух измерительных блоков контроля положения ползуна со штифтами 14, размещенных противоположно друг другу, дает возможность регистрировать линейные и угловые смещения и колебания ползуна установки как в статике, так и в динамике, Например, если в одном иэ блоков контроля штифты 14 даже при значительно сжатых пружинах 13 не успевают прижаться к быстро удаляющейся от них боковой поверхности втулки 11, совершающей вместе с ползуном колебания с большой частотой, то противоположно. расположенные штифты в другом блоке регистрируют смещение в их сторону.Наложение двух осциллограмм, полученных с помощью двух противоположно установленных регистрирующих элементов 12 друг на друга, позволяет получить все параметры колебательного процесса ползуна в данной плоскости,Расстояние 1 между измерительными штифтами 14 определяется следующим образом.При ходе полэуна 4 вниз (фиг,6) угол ц его перекоса в направляющих равен где Е - величина одностороннего зазора в направляющих;Ь - длина опорной части направляющихН - высота ползуна.Уголможет быть измерен с помощью двух иэмерителъных штифтов 14,расположенных по вертикали один наддругим в блоке контроля положенияползунаЬ-Ь,1 1 где Ь, - перемещение верхнего измерительного штифта при перекосе ползуна;Ь - перемещение нккнего измерительного штифта при перекосе полэуна;3 - разность между перемещениями верхнего и нижнего штифтов, характеризующая угол перекоса ползуна,Приравняв правые части этих двухуравнений, получим выражение для определения расстояния 1 между двумя измерительными штиФтами 14, установленными по вертикали один над другим:31 = Насоз(2 ЕИз этого выражения следует, что суменьшением угла ц перекоса полэуна и увеличением его высоты Н, при определенной разности о между перемещениями двух измерительных штифтов 14, которую можно измерить с помощью имеющихся регистрирующих элеиентов (датчиков, индикаторов и т.п.), расстояние между измерительными штифтами возрастает. Следовательно, для повьппения точности измерения угла перекоса ползуна расстояние 1 между штифтаии 14 (фиг.З), расположенными в блоке контроля положения ползуна по вертикали один над другим, должно быть максимально возможным.Учитывая, что2 ЕЯЫНи ввиду малости угла наклона ползуна к направляющим тангенс и синус угла наклона примерно равны, соотношение между расстоянием и высотой ползуна Н имеет вид1 РмвтЗВ аН 2 ЕТак как величина 8 зависит от точности регистрирующих и тарирующих устройств, определяемой в первом приближении ценой деления имеющихся измерительных средств, а максимальная величина сумиаторного зазора 2 Е в направляющих находится по нормам точности :на отечественные прессовыеа установки при проверке на отклонение от перпендикулярности хода ползуна к поверхности стола, наибольшее значение вышеприведенного соотношения равно3Ю 1 ОН 22 мин 18064 6где 1 мк = 0,01 ми - цена деления индикатора часового типа поГОСту;2 Е =0,01 мм - величина суммарного зазора между ползунрм инаправляющими 10 однокривошипныхоткрытых прессов усилием менее 0,16 МН поГОСТУ,15 а наименьшее равно1 8--- = 0,0025,Н 2 Е,где о 0,001 мм - цена деления 20 многооборотногоиндикатора часового типа поГОСТУ;2 Е0,4 мм - величина суммар ного зазора между ползуном инаправляющимидвухкривошипныхзакрытых прес сов усилиеи более 16 ИН поГОСту.Такую же максимальную величинусуммарного зазора между ползуном и З 5 направляющими имеют четырехкривошипные закрытые листоштамповочные прессы с величиной хода более 0,71 м поГОСТУ.Таким образом, отношение расстоя ния 1 между измерительными штифтами1.4 в предлагаемом устройстве к высоте ползуна Н листоштамповочных кривошипных прессов находится в преде 1лах -- = 0,0025 - 1,О,45 НСмещение Ь, верхнего измерительного штифра 14 при перекосе ползуна4 в направляющих определяется изследующего уравнения:50Ь 2 Е Н+ 2 Ь 1. где Ь - расстояние между нижней плос костью ползуна и продольной осьюверхнего измерительного штифта, откудаЕ(Ц + 2 Ь)Ь Н + 2 Ь + 21 6, Н + 2 Ь Ь-Ьс1 35 40 ные колебания ползуна, регистрируе 45 50 Я =+ (2 - 4) мм,55 жет совпадать с осью ползуна ( центральная нагрузка) или смещаться относительно оси ползуна 1 эксцентричная нагрузка) в рекомендуемых пределах. При этом блок нагружения не Аналогично получается выражение для вычисления смещения нижнего измерительного штифта 14: В случае известного соотношениясмещений нижнего и верхнего измери-.тельных штифтов может быть найдено требуемое,расстояние 1 между ними при заданных величинах Н и Ь для определенной прессовой установки: Н + 2 Ь Ь м ( - -1). 2 Подставляя в зависимостьвыражение для определения смещенияверхнего измерительного штифта 14, получаем уравнение для вычисления наименьшего угла наклона с ползуна к направляющим, который позволяет измерить предлагаемое устройство й. 1.-Е(Н 4 2 Ь)=агсгдБлоки контроля положения ползуна позволяют зафиксировать горизонтальные и угловые смещения ползуна пресса при холостом ходе (отсутствии блока нагружения) и при рабочем ходе под нагрузкой как в статике, так и в динамике.При ходе ползуна вниз, когда пуансон 5 не доходит до заготовки на 1-2 мм, происходит контакт верхней плиты 1 с магнитной шайбой 24 блока регистрации упругих колебаний,Дальнейшее перемещение верхней плиты 1 происходит совместно со штоком 22, скос которого деформирует упругую планку 20, связанную с регистрирующими элементами. Вследствие небольшой величины хода подпружиненного штока 22, которая равна где й - толщина заготовки, помещенной на матрице 32 блока нагружения,регистрирующие элементы тензодатчики, индукционные бесконтактные дат 5 10 15 20 25 30 чики малых перемещений и т.п.) имеютвысокую чувствительность,Таккм образом, процесс деформацииразделения) заготовки регистрируется полностью с записью самописцемили осциллографом величины вертикальных упругих колебаний ползуна прирезком приложении и снятии нагрузки.Фиксируется также величина перебегаползуна после скола материала в случае выполнения операции вырубкипробивки,Шток 22 блока регистрации упругихколебаний ползуна имеет надежное направление в вертикальной плоскостии контролирует только вертикальныесмещения ползуна 4. Во время рабочего хода ползуна шток 22 связан сверхней плитой 1 и ползуном 4 посредством магнитной шайбы 24, что позволяет фиксировать их микросмещение(в пределах упругой деФормации) каквверх, так и вниз,Немагнитная шайба 23 предназначена для предотвращения влияния магнитного поля шайбы 24 на точность показаний регистрирующих элементов блока регистрации упругих колебаний.Блок измерения хода ползуна 4 работает при ходе ползуна вниз и вверх,При этом упругая пластина 38, выполненная в виде балки равного сопротивления с наклеенными на нее тензодатчиками, контактирует со скосом стойки 34 и деформируется, благодаря чему Фиксируется величина хода пол зуна на всем диапазоне его перемещения, Это позволяет связать поперечмые блоком контроля положения ползуна и вертикальные колебания при нагрузке - разгрузке, регистрируемыеблоком 7 регистрации упругих колебаний, с ходом ползуна в любой момент времени.Измерение всех перечисленных параметров, характеризующих точность установки, может производиться с помощью предлагаемого устройства как при холостых перемещениях ползуна при снятом блоке нагружения, так и под нагрузкой, В последнем случае продольная ось блока нагружения мо 1418064имеет контакта с нижней плитой 2 ине влияет на точность закрепленныхна ней измерительных и регистрирующих устройств,После подъема ползуна 4 в крайнееверхнее положение пуансон 5 перемещается вверх пружинами 27, а измерительные штифты 34 поджимаются,к втулкам 11, установившимся в исходноесреднее) положение, с помощью пружин 13. При ходе вверх плита 1 отрывается от магнитной шайбы 24 и шток22 остается в верхнем положении засчет пружины 21,Тарировка всех описанных регистрирующих элементов осуществляется спомощью индикаторов часового типа,устанавливаемых в регулируемые держатели на столе или с помощью любыхдругих известных устройств. Технико-экономический эффект отвнедрения изобретения по сравнениюс базовым объектом обеспечивается повышением точности измерения.Формула изобретенияУстройство для измерения отклонения перемещения ползуна вертикальной прессовой установки, включающей штамп с двумя плитами, нижняя из которых установлена на столе, а верхняя посредством хвостовика соединена с ползуном, а также пуансон, содержащее блоки нагружения, регистрации упругих колебаний деталей установки, контроля положения ползуна, а также опору под блок нагружения, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, блок контроля положения ползуна выполнен в виде смонтированной в верхней плите колонки с шариковыми направляющими, установленного на нижней плите корпуса со ступенчатым центральным отверстием, размещенного в большем отверстии кольца со сферической вогнутой поверхностью, установленного между кольцом и корпусом подшипника смонтированной на кольце и в малом от верстии ступени корпуса с охватом шариковых направляющих втулки со сферической выпуклой поверхностью по форме упомянутой поверхности кольца, регистрирующих элементов, а также 15 размещенных в корпусе вдоль него иподпружиненных относительно корпуса пар измерительных штифтов с взаимно.перпендикулярным расположением в каждой паре и возможностью их взаимодей ствия с втулкой и регистрирующимиэлементами, блок регистрации упругих.колебаний выполнен в виде кронштейна, смонтированного в нем датчика в виде упругой планки а также установленно го в кронштейне и подпружиненногоотносительно него штока с размещенными на нем последовательно немагнитной и магнитной шайбами, опора подблок нагружения выполнена в видесмонтированных одна на другой двухцилиндрических пластин с обращенными друг к другу сферическими поверхностями в каждой из пластин, в нижней плите выполнено окно диаметром, 35 равным наружному диаметру упомянутыхпластин и суммарной величине наибольшего смещения пуансона относительнопродольной оси установки, при этомпластины смонтированы в упомянутом 40 окне, а штифты установлены с возможностью взаимодействия с втулкой исоответствующими регистрирующими элементами.1418064 Фиаб Фиг Х С. Черни оррек Редактор А. Воро исно Заказ 410 роизводственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная,ВНИИПИпо де13035, Мо Составитель В, ГринбТехред Л.Олийнык Тираж 546сударственного комитета СССРм изобретений и открытийва, Ж, Раушская наб д. 4