Винтовой пресс
Патент 1646892
Авторы
Классы МПК
Винтовой пресс
Иллюстрации
Реферат
Изобретение относится к машиностроению , а именно к конструкциям винтовых прессов. Цель изобретения - улучшение условий эксплуатации за счет упрощения обслуживания . Пресс содержит размещенный в направляющих 2 станины 1 ползун 3 с гайкой 4, связанной с винтом 5. На раме 8 я X 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 дополнитепьной гайки от электродвигателя 20 корпус 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. О сь 00 о ю
СОЮЗ СОВЕ TCKMX
СО1 1ИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУЕЛИК (51)5 В 30 В 1/18
ГОСУДАРСТВЕННЫР1 КОМИТЕТ
Г10 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4694811/27 (22) 24.05.89 (46) 07.05.91. Бюл. М 17 (71) Научно-исследовательский институт конструкционных материалов и технологических процессов МГТУ им.Н.З.Баумана (72) А.B.Ñàôîíîâ и В.В.Поцелуйко (53) 621,979. 15(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР
М 1263539, В 30 В 1/18, 24.05.85. (54) ВИНТОВОЙ ПРЕСС (57) Изобретение относится к машиностроению, а именно к конструкциям винтовых прессов. Цель изобретения — улучшение условий эксплуатации за счет упрощения обслуживания. Пресс содержит размещенный в направляющих 2 станины 1 ползун 3 с гайкой 4, связанной с винтом 5. На раме 8
„„SU„, 1646892 А1 установлен на подшипниках 9 приводной маховик 10 с фрикционной муфтой. На кронштейне 19, закрепленном на станине, установлен узел включения муфты. OH 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.
1646892
25
40
50
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 I на фиг,1; на фиг.3 — 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.3; 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 включении и 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 подъема 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 r. о.1орай
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 g 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;держивается 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 е1 .
И1 =Щ» 11 = — Щд, 11 (1) где в — угловая скорость вращения маховика 10; йод — угловая скорость вращения электродвигателя 12;
i>- nepega o oe отношение редуктора
24, и д — передаточное отношение
OQ ременной 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 фрикционными
1646892 накладками 18 ведомого диска 17 устанавливается суммарный зазор д д =д1+д2, (2) где д1 — зазор между ведущим нажимным диском.35 и фрикциоиной накладкой 18; 5 дг — зазор между опорным ведущим диском 16 и фрикционной накладкой 18.
Муфта отключена и не передает крутящий момент от маховика 10 на винт 5. Тормозной 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 М1, который через редуктор 24 передается на дополнительную гайку 28. На дополнительной гайке 28 возникает крутящий момент Мг.
Мг - м1 I1, (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- 30 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- 35 ги 46, плунжеры 47 и нажимной диск 15.
При повороте дополнительной гайки 28 на угол р1 она перемещается вниз на расстояние $1:
h1 40
$1=2у Р1 (4) где h1 — ход резьбы дополнительного винта
31.
При этом плунжеры 47 и нажимной диск
15 перемещаются иа величииуд =д1 +дг. 45
S1 h1 д= — = — - 971 ° (5)
1з 2 1з где 4 =Г- — передаточное отношение
11
50 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 гай- 55 ки 28 происходит ее проворачивание относительно винта-гайки 30 по шариковой винтовой передаче и при повороте дополнительной гэйки 28 на угол щ соответствует ее перемещению вниз на величину $2:
$2 =2„ г (6)
hz где hz — ход резьбы шариковой винтовой передачи.
Перемещение дополнительной гайки 28 на величину Sz обеспечивает силовое смыкание дисков муфты, а величина Sz 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 оте1 до rdz .
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
CO1 .
Усилие, воспринимаемое фрикционными накладками 18, ог ределяетсФ по формуле
Под действием крутящего момента муфты винт 5 вращается со скоростью вращения маховика 10 и перемещает вниз ползуи 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 деформироаания работа деформирования осуществляется за счет энергии. накопленной маховиком 10, и энергии электродвигателей 12 и 20.
Максимальное усилие Р, развиваемое прессом, определяется зависимостью
2 K Dc z и ф2 Il lз
Р= М1 (8) где Dc1 — средний диаметр резьбы винта 5;
Осг — средний диаметр фрикционных накладок 18;
a — угол подъема резьбы винта 5;
n — число пар трения муфты: ,и1 — коэффициент трения а винтовом соединении винт 5 — гайка 4;
pcz — коэффициент трения фрикционных накладок 18.
Таким образом, максимальное усилие, развиваемое прессом, зависит от момента
Мтна валу 21 электродвигателя 20. Поэтому работа пресса может проводиться в следующем режиме.
Момент М1 электродвигателя 20 устанавливается такой величины, чтобы максимальное усилие Р, развиваемое прессом, превышало максимальное усилие деформи-. рования заготовки. Регулирование момента
М1 может быть осуществлено, например, величиной напряжения, подаваемого на обмотки электродвигателя 20.
При достижении заданного усилия деформирования меньше максимального усилия деформирования электродвигатель 20 обесточивается (М1=0) и в соответствии с формулой (7) F = 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 30 на угол щ 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 пяумжефы 47 нажимного диска 15, При контакте упора 34 с упором 35 вращение винтагайки 30 относительно дополнительного винта 31 прекращается и между фрикционными накладками 18 и дисками 15 и 16 устанавливаются зазоры д1 и дг .Ведомый диск
17 удерживается в поднятом положении пружинами известным способом (пружины не показаны).
Для уменьшения времени отключения муфты и сокращения времени подъема диска Ф5 возможно торможение электродвигателя 2О, 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.
Цикя заканчивается.
В процессе работы пресса происходит износ фрикционных накладок 18, что приводит к увеличению времени включения и отключения муфты за счет увеличения угла уг
AS = —",Лд, (12)
Ьд — износ фрикционных накладок.
Таким образом, предлагаемый механизм обеспечивает автоматическую подрегулировку по мере износа фрикционных накладок 18, обеспечивая постоянную заданную величину угла поворота
y =pi +фг 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 у1 (фиг.З), фиксируемый упором 58, установленным на обойме
55 и упорами 59 и 60. закрепленными на крышке 44 маховика 10.
При отрегулированной муфте обойма 55 перемещается совместно с корпусом 36 и угол поворота обоймы 55 равен углу yi который устанавливается равным
71 =11 +#2. (9)
Если в процессе работы муфты произошел износ фрикционных накладок 18, угол поворота дополнительной гайки 28, корпуса
36 и обоймы 55 будет больше на угол А и станет равным р1 + rpz + A pz > у . (10)
Поэтому при включении муфты обойма
55 повернется на угол íà Apz меньше, чем дополнительная гайка 28 и корпус 36, так как упор 59 не позволит вращение обоймы
55 на этот угол. Относительное вращение корпуса 36 и обоймы 55 с упором 58 обеспечивает обгонная муфта, При отключении муфты дополнительная гайка 28, корпус 36
30 и обойма 55 возвращаются в исходное положение, но дополнительная гайка 28 повернется на угол на Aqrz больший, чем корпус
36 и обойма 55, так как упор 58 упирается в упор 60 и ограничивает вращение обоймы
55 на угол А 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
40 его вниз на величину — (11) где йз — шаг резьбы дополнительной гайки
28 и корпуса 36, Шаг Ьз резьбы выполнен такой величины, чтобы Л S полностью компенсировал износ фрикционных накладок
18.
1646892
1 условий эксплуатации путем упрощения обслуживания, Формула изобретения
Винтовой пресс, содержащий смонти- 5 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- 15 ми с нажимным диском муфты и упорами маховика, а также закрепленные на станине пневмоцилиндры со штоками, связанными с ползуном, отл и чаю 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- 25 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, подпружин6нногр 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.
1646892
Фиг.7
Составитель В.Гринберг
Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор И,Муска
Редактор Е.Папп
Производственно-издательский комбинат Патент",.г. Ужгород, ул.Гагарина, 101
Заказ 1373 Тираж 410 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.. 4/5