Устройство для обработки материалов давлением

Устройство для обработки материалов давлением

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: в машиностроении. Сущность: устройство содержит станину 1, ийструментодержатель 2 неподвижного рабочего инструмента, воздействующий на него инструментодержатель 3 подвижного рабочего инструмента и оболочку 4 с пьезоэлементами 5. Инструментодержатель 2 в месте стыковки с опорной поверхностью 6 cfaHHHbi имеет выемки 7, в которых размещены оболочки 4 с пьезоэлементамм 5 и упоры 9. Толщина оболочки 4 с пьезоэлементами 5 в исходном положении больше высоты упоров 9 на величину зазора 10 дз .определяемую по соотношению: 5з а 21/Е0. где допускаемое напряжение для пьезоэлемента, Па; I - толщина оболочки, м; ЕС - модуль упругости материала оболочки, Па. В периоды воздействия инструментодержателя 3 на инструментодержатель 2 выполняется соответствующий технологический процесс и одновременно оказывается давление на пьезоэлементы 5. до тех пор, пока упоры 9 не упрутся в опорную поверхность станины 1. В результате изменения давления на пьезоэлементах 5 создается ЭДС, которая подается на потребители электроэнергии.2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ . СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

csi>s В 30 В 15/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР)

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДETEJlbCTBÓ (21) 4922154/27 . (22) 25.03.91 (46) 30.12.92, Бюл. М 48 (71) Центральное конструкторское бюро

"Изумруд" (72) С.А.Брус о в и С,С.Брусов (56) Игнатов А;А. Кривошипные горячештамповочные йр е ссы. М.: 1953, с. 6, фиг, 1; (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ МАТЕРИАЛОВ ДАВЛЕНИЕМ (57). Йспользование; в машиностроении.

Сущность: устройство содержит станину 1, - ййструментодержатель 2 неподвижного рабочего инструмента, воздействующий на него инструментодержатель 3 подвижного рабочего ийструмента и оболочку 4 с пьезо элементами 5. Инструментодержатель 2 в месте стыковки с опорйой поверхностью 6 станийй имеет выемки 7, в которых размеl

„„ Ж„„1784483 А1

2 щены оболочки 4 с пьезоэлементами 5 и упоры 9. Толщина оболочки 4 с пьезоэлементами 5 в исходном положении больше высоты упоров 9 на величину зазора 10 =

=" дз, оп ре де л я е м ую и о с о от н о ш,е н и ю: дз=

= (о j 2!/Е0, где (oj — допускаемое напряжение для пьезоэлемента, Па; I — толщина оболочки, м, Š— модуль упругости материала оболочки, Па, В периоды воздействия инструментодержателя 3 на инструментодержатель 2 вйполняется соответствующий технологический процесс и одновременно оказывается давление на пьезоэлементы 5, до тех пор, пока упоры 9 не упрутся в опорную поверхйость станйны 1. В результате изменения давлейия на пьезоэлементах 5 создается ЭДС, которая подается на потребители электроэнергии. 2 ил.

1784483 дз =l

2I

Ео дз — — (rJ) >

2l

Ео

Изобретение относится к устройствам для обработки материалов давлением, в которых подвижный рабочий инструмент периодически воздействует на неподвижный, таким, например, как прессы и молоты, Известно устройство, содержащее основание с расположенным на нем электродвигателем с червячной передачей, ходовым вйнтом с"йаправляющим элементом, двумя рычагами с противовесами, один из которых снабжен сменным грузом, а другой — скобой с пьезокварцевой пластиной и поворотным рычагом. Сменный груз выполнен в виде стакана, снабжен питающей трубкой,-заМрепленйой на кронштейне и соединенной трубопроводом с гидроцилиндром.

Устройство предназначено,цля получения постоянного тока на базе пьезоэффекта.

Указанное устройство ймеет "следующий недостаток — не может быть использовано для утилизации, преобразованием в . электроэнергию, не используемой механической энергии устройств, работающих по прямому назначению, без увеличению подводимой к ним энергии.

Известен кривошипный горячештампо. вочный пресс. предназначенный дМя горячей штамповки в многоручьевых штампах поковок различных конфигураций из цветного и стального проката в условиях массо- . вого и крупносерийного производства, с Рн

= 2500 — 4000 тс. —;" ": .

Указэнное устройство имеет следующий недостаток — часть подводимой к нему эйергии не используется на полезную рабо ту по прямому назначению, а расходуется на деформации подвижного и неподвижно- го рабочих инструментов и станины.

Это устройство принято прототипом изобретения.

Целью изобретения является повышения. экономичности работы устройства, путем преобразования в электрическую энергию, не используемой устройством для обработки материалов давлением на полезную работу механической энергии, Это достигается тем, что в известном устройстве, содержащем смонтированные в направляющих станины соответственно для пьдвижного и неподвижного рабочих инст-рументов инструментодержатели, первый из которых связан с приводом, а второй установлен на плите станины с возможностью перемещения в направлении йеремещения первого инструментодержателя, а также средства ограничения перемещения второго инструментодержателя, средства . ограничения перемещения выполнены в виде упоров. Упоры расположены на обращенной к плите станины стороне второго инструментодержателя. Пьезоэлементы, включены в плоскую герметичную оболочку

5 выполненную иэ упругого материала. Оболочка установлена йа плите станины между упорами второго инструментодержателя.Толщина оболочки с пьезоэлементами больше высоты упоров на величину зазора дз

10 между упором и опорной поверхностью плиты станины, определяемую соотношением:

15 где I a) — допускаемое напряжение для пьезоэлемента, Па;

1 — толщина оболочки, м;

Ео — модуль упругости материала обо20 лочки, Па, На фиг. 1 представлено устройство; нэ фиг. 2 — отдельные части устройства.

Устройство, например пресс или молот, содержит станину 1, неподвижный рабочий

25 инструментодержатель 2, воздействующий на него подвижный рабочий инструментодержатель 3 и оболочку 4 с пьезоэлемента-, ми 5.

Для получения требуемой площади пье30 зоэлементов 5, пьезокристаллы соединенымежду собой проводниками в необходимые группы, либо применены пьезоэлементы 5 в виде пьеэоэлектриков-полимеров, например поливинилденфторид.

35 Неподвижный рабочий инструментодержатель 2 в месте стыковки с опорной поверхностью 6 станины 1 имеет выемки 7,. в которых размещены оболочки 4 с пьезоэлементами 5..

40 Количество выемок 7 и оболочек 4 может быть различнйм.

Неподвижный рабочий инструментодержатель 2 имеет пазы 8 и упоры 9. Толщина оболочки 4 с пьезоэлементами 5, при

45 отсутствии воздействия подвижного рабочего инструментодержателя 3 на неподвижный 2, больше высоты упоров 9 на величину зазора 10 — дз между упором 9 неподвижного рабочего инструментодержателя 2 и

50 опорной поверхностью 6 станины 1, определяемую по следующему соотношению

На станине 1 имеются направляющие

11, входящие в пазы 8 неподвижного рабочего инструментодержателя 2. и упоры 12, контактирующие с рабочей поверхностью

1784483 неподвижного рабочего инструментодер- Вместе с этим, указанная деформация жателя 2, при отсутствии воздействия на уменьшает в!личину предельного механинего подвижного рабочего инструментодер- ческого напряжеция, создаваемого на пьежателя 3, для предотвращения перемеще- зоэлементах. ния неподви>кного рабочего 5 Велйчина получаемой от пьезоэлеменинструментодержателя 2; в сторону, проти- тов электроэнергии; за один цикл воздействоположную направлению воздействия. на вия - подвижного " рабочего него подвижного инструментодержателя 3; инструментодержателя 3 на неподвижный

Устройство работает следующим" обра- 2, при следующих исходных даннйх: зом. При работе, например, пресса или мо- 10 лота, по прямому назначению, в периоды F = 250 кгс/см = 25 10 н/м, е = 1000 без воздействия подвижного рабочего инс-: (для пьезокерамики) S пластины = 1 м ; дпл. . трументодержатели 3 на неподвижный 2, на = 0,005 м; количество слоев пластин — 5 шт. пьезоэлементы 5 давления не оказывается, " Емкость всех пластин за исключением давленйя от веса непод- 15 вижного рабочего инструментодержателя 2.:В период воздействия подвижного ра-:, g "885 . 10 -< . 10з . 5 бочего инструментодержателя 3 на непод- C .. z = 9мкф

- . "вижный 2, выполняется соответствующйй технологический процесс, для которого 20 предназначен, например, пресс или молот; -- - Напряженность поля, возникающая в пьеи, одновременно оказывается давлейие на пьезоэлементы 5 до тех пор, пока упоры 9 не упрутся в опорную поверхность 6 стани- .; Fop = 25 10 ны 1,,, - -;- ; 25 ео б 885 10 10

Материал и толщина оболочки 4 и вели- =1,68 10 В/м, чина зазора 10 выбираются такими, чтобы при воздействии подвижного рабочего инс- Напряжение на обкладках пьезоэлетрумейтодер>кателя 3 на неподвижный инс-- ментов .:трументодержатель 2 не было превышено 30 U= Ed=1,68 10 5 10 =8400 В допускаемое напряжение для конкретного "Энергия, запасенная в пьезоэлементах за пьезоэлемента 5.. цикл сжатия и освобождения от давления

Например, прймем пьезоэлемент с допускаемым напряжением о= 250 кгс/см = С . !2 9 . 10 — 84002

=25 10 Па и модулем упругости Еп = 35 Ч/ =2 2 =2 2 . 635Дж =1,01 10" Па.

ОболочкУ пРимем из композитйого ма- Применение в качес теРиала с модУлем уйРУгости Еo = =10 Па. сегнетовой соли (8 = 10) сегнетовой соли е = 1 обеспечит получещ уоболочки — 0,01 м. ние запасенной энергии W=630 10 дж. составит

В результате применения изобретения будет преобразована в электроэнергию, не используемая на. полезную работу механи2! 10 2 10 ческая энергия устройств, например; пресЕ > 1p3 сов или молотов, работающих по прямому назначению, без увеличения подводимой к м =0,5см

5. 10-.3 = 5 ним энергии и пьезоэлемейтй будут предо хранены от разрушения, что даст значитель- ных экономический эффект.

Деформации пьезоэлементов и изоля- ционного матеРиала, модУли УпРУгости ко- 50 Уст ойство ля об аботки

Формула изобретения торых близки по величине, при выборе yc ð þ" для бр б" материалов величины зазора 10 не учитываются вследдавлением, содержащее смонтированные в

Ствие малых их величин. направляющих станины соответственно для подвижного и неподвижного рабочих инстТак, например, для кварца толЩиной =

=0,005 м, с количеством слоев пластин — 5 55 из ко орых вязан рументов инструментодержатели, первый из которых связан с приводом; а второй деформация составит установлен на плите станины с возможностью перемещения в направлении перемеМ = 25 1 Оо 1 1 0 = 2,5 1 0 7 щения первого инструментодержателя также средства ограничения перемещения

Составитель С. Брусов

Техред M.Ìîðlåíòàë Корректор Jt. Лукач

Редактор Н, Егорова

Заказ 4340 Тираж . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

7 1784483 8 второго инструментодержателя, о т л и ч à e.- на величину зазора дз между упором и щ е е. с я тем, что, с целью повышения опорной поверхностью плиты станины, оп-экономичности, средства огранйчеййя пе- ределяемую соотношением ремещения выполнены в виде уйоров, расположенных на обращенной к плите 5 + « станины стороне второго инструментодержателя, устройство снабжено пьезоэлемен- . тами, включенными в плоскую герметичную где (о) - допускаемое напряжение для . оболочку и установленными на плите стани- пьезоэлемента, Па; ны между упорами второго инструменто- 10 — толщина оболочки, м; держателя, оболочка выполнена из упругого . Š— модуль упругости материала обо материала, а толщйна оболочки с пьезоэле- лочки, tla, ментами больше высоты упомянутых упоров