Гидравлический пресс

Гидравлический пресс

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к конструкциям . гидравлических прессов с подвижной рамой , Сущность: пресс содержит установленную на основании с возможностью поворота вокруг продольной оси горизонтальную поперечину с выполненной на одной ее стороне рабочей поверхностью и сквозными направляющими отверстиями, раму из двух поперечин, связанных между собой колоннами, установленными в направляющих отверстиях горизонтальной поперечины с возможностью перемещения в направлении рабочих нагрузок. Рабочий ход ползуна осуществляется от двух поршневых цилиндров, корпуса которых закреплены на поперечинах рамы, шток одного из цилиндров связан с плунжером, а шток другого - с горизонтальной поперечиной, поршневые полости цилиндров соединены между собой напрямую независимой гйдролинией, а штоковые связаны с источником давления рабочей среды. Отведение ползуна от горизонтальной поперечины осуществляется при повороте рамы в положение, при котором ползун будет ниже горизонтальной поперечины. 2 э.п. ф-лы, 2 ил. Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s!)s В 30 В. 15/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4896874/27 (22) 29,11,90 (46) 23,04,93. Бюл, N 15 (75) Ю.И, Куля (56) Кузнечно-штамповочное оборудование/Под ред . А,Н. Банкетова и Е.Н. Ланского, M.: Машиностроение, 1982, с. 251 — 252, рис. 20,1, в,а, (54) ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ПРЕСС (57) Изобретение относится к конструкциям гидравлических прессов с подвижной рамой. Сущность: пресс содержит установленную на основании с возможностью поворота вокруг продольной оси горизонтальную поперечину с выполненной на одной ее стороне рабочей поверхностью и сквозными направляющими отверстиями, Изобретение относится к машиностроению, а именно к конструкциям прессов.

С целью устранения указанных недостатков пресс снабжен ползуном, расположенным между рабочей поверхностью горизонтальной поперечины и первой поперечиной, рамы, силовые цилиндры выполнены поршневыми, первый из цилиндров выполнен цилиндром рабочего хода, расположен вдоль продольной оси рамы, закреплен своим корпусом на второй поперечине рамы, а штоком жестко связан с ползуном, его поршень выполнен большим по диаметру, чем поршень второго цилиндра, а поршневые полости цилиндров соединены между собой напрямую независимой гидролинией и частично заполнены рабочей средой, горизонтальная поперечина установлена с возможностью поворота вокруг ее продольной

„„Я „„1810219 А1 раму из двух поперечин, связанных между собой колоннами, установленными в направляющих отверстиях горизонтальной поперечины с возможностью перемещения в направлении рабочих нагрузок. Рабочий ход ползуна осуществляется от двух поршневых цилиндров, корпуса которых закреплены на поперечинах рамы, шток одного из цилиндров связан с плунжером. а шток другого — с горизонтальной поперечиной, поршневые полости цилйндров соединены между собой напрямую независимой гидролинией, а штоковые связаны с источником давления рабочей среды. Отведение ползуна от горизонтальной поперечины осуществляется при повороте рамы в положение, при котором полэун будет ниже горизонтальной поперечины, 2 э.п, ф-лы, 2 ил. оси совместно с рамой, а привод снабжен в приводом механизированного поворота го- О© ризонтальной поперечины.

На фиг. 1 показан пресс, вид спереди; на фиг. 2 — гидравлическая схема пресса.

Гидравлический пресс содержит два несущих контура (рамы). Основной контур, в виде ригелей (поперечин) 1 и 2 по концам Q колонн 3, и ползун 4 кинематически связаны силовым гидроцилиндром 5 рабочего хода.

Дополнительный контур, в виде ригелей 6 и . 7 по концам колонн 8. Ригель 6 выполнен с возможностью поворота в вертикальной плоскости относительно колонн 8 посредством привода, состоящего из звездочки 9, закрепленной на ригеле 6 как на валу, цепной передачи 10, редуктора 11 и электродвигателя 12, Кроме того, ригель б установлен на колоннах 3 со стороны А рабочей повер1810219 хности ползуна 4. с возможностью относи- верхней точке колонн 3 и его шток 27 выдвительного перемещения, Ползун 4 также ус- нут на всю длину, Силовой гидроцилиндр 13, тановлен на колоннах 3 с возможностью с меньшим внутренним диаметром, ориенотносительного перемещения, Ригель 6 и тирован соосно гидроцилиндру 5 и располаригель1.связаны кинематически последова- 5 гается ниже ригеля 6 с полностью втянутым тельно соединенными дополнительным си- штоком 28. У закрепленного под ним гидроlloBblM гидроцилиндром 13 возвратного цилиндра 14 шток 29 полностью втянут. хода и гидроцилиндром 14. Поршневые по- Имеющиеся при этом объемы поршневых лости гидроцилиндров 5 и 13 соединены на- полостей гидроцилиндров 5 и 13 с полостью прямую независимой гидралинией 15, а "0 гидролинии 15 определяют упомянутый соответствующая полость гидроцилиндра нормативный объем заливки масла. Гидро14 соединена напрямую с маслобаком 16 цилиндры 22 блоков фиксации находятся в гидролинией 17, в свою очередь, оснащен- положении втянутых штоков 30. Все наэванНоА дросселем 18 и обратным клапаном 19, ные дроссели 18 и 24 — закрыты. гидравлически соединенных параллельно. "5 Процесс прессования начинается сразу

Торцовые стенки штоковых полостей цилин- беэ задействования привода 9-12, как тольдров 5 и 13 выполнены с дренажными отвер- ко будет снята фиксация между ригелем 6 и стиями, колоннами 3. В этот момент колонны 3 наПолзун 4 и ригель 6 оснащены двумя чинают опускаться вниз под действием сиблоками фиксацииотносительныхсвоихпо- 20 лы тяжести Q, при этом расстояние АБ ложений, Каждый из блоков представляет между ползуном 4 и ригелем 2 начинает собой замкнутую рамку 20 охватывающую уменьшаться, В результате шток 27 гидроэлементы 4 и 6 вдоль направления рабочих цилиндра 5 начинает принудительно вдавнагрузок, причем, сторона 21 рамки 20, пер- ливаться, уменьшая объем поршневой пендикулярна направлению рабочих нагру- 25 полости, эок, и ползун 4 кинематически соединены В то же время, расстояние ВД между посредством гидроцилиндра 22, поршневая ригелем 1 и 6 начинает увеличиваться, но не полость которого напрямую соединена с пропорционально уменьшению АБ, а с некомаслобаком 16 гидролинией 23, в свою оче- торым приращением, коэффициент котороредь, оснащенной дросселем 24 и обратным 30 го зависит от величины разницы диаметров клапаном 25, гидравлически параллельно силовых гидроцилиндров 5 и 13, Дело в том, соединенных между собой. Основанием что объем порции масла, выдавленной из пресса является ригель 7 дополнительного гидроцилиндра 5 большего диаметра, нанесущего контура. Ригель 6 оснащен фикса- пример, при ходе штока 27 на 1 см, при тором (условно не показан) для стопорения 35 поступлении в гидроцилиндр 13 меньшего, относительно колонн 3 в любом месте на диаметра обеспечит выдвижение его штока всем протяжении их хода. 28 на ход больший, чем 1 см, Гидроцилиндр

Поршневые полости гидроцилиндров 5 14 не участвует в изменении расстояния ВД, и 13 заполнены определенным объемом так как в исходном положении его шток 29 масла для гидросистем, Выполненный íà 40 уже втянут и нагрузка распора гидроцилинкаждом гидроцилийдре 5 и 13 штуцер с дра 13 удерживает его шток в исходном попробкой (условно не показаны) преднаэна- ложении до конца рабочего хода — цикла чены для заливки масла в систему 5-15 — 13, сжатия, При. неизменности расстояния БД

Гидроцилиндр 5, кроме того, выполнен с между ригелями 1 и 2, упомянутая особенвнутренним поперечным сечением, которое 45 ность изменения расстояния АБ и ВД при по диаметру больше, чем у гидроцилиндра спуске колонн 3 определяет уменьшение

13, на4мм, расстояния АВ, а следовательно, сближение

В двух совмещенных укаэанным обра- ползуна 4 с ригелем 6 (зона замыкания сизом несущих контурах силовое замыкание лового контура новой структуры 4 — 5 — 2-3 — 1— происходит в зоне АВ между ползуном 4 и 50 14-13-6). ригелем 6, которая является местом уста- Когда будут выбраны все зазоры и люфновки пресс-форм 26, ты в упомянутом силовом контуре и в зоне

Исходное положение пресса для опера-, АВ его замыкания, гидроцилиндр 13 дает ции прессования показано на фиг, 1. Колон- добавку к силе тяжести Q колонн 3 (и всего, ны 3 устанавливаются в вертикальное 55 что на них сидит) за счет усилия распора F, положение поворотом относительно колонн которое он начинает проявлять оТ передава8, посредством привода 9-12, с предвари- емого емудавления масла с гидроцилиндра тельной фиксацией колонн 3 относительно 5, помогая с добавочным усилием спуску ригеля 6, Силовой гидроцилиндр 5, с боль- колонн 3. Фактически при этом происходит

lflMM внутренним диаметром, находится в увеличениедоуровня0+Р усилиявдавлива1810219 ния штока 27 гидроцилиндра 5, а следовательно, проявляется повышение удельного давления масла, которое приводит к приросту усилия распора гидроцилиндра 13 на величину F"", В результате колонны 3 начинают опускаться уже с силой Q+F "+F™". Это приращенное усилие (условно назовем) на новом цикле возрастания давления масла в поршневой полости гидроцилиндра 5 (если условно, за элементарный промежуток времени, дискретно представить непрерывный процесс нарастания давления масла в системе 5 — 15 — 13) обернется новым приращением усилия распора штока 28 гидроцилиндра 13 и так далее в виде лавинообразного процесса наращивания усилий сжатия в зоне АВ, В реальности, конечное усилие сжатия в зоне АВ зависит от показателя разницы между диаметрами силовых гидроцилиндров 5 и 13 (чем меньше показатель разницы, тем выше конечное усилие) и величины утечек масла через уплотнения поршня (уплотнение гидролинии считаем абсолютным), а верхним его порогом при наилучших упомянутых условиях является усилие сжатия, когда за условно выбранный малый промежуток времени в цикле сжатия величина очередного сжатия объема гидромасла в полости 5-15-13 под действием поршня со штоком 27 (если так дискретно представить непрерывный процесс возрастания рабочих нагрузок в силовом контуре) уйдет частью на упругую деформацию гидромасла и эта часть не проявится в приращении хода штока 28 на величину, пропорциональную разнице диаметров внутренних сечений гидроцилиндров 5 и 13, . Возможный расчетный уровень рабочих нагрузок в зоне АВ может быть определен из системы уравнений (см. фиг, 2, где условно не показан гидроцилиндр 14 и ряд вспомогательных элементов):

0"=Q+ F .", F"

S где Q — первоначальный уровень внешней нагрузки на гидроцилиндр 5;

0". — результирующая нагрузка на шток

27 гидроцилиндра 5;

F" — нагрузка на шток 28 гидроцилиндра 13;

S" — площадь поперечного сечения гидроцилиндра 13 по внутреннему диаметру:

S"" — площадь поперечного сечения гидроцилиндра 5 по внутреннему диаметру

Q"

О

1 — —.-,—.-.

Полученное выражение исследуем для условия достижения О с. При этом, значение знаменателя в выражении (1) должно иметь наименьшее значение, т.е.;

15 я (1 — —....) -0

S (2) Выражение (2) будет удовлетворять условиям, если отношение S":S"" по своей величине будет близким к единице, т.е. (S":S" ™) — 1(3), но не превышая ее значение (для принятого на фиг. 2 взаимного расположения гидроцилиндров 5 и 13 с различными по величине S" и S"" и принятого направления начальной внешней нагрузки U). Условие (3) выполняется, если S" - S ", но не равна S " и не превышает ее. Допустим, S"" — S"=0,005. Если принять S"=100 см". то S""=100,005 см", Отношение между ними (условие 3) будет равно 0,99995. Значение знаменателя (условие 2) будет равно

0,00005, При уровне начальной внешней нагрузки Q=400 кГс, результирующая нагрузка

Q" будет равна (условие 1):

Q"=400:0,00005=8000000 кГс = 8000 т.

В процессе сжатия пресс-формы 26 увеличивается расстояние между стороной 21 рамки 20 и ползуном 4, что вызывает выдвижение штока 30 гидроцилиндра 22, при этом в увеличивающийся объем поршневой полости через обратный клапан 25 поступает масло из маслобака 16 по гидролинии 23.

Поступление масла будет прервано обратным клапаном 25 в тот момент, как только будет снята рабочая нагрузка на пресс-форму 26, Блок фиксации 20 — 22 при этом удержит пресс-форму с незначительной потерей рабочей нагрузки.

Если деформационная усадка прессформы 26 не достигла требуемого уровня, а шток 27 силового гидроцилиндра 5 полно55 стью оказался втянут, то производят ф сацию колонн 3 относительно ригеля 6, Затем включают привод 9 — 12 для поворота колонн

3 (и всего, что на них сидит) на 180 . В этом положении перевернутых колонн 3 силовой

1810219

Для освобождения зонМ:АВ: от пресс-фор45

55 гидроцилиндр 13 окажется вверху. а гидроцилиндр 5 — внизу.

После снятия фиксации относительно ригеля 6 колонны 3 начинают опускаться, что приведет к выдвиганию штока 27 и вдавливанию штока 28. Ползун 4 и ригель 6 жестко замкнуты между собой посредством фиксирующих блоков, поэтому в силовом контуре 4-5-2-3-1-14-13-6 в процессе обратного (рабочему) хода штоков 27 и 28 гидроцилиндров 5 и 13 усилие размыкания проявляется в другой зоне ГД вЂ” между ригелем 1 и гидроцилиндром 13, где располо.жен гидроцилиндр 14, в результате чего начинает выдвигаться его шток 29 и в расширяющийся объем поршневой полости через обратный клапан 19 поступает масло из маслобака 16. Величина выдвижения штока

29 в конце хода опускания колонн 3 окажется равной величине деформационной усадки пресс-формы 26. Как только колонны 3 прекратят движение вниз, в этот же момент обратный клапан 19 запрет поступившую порцию масла в поршневую полость гидроцилиндра 14.

После окончания опускания колонн 3, обеспечивают их фиксацию относительно ригеля.6. Затем, включают привод 9-12 и поворачивают колонны 3 на 180 в обратную сторону до положения показанного на рис,1. Для продолжения деформационного сжатия пресс-формы 26 так же необходимо убрать фиксацию колонн 3 относительно ригеля 6, Упомянутую последовательность операций с поворотом контура 1-3 повторяют необходимое число раз по достижении требуемой итоговой величины деформационной усадки пресс-формы 26, которая, однако, не может быть больше длины рабочего хода штока 29 гидроцилиндра 14. Процесс прессования прекращают введением фиксации колонн 3 относительно ригеля 6. мы 26 или от продуктов прессования, посредством привода 9-12 колонны 3 поворачивают на 180О, когда силовой гидроцилиндр 5 большего диаметра займет нижнее положение, а гидроцилиндр 13 меньшего диаметра — верхнее. Затем открывают вее дроссели 18 и 24 и потом снимают фиксацию колонн 3 относительно ригеля 6. В результате начинают опускаться колонны 3, в связи с чем происходит вдавливание штока 28 и связанное. жестко с ним выдвижение штока 27, а штоки

28-29-30 будут вдавливаться под действием веса колонн 3 (и всего, что на них сидит) и поэтому через открытые дроссели 18 и 24 масло по гидролиниям 17 и 23 выдавится беспрепятственно в маслобак 16, минуя обратные клапаны 19 и 25. После опускания

40 колонн 3 ползуны 4 и ригель 6 выйдут в положение наибольшего раскрытия (АВ=макс), необходимого для исходного положения перед новой операцией прессования. В нижнем положении хода колонны 3 фиксируют относительно ригеля 6, предварительно перекрыв все дроссели 18 и 24, и затем приводом 9-12 поворачивают вновь на 180О, когда силовой гидроцилиндр 5 займет верхнее положение. Таким образом, пресс готов для нового процесса прессования, который можно начать после установки другой пресс-формы 26 или заполнения ее новой порцией прессуемого материала.

Предлагаемая конструкция гидравлического пресса с двумя совмещенными кинематически и гидравлически несущими контурами обеспечивает; — снижение удельной мощности привода пресса (мощность привода. деленная на максимальное усилие, развиваемое прессом), т.к. на создание рабочих нагрузок, доходящих до уровня сотен тонн, требуется лишь усилие для поднятия системы 4 — 5-2 —, 3 — 1-14-13 на величину хода одного из силовых гидроцилиндров 13; — упрощение гидросхемы ввидутого, что в. ней отсутствует гидронасос с приводом, гидросхема силовых гидроцилиндров 5 и 13 предельно проста по структуре 5-15 — 13 и полностью независима от внешних источников энергии; — повышает экологическую чистоту производства в связи с меньшим уровнем шума, использованием меньших обьемов масел и энергии внешних источников; — повышает безопасность работы, т.к, возможно точное дозирование прилагаемых рабочих нагрузок.

Подготовка производства для изготовления предлагаемой конструкции пресса не представляет никаких технологических и технических проблем для любой механической мастерской, тем более любого ремонтно-механического завода.

Формула изобретения

1. Гидравлический пресс, содержащий установленную на основании горизонтальную поперечину с выполненной на одной ее стороне рабочей поверхностью и со сквозными направляющими отверстиями, раму из двух поперечин связанных между собой колоннами, установленными в направляющих отверстиях горизонтальной поперечины с возможностью перемещения в направлении рабочих нагрузок, механизм рабочего и возвратного перемещения с двумя силовыми цилиндрами и привода с источником

1810219 юг.1 давления рабочей среды, при этом горизонтальная поперечина расположена между поперечинами рамы, первый из цилиндров расположен между рабочей поверхностью горизонтальной поперечины и первой поперечиной рамы, а второй цилиндр выполнен цилиндром рабочего хода, расположен вдоль продольной оси рамы, закреплен своим корпусом на второй поперечине рамы, а штоком жестко связан с горизонтальной поперечиной, отличающийся тем, что, с целью снижения удельной мощности привода и упрощения гидросхемы, пресс снабжен ползуном, расположенным между рабочей поверхностью горизонтальной поперечины и первой поперечиной рамы, силовые цилиндры выполнены поршневыми, первый из цилиндров расположен вдоль продольной оси рамы, закреплен своим корпусом на второй поперечине рамы, а штоком жестко связан с ползуном, его поршень выполнен большим по диаметру, чем поршень второго цилиндра, а поршневые полости цилиндров соединены между собой напрямую независимой гидролинией и частично заполнены рабочей средой, горизонтальная поперечина установлена с возможностью поворота вокруг ее продольной оси совместно с рамой, а привод снабжен приводом механиэи5 рованного поворота горизонтальной поперечины.

2. Пресс по п,1, отличающийся тем, что он снабжен домкратом, связывающим вторую поперечину рамы с гориэон10 тальной установленным последовательно с цилиндром меньшего диаметра поршня, и механизмом фиксацйи для горизонтальной поперечины и ползуна, состоящим иэ двух параллельных узлов, каждый из которых вы15 полнен в виде охватывающей горизонтальную поперечину и ползун рамки и дополнительного домкрата, связывающего ползун с охватывающим ползун элементом рамки.

3. Пресс по пп.1 и 2, отличающийся

20 тем, что упомянутые. домкраты выполнены в виде поршневых гидроцилиндров, поршневые полости которых соединены гидролинией с маслобаком посредством параллельно установленных дросселя и об25 ратного клапана.

1810219

Составитель . С, Шибанов

Техред М,Моргентал Корректор С, Лисина

Редактор Ю. Куля

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

Заказ 1413 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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