Винтовой пресс

Винтовой пресс

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ, Союз Советсиик

Социапистичесиик

Республик

< 998130 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Зая алена 08.09.81 (21) 3338875/25 — 27 с присоединением заявки М (5I )NL. Кл.

В 30 В 1/18 (23 } Приоритет

Гевуларстаеккмй кевиет

СССР

le лавам рзабретвнкй

w вткритий

Опубликовано 23.02.83. Бюллетень М 7 (БЗ) УДК 621.979..Об (088.в) Дата опубликования описания 23.02.83 (T2) Авторы изобретения

A В, Сафонов, Б. А. Степанов, В.Н.Субич и А. М. Павлов

Московское ордена Ленина,.ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени, высшее техническое училище им. Н. Э. Баумана и. Завод-ВТУЗ при Московском трижды ордена Ленина, ордена Октябрьской Революции .и ордена Трудового Красного Знамени автомобильном заводе им. И. А. Лихачева (71) Заявители

1 .(. ч (54) ВИНТОВОЙ ПРЕСС г

ЬЫЬ.:й . " -" -" 1

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а конкретно к конструкциям кузнечно — прессового оборудования.

Известен винтовой пресс, содержащий станину, в направляющих которой установлен ползун, а:в верхней поперечине станины— гайка, свинчивающаяся с винтом, один конец которого связан с ползуном, а на другом установлен маховик, приводимый электродвига.телем через зубчатую передачу (1}.

Этот винтовой пресс имеет низкий (не более 20%) КНД, так как привод не обеспечивает устойчивый режим работы электродвигателя при ходе разгона вниз и вверх. Двигатель работает все время в переходном неустановившемся режиме, что приводит к пе-. регреву электродвигателя и необходимости

его охлаждения вентилятором с приводом от . дополнительного электродвигателя..

Целью изобретения является снижение энер. гозатрат винтового пресса и повышение его. надежности.

Укаэанная цель достигается тем, что винто. вой пресс, содержащий станину, в направляюших которой установлен ползун, закрепленную в верхней поперечине станины гайку и сочле. пенный.с ней винт, один конец которого шарнирно связан с ползуном, а на другом конце закреплен маховик, соединеннъ и с электродвигателем,через зубчатую передачу, снаб. жен установленнь|м на станине зубчатым дифференциалом с нагрузочным устройством и источником давления, при этом один вал диф. ференциала соединен с валом электродвигателя, другой вал дифференциала — с маховиком через зубчатую передачу, а связаннътй с водилом сателлитов дифференциала — его третий вал — с нагрузочным устройством, последнее выполнено в виде полого корпуса с внутренними шлицами, полого поршня с закрепленной в:нем гайкой и шлнцевым штоком, полого винта с наружным буртом и закрепленной в нем гайкой, а также вала с буртом винтовой

20 нарезкой на конце, причем этот вал установлен в корпусе с возможностью вращения, соединен с дифференциалом и сочленен с гайкой полого винта, полый винт сочленен с гай. кой поршня, последний размещен в корпусе

3 998 и связан с ним шлицевым соединением, к полости корпуса подсоединен источник давления, а на валах нагрузочного устройства и полого винта выполнены винтовые нарезки противоположного направления.

Кроме того, источник давления может быть выполнен в виде ресивера.

На фиг. 1 изображен винтовой пресс, общий вид; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — конструктивная схема нагрузочного устройства; на фиг. 4 кинематическая схема дифференциала; на фиг. 5— диаграмма угловых скоростей двухскорост- . ного электродвигателя и маховика.

Винтовой пресс содержит станину 1, в направляющих 2 которой установлен ползун 3, а в верхней поперечине станины 1 гайка 4, свинчивающаяся с винтом 5, один конец которого сочленен с ползуном 3, а, на другом конце винта установлен маховик 6, связанный с шестернями 7, установленными ка станине

1 и связанными зубчатыми парами 8 с дифференциалами 9, которые связаны муфтачи

10 с электродвигателями 11 и муфтами 12 с нагрузочными устройствами 13, устаков ленными на станине 1 (фиг. 1 и 2)..

Нагрузочное устройство 13 содержит вел

14, связанный с валом дифференциала 9 и свинчивающийся с гайкой 15, установленной в полом винте 16 с резьбой противоположного направления резьбе вала 14, свинчивающимся с гайкой 17, установленной в поршне 18, .связанным с полым штоком 19, имеющим шлицевое соединение 20 с корпусом кагрузочного устройства 13. Вал 14.имеет бурт 21, а викт 16 имеет бурт 22. На поршень 18 и шток 19 постоянно действует сжатый воздух, например от ресивера (ке показан).

Дифференциал 9 содержит шестерню 23, соединенную с валом электродвигателя 11, шестерню 24, связанную с шестерней 8, водило 25 с закрепленным на нем колесом

26, находящийся в зацеплении с шестерней

27, которая связана с валом 14 нагрузочного устройства 13. В водиле 25 со свободным вращением установлены шестерни 28 и 29, находящиеся в зацеплении с шестернями 23 и

24 (фиг. 4).

Работа пресса осуществляется следующим образом.

Исходное положение пресса показано ка фиг. 1, 2 и 3. Давление, действующее на поршень 18 и шток 19 подбирается таким образом, чтобы момент сопротивления М< на валу 14 нагрузочного устройства 13 обеспечивал сопротивление водила 25 (фиг. 4), с моментом, превышающим номинальный момент, развиваемый электродвигателем 11, но меньшим критического момента электродвигателя

130 4

ll, обеспечивая таким образом устойчивый режим работы электродвигателя 11. При включении электродвигателя ll, ввиду большого инерционного момента от маховика 6, приведенного к шестерне 8, шестеркя 8 не вращается, а скорость вращения вала 14 нагрузочного устройства 13 имеет величину (И 4 + И 11 п3 п4

2 (О

10 где n, — скорость вращения вала электродвигателя 11; пт — скорость вращения. шестерни 8;

n3 — скорость вращения вала 14 нагрузочного устройства 13;

15 n4 — скорость вращения водила 25 и колеса 26; — передаточное отношение между шестерней 27 и колесом 26.

Несмотря на то, что скорость пт в начальэО ный момент разгона равна нулю, запуск электродвигателя 11 осуществляется в благоприятном режиме с его разгрузкой от .инертности маховика 6.

На валках шестерен 8 и шестерни 7, при.

2s передаточном отношении шестерен 8 равном единице, возникает момент равный моменту ...

М>, создаваемый электродвигателем 11, Связь между моментом М и М. без учета потерь энергии в дифференциале имеет вид

Я.

М = —. М с „эу (2) Под действием крутящего момента на шестернях 8 и шестерне 7 маховик 6 разгоняется, при этом вал 14 вращается с угловой скоростью w, н свинчивает гайку 15. Под действием момента в резьбе вал 14 — гайка 15 винт 16. заворачивается в гайку 17 до соприкосновения упора 22 с поршнем 18. Таким образом относительно движения между винтом 16 и гайкой

17 нет. Поршень 18 и шток 19 перемещаются вправо, вытесняя воздух из корпуса нагрузочного устройства 13, например в ресивер (на чертеже не указан). По мере разгона маховика

6 угловая скорость от вала 14 уменьшается

45 согласно зависимости (1), уменьшается также скорость перемещения поршня 18 и штока

19 до полной их остановки. При n3 = 0 вал электродвигателя 11 и шестерня 8 вращаются с одинаковой скоростью, ко противоположного на-. правления. Под действием силы давления воздуха на поршень 18 и шток 19 происходит их перемещение влево, что приводит к вращению вала

14 со скоростью ччт в противоположном направлении.

Изменение скорости вала 14 и шестерни 27 дифференциала на противоположное, обеспечивает дополнительный прирост скорости шестерен 8, 7 и маховика 6. Таким образом, затраченная

998130

S на первом этапе хода разгона энергия на вытеснение воздуха 13 загрузочного устройства

13 возвращается на втором участке хода разгона.

При разгоне маховика 6 до заданной w максимальной угловой скорости поршень 18 и шток 19 занимают крайнее левое исходное положение, Накопленная кинематическая энергия подвижных частей переходит в пластическую деформацию поковки (не указана), Электродвигатель 11 отключается. В том случае, если 1р разгон подвижных частей необходимо осуществить с меньшей кинетической энергией, электродвигатель 11 отключают раньше, при этом под действием давления газа на поршень 18 и шток 19 происходит торможение электродви- 1» гателя 11 и его разгон в противоположную сторону, что облегчает его реверс при включении на возвратный ход.

Для осуществления возвратного хода электродвигатель 11 реверсируется. В начальный мо- 20 мент скорость вращения винта 5 маховика 6, шестерен 7 и 8 равны нулю. Скорость вращения шестерни 27 максимальная. Момент от шестерни 27 приводит к вращению вала 14 в направлении wq, Вал 14 завинчивается в гайку у

15 до смыкания упора 21 с упором 23: Таким образом вал 14 не имеет перемещения относительно гайки 15 и винты 14 и 16 вращаются с одинаковой угловой скоростью wq, перемещая вправо поршень 18 и шток 19.

Происходит ход разгона рабочих частей пресса аналогично ходу разгона вниз.

Так как при ходе вверх не требуется запасать кинетическую энергию, то целесообразно подвижные части разгонять до меньших значений скоростей, чем при ходе вниз. Йоэтому при возвратном ходе электродвигатель 10 переключается на меньшую скорость вращения, а электродвигатель 10 выбирается двухскоростной.

В этом случае поршень 18 и шток 19 перемещаются вправо не до конца, так как равенство угловых скоростей электродвигателя 10 и шестерен 8 наступает раньше, после чего наступает второй этап возвратного ходя, аналогичный второму этапу хода разгона вниз.

Зкономический эффект от внедрения изобретения обеспечивается за счет увеличения КПД, так как отсутствуют потери энергии, при раd боте пресса в неустановившемся режиме или потери на проскальзывание и соответствующим образом повышается надежность электродвигателя, и следовательно, всего пресса s целом.

Формула изобретения

1, Винтовой пресс, содержащий станину, в направляющих которой установлен ползун, закрепленную в верхней поперечине станины гайку, сочлененный с гайкой винт, о„;ин конец которого шарнирно связан с ползуном, а иа другом конце закреплен маховик, соединенный с электродвигателем через передачу, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью снижения энергозатрат и повышения надежности, он снабжен установленными на станине зубчатым: дифференциалом с нагрузочным устройством и источником давления, йри этом один вал дифференциала соединен с валом электродвигателя, другой вал дифференциала — с маховиком через зубчатую передачу, а связанный с водилом сателлитов дифференциала его третий вал — с нагрузочным устройством, носледиее выполнено в виде полого корпуса с внутренними шлицами, полого поршня с закрепленной в нем гайкой и шлицевым штоком, полого винта с наружным буртом и закрепленной в нем гайкой, а также вала с буртом и винтовой нарезкой на конце, причем этот вал установлен в корпусе с возможностью вращения, соединен с дифференциалом и сочленен с гайкой полого винта, полый винт сочленен с гайкой поршня, последний размещен в корпусе и:связан с ним шлицевым соединением, к полости корпуса подсоединен источник давления; а на валах нагруэочного устройства и полого винта выполнены винтовые нарезки противоположного: направления.

2. Пресс по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что источник давления выполнен в виде ресивера.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Бочаров 10. А. Винтовые прессы. М., "Машиностроение", 1976, рис. 3. 1. ж, с. 103 (про-. тотип) .