Пристрій для обробки матеріалів тиском

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 [1], содержащее основание с расположенным на нем электродвигателем с червячной передачей, ходовым винтом с направляющим 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, закрепленной на кронштейне и соединенной трубопроводом с гидроцилиндром. Устройство предназначено для получения постоянного тока на базе пьезоэффекта. Устройство имеет следующий недостаток - не может быть использовано для утилизации, преобразованием в электроэнергию, не используемой механической энергии устройств, работающих по прямому назначению, без увеличения подводимой к ним энергии. Известен кривошипный горячештамповочный пресс, предназначенный для горячей штамповки в многоручьевых штампах поковок различных конфигураций из цветного и стального проката в условиях массового и крупносерийного производства, с Рн= 2500 - 4000 тс [2]. Устройство имеет следующий недостаток - часть подводимой к нему Энергии не используется на полезную работу по прямому назначению, а расходуется на деформации подвижного и неподвижного рабочих инструментов и станины. Задачей изобретения является повышение экономичности работы устройства путем преобразований в электрическую энергию, не используемой устройством для обработки материалов давлением на полезную работу механической энергии. Поставленная задача решается тем, что в известном устройстве, содержащем смонтированные в направляющих станины соответственно для подвижного и неподвижного рабочих инструментов инструментодержатели, первый из которых связан с приводом, а второй установлен на плите станины с возможностью перемещения в направлении перемещения первого инструментодержателя, а также средства ограничения перемещения второго инструментодержателя, согласно изобретению, средства ограничения перемещения выполнены в виде упоров, расположенных на обращенной к плите станины стороне второго инструментодержателя. Устройство снабжено пьезоэлементами, включенными в плоскую герметичную оболочку и установленными на плите станины между упорами второго инструментодержателя оболочка выполнена из упругого материала, а толщина оболочки с пьезоэлементами больше высоты упоров на величину зазора d 3 между упором и опорной поверхностью плиты станины, определяемую соотношением; где [s] - допускаемое напряжение для пьезоэлемента, Па; I - толщина оболочки, м; Ео - модуль упругости материала оболочки, Па. В результате не используемая на полезную работу механическая энергия воздействия подвижного рабочего инструмента на неподвижный, в устройствах, станках и другом оборудовании, например, прессах и молотах, будет использоваться для получения электроэнергии, без увеличения количества энергии, подводимой к этому устройству для обеспечения его работы по прямому назначению, что даст значительный экономический эффект, и механическое напряжение на пьезоэлементах не превысит допустимого. Сущность изобретения поясняется чертежами: на фиг. 1 - представлен чертеж устройства; на фиг. 2 представлен чертеж сечения отдельных частей устройства. Устройство, например, пресс или молот, содержит станину Т, неподвижный рабочий инструментодержатель 2, воздействующий на него подвижный рабочий инструментодержатель 3 и оболочку 4 с пьезоэлементами S. Для получения требуемой площади пьезоэлементов 5, пьезокристалы соединены между собой проводниками в необходимые группы, либо применены пьезоэлементы 5 в виде пьезоэлектриков-полимеров, например, "поливинилиденфторид". Неподвижный рабочий инструментодержатель 2 в месте стыковки с опорной поверхностью 6 станины 1 имеет выемки 7, в которых размещены оболочки 4 с пьезоэлементами 5. Количество выемок 7 и оболочек 4 может быть различным. Неподвижный рабочий инструментодержатель 2 имеет пазы 8 и упоры 9. Толщина оболочки 4 є пьезоэлементами 5, при отсутствии воздействия подвижного рабочего инструмеитодержателя 3 на неподвижный 2, больше высоты упоров 9 на величину зазора 10 - между упором 9 неподвижного рабочего инструментодержателя 2 и опорной поверхностью 6 станины 1, определяемую по следующему соотношению где [s] - допускаемое напряжение для пьезоэлемента, Па; I - толщина оболочки, м; Ео - модуль упругости материала оболочки, Па. На станине 1 имеются направляющие 11, входящие в пазы 8 неподвижного рабочего инструментодержателя 2, и упоры 12, контактирующие с рабочей поверхностью неподвижного рабочего инструментодержателя 2, при отсутствии воздействия на него подвижного рабочего инструментодержателя 3, для предотвращения перемещения неподвижного рабочего инструментодержателя 2, в сторону, противоположную направлению воздействия на него подвижного инструментодержателя 3. Устройство работает следующим образом. При работе, например, пресса или молота, по прямому назначению, в периоды без воздействия подвижного рабочего инструментодержателя 3 на неподвижный 2, на пьезоэлементы 5 давления не оказывается, за исключением давления от веса неподвижного рабочего инструментодержателя 2. В период воздействия подвижного рабочего инструментодержателя 3 на неподвижный 2, выполняется соответствующий те хнологический процесс, для которого предназначен, например, пресс или молот, и, одновременно оказывается давление на пьезоэлементы 5 до тех пор, пока упоры 9 не упрутся в опорную поверхность 6 станины 1. Материал и толщина оболочки 4 и величина зазора 10 выбираются такими, чтобы при воздействии подвижного рабочего инструментодержателя 3 на неподвижный инструментодержатель 2 не было превышено допускаемое напряжение для конкретного пьезоэлемента 5. Например, примем пьезоэлемент с допускаемым напряжением s = 250 кгс / см 2 = 25 × 10 6 Па и модулем упругости Eп = 1,01 . 1011 Па (такой, например, у кварца). Оболочку примем из композитного материала с модулем упругости Ео = 108 Па. Толщину оболочки примем І = 0,01 м. Деформации пьезозлементов и изоляциониого материала, модули упругости которых близки по величине, при выборе величины зазора 10 не учитываются вследствие малых их величин. Так, например, для кварца толщиной I =0,005 м, с количеством слоев пластин - 5 деформация составит Вместе с этим, указанная деформация уменьшает величину предельного механического напряжения, создаваемого на пьезоэлементах. Величина получаемой от пьезоэлементов электроэнергии, за один цикл воздействия подвижного рабочего инструментодержателя 3 на неподвижный 2, при следующи х исходных данных: F = 250 кгс/см 2 = 25-106 н/м 2, e = 1000 (для пьезокерамики) S пластины = 1 м 2; dпл=0,005 м; количество слоев пластин - 5 шт. Применение в качестве пьезоэлемента сегнетовой соди (e = 10 ) обеспечит получение запасенной энергии W = 630 х 104 Дж. В результате применения настоящего изобретения будет преобразована в электроэнергию, не используемая на полезную работу механическая энергия устройств, например, прессов или молотов, работающих по прямому назначению, без увеличения подводимой к ним энергии и пьезоэлементы будут предохранены от разрушения, что даст значительный экономический эффект.