Безшаботний вертикальний молот

Безшаботний вертикальний молот, що містить верхню бабу з боковими штоками і плунжерами, нижню бабу з центральним штоком і плунжером, гідробак з розташованими у ньому боковими і центральним плунжерами та установлений співвісно центральному штоку привідний циліндр, який відрізняється тим, що шток привідного циліндра і 3 19623 4 безшаботному вертикальному молоті, що містить має напрямок уверх верхню бабу з боковими штоками і плунжерами, Рв=Рр·Fп - РсFк, (3) нижню бабу з центральним штоком і плунжером, де Рр, Рс - тиск робочої і зливної магістралі; гідробак з розташованими у ньому боковими і Fп, Fк - повна і кільцева площі поршня 10. центральним плунжерами та установлений співвіНижня баба 7 починає прискорений рух уверх, сно центральному штоку приводний циліндр, згідпри цьому центральний плунжер 5 підіймається но корисної моделі, шток приводного циліндра і уверх, визволяючи у гідробаці 4 об'єм, який дорівцентральний плунжер, який взаємодіє з центральнює добутку кільцевої площі Fц до висоти підйому, ним штоком, виконано як одне ціле у вигляді ступіпідкоряючись умові нерозриву течії, бокові плуннчатого вала таким чином, що діаметр центральжери 3 опускаються, компенсуючи цій об'єм. ного плунжера більший за діаметр штока Прискорення руху нижньої баби 7 дорівнює приводного циліндра, причому відношення кільцеРв jв , вої площі центрального і сумарної площі бокових F (4) Мн Мв ц плунжерів дорівнює відношенню мас нижньої і 2Fб верхньої баби при цьому у гідробаці 4 тиск рідини Fц Мн , де Мн g jв Р жв . 2Fб Мв (5) Fц Fц - кільцева площа центрального плунжера; Закінчується прямий холостий рух ударом, у 2Fб - сумарна площа бокових плунжерів; процесі якого здійснюється штампування поковки. Мн, Мв - маса нижньої і верхньої баби. Зворотний холостий рух починається після На кресленні представлена принципова схема удару, повернення баб 1 та 7 у вихідне положення безшаботного вертикального молота, який містить здійснюється наступним чином. Гідрозподільник верхню бабу 1, яка спирається на бокові штоки 2, (не показаний) переключає нижню (поршневу) понижні кінці яких взаємодіють з боковими плунжерожнину приводного циліндра 9 до зливу, а у веррами 3, що розташовані у гідробаці 4. У центральхню (штокову) порожнину подає рідину під робоній частині гідробака 4 розташовано центральний чим тиском. На шток 8 і взаємодіючий з ним плунжер 5, який взаємодіє з центральним штоком центральний шток 6 та нижню бабу 7 діє спрямо6, на верхньому торці якого встановлена нижня ване униз зусилля, баба 7. Центральний шток 8 приводного циліндра Рн = Рр·Fк - РсFп, (6) 9 і центральний плунжер 5 виконано як одне ціле у котре приводить у рух нижню бабу 7 з присковигляді ступінчатого вала. На штоці 8 приводного ренням циліндра 9 закріплено поршень 10. Рн Безшаботний вертикальний молот працює наjн , F ступним чином. (7) Мн Мв ц У вихідному положенні, котре відповідає крес2Fб ленню, баби 1 та 7 нерухомі. Це досягається тим, при цьому тиск рідини у гідробаці 4 дорівнює: що верхня баба 1 за допомогою бокових штоків 2 і Мн g jн плунжерів 3 (площа кожного Fб), а нижня баба 7 за Р жн . (8) Fц допомогою центрального штока 6 і центрального плунжера 5, діаметр якого більший за діаметр і тому, що цей тиск вище статичного, сила від штока 8 приводного циліндра 9, а кільцева площа його дії на бокові плунжери 3 більша сили ваги дорівнює Fц, утворюють у рідині гідробака 4 однаверхньої баби 1, вона прискорено рухається ковий тиск, який дорівнює уверх. Кінець поверненого холостого руху здійсgMв gMн нюється у залежності від режима роботи молота. Pж , (1) Коли у кінці руху виконується зупинка баб 1 та 7 з 2Fб Fц послідуючим утриманням на вазі, гідророзподільде g – прискорення вільного падіння; ник (не показаний) переключає нижню (поршневу) Мв, Мн - маса верхньої 1 і нижньої 7 баби. порожнину приводного циліндра 9 до зливу, коли Із (1) випливає, що верхня 1 і нижня 7 баби молот працює у режимі автоматичних послідовних при відсутності зовнішніх збурювань знаходяться у ударів - верхня (штокова) порожнина переключаспокої при умові ється до зливу, а нижня (поршнева) переключаFц Мн ється під робочий тиск. . (2) 2Fб Мв Після виконання зворотного холостого руху цикл повторюється. тобто, що відношення площин кільцевої Приклад конкретного виконання. центрального 5 і сумарної бокових плунжерів 3 Вихідні дані для розрахунку: дорівнює відношенню мас нижньої 7 і верхньої 1 Безшаботний вертикальний молот з енергією баби. удара z=1500кДж. Прямий холостий рух, котрий закінчується Верхня і нижня баби рівняються по масі Мв=Мн ударом, здійснюється з вихідного положення, що Швидкість кожної баби до удару Vy=3м/с представлено на кресленні. Рідина із гідророзпоРобочий тиск рідини на приводному циліндрі дільника (на кресленні не показаний) під робочим Рр=320атм (32МПа) тиском подається до нижньої (поршневої) порожТиск рідини у зливній магістралі Рс=6атм нини приводного циліндра 9, із кільцевої порожни(6МПа) ни цього циліндра рідина подається до зливу. На Тиск рідини у гідробаці при нерухомих бабах шток 8 приводного циліндра 10 діє зусилля, що 5 19623 6 (статичний тиск) Рж=100атм (10МПа). діаметр поршню Рух кожної баби Н=1,0м. 4Fп 4 0,048 dп 0,247м. Енергія удара безшаботного молота визнача3,14 ється за залежністю Діаметр штока визначається з урахуванням V2 V2 того, що кільцева площа поршня дорівнює полоz Mн н Мв в , 2 2 вині його повної площі, тобто враховуючи, що Мн=Мв, Vн=Vв=3м/с маса ниж4 0,5Fп 4 0,5 0,048 ньої і верхньої баби дорівнює dп 0,175м. 3,14 z Мн Мв Враховуючи, що повна площа центрального V2 плунжера складається із кільцевої площі Fц і площі після підстановки штока, тобто 15 106 , 2 5 кг (170т ). 2 dц Мн Мв 17 10 , dш Fц , 9 4 4 Сумарна площа бокових плунжерів визначазнаходимо діаметр центрального плунжера як ється з урахуванням (1) як 4Fц 2 Мвg 1,7 105 9,8 dц dш, 2Fб 0,17м2. Рж 1 107 після підстановки отримуємо Кільцева площа центрального плунжера дорі4 0,17 внює сумарній площі бокових плунжерів, тобто dц 0,1752 0,497м. Fц=0,17м2. 3,14 Діаметр кожного бокового плунжера Тиск рідини у гідробаці при зворотному холостому русі визначаємо за залежністю (8) 2Fб 0,17 2 dб 0,329м. 3,14 17 105 9,8 2,25 , Ржн 12,5 106 Па 12,05МПа . Ураховуючи, що рух кожної баби Н=1м, а шви0,17 дкість до удару Vy=3м/с, прискорення нижньої баТиск рідини у гідробаці при прямому холостоби при русі уверх буде рівнятись му русі (рух на удар) визначаємо за залежністю (5) V 2 32 17 105 9,8 4,5 , jв 4,5м / с 2. Р жн 5,3 106 Па 5,3МПа . 2H 2 1 0,17 Для забезпечення руху з отриманим присЧас прямого холостого руха визначаємо коренням приводний циліндр розвиває зусилля у 2Н 2 відповідності з (4) tпх 0,67с. jв 4,5 Fц 0,17 Рв jв Мн Мв 4,5 17 105 17 105 , , 15,3 105 Н . 2Fб 0,17 Час зворотного холостого руха Враховуючи, що прискорення руху баб при 2Н 2 t зх 0,94с. зворотному русі у 2 рази менше за прискорення jн 2,25 прямого руху, приймаємо конструктивно, що кільЧас подвійного руха цева площа поршню приводного циліндра у два рази менша повної площі і з урахуванням (3) виТ tпх t зх 0,67 0,94 1,61с. значаємо повну площу поршня як Кількість ударів у хвилину Рв 60 60 Fп , n 37. Рр 0,5 Рс T 161 , і після підстановки отримаємо чисельне знаЕкономічний ефект досягається за рахунок пічення повної площі поршня двищення довговічності верхньої баби і вузла гідрозв'язку. 15,3 105 Fп 0,048м2, 32 106 0,5 0,6 106 7 Комп’ютерна верстка Л.Литвиненко 19623 8 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601