Механічний безшатунний прес

1. Механічний безшатунний прес, що складається із розміщеного в напрямних станини повзуна з пружними елементами, ексцентричного вала, який охоплений встановленим в повзуні коловим шатуном циліндричної форми із зміщеним відносно осі ексцентричного вала центром, фіксувального елемента і силового вузла вмикання, який відрізняється тим, що в ексцентричному валу виконано осьовий отвір, в який вставлено з можливістю поздовжнього переміщення та повороту стерж 43039 Характер удосконалення, як виходить із формули винаходу, полягає в розміщенні всередині осьового отвору в ексцентричному валу стержньової частини Т-подібного фіксувального елемента, поперечну планку якого встановлено в пазу, виконаному на торцевій поверхні ексцентричного вала, колового шатуна й ексцентричної втулки. При цьому між ексцентричним валом і фіксувальним елементом в напрямку їх поздовжньої осі розташовано пружину стиснення, а до кінця фіксувального елемента шарнірно приєднано силовий вузол вмикання. На зовнішній циліндричній поверхні ексцентричної втулки виконані поглиблення різного розміру, напроти яких в повзуні розміщено підпружинені фіксатори відповідного розміру. Сполука ознак, що пропонується в формулі винаходу, забезпечує отримання нового, невідомого раніше ефекту у вигляді нової конструкції механічного безшатунного і безмуфтового преса. Таким чином, відомий прес має складну і недостатньо надійну конструкцію системи вмикання та низьку жорсткість виконавчого механізму з наскрізним отвором, що зменшує точність штампування. В основу винаходу поставлено задачу спрощення конструкції преса та підвищення надійності в роботі. Поставлена задача досягається тим, що у відомому пресі, що складається із розміщеного в напрямних станини повзуна з пружними елементами ексцентричного вала, який охоплений вставленим в повзуні коловим шатуном циліндричної форми із зміщеним відносно осі ексцентричного вала центром, фіксувального елемента і силового вузла вмикання, в ексцентричному валу виконано осьовий отвір, в який вставлено з можливістю поздовжнього переміщення та повороту стержньову частину Т-подібного фіксувального елемента, поперечну планку якого розміщено в пазу, виконаному на торцевій поверхні ексцентричного вала, колового шатуна і ексцентричної втулки, розташованої між циліндричними поверхнями колового шатуна та внутрішнього отвору в повзуні. При цьому між ексцентриковим валом і фіксувальним елементом в напрямку їх поздовжньої осі розміщено пружину стиснення, а до кінця фіксувального елемента шарнірно приєднано силовий вузол вмикання. На зовнішній циліндричній поверхні ексцентричної втулки виконані поглиблення різного розміру, напроти яких в повзуні розміщено підпружинені фіксатори відповідного розміру. Технічним результатом винаходу є підвищення надійності преса за рахунок спрощення безмуфтової системи вмикання повзуна на робочий хід та підвищення точності штампування завдяки збільшенню жорсткості головного виконавчого механізму преса, який являє собою декілька кільцевих ексцентричних елементів, встановлених всередині порожнистого повзуна. Винахід пояснюється кресленнями, де на фіг. 1 зображено запропонований механічний безшатунний прес, на фіг. 2 показано поздовжній переріз А-А на фіг. 1 при холостій роботі приводу преса, а на фіг. 3 - поздовжній переріз А-А при робочому ході повзуна преса. Механічний безшатунний прес складається із станини 1, в напрямних елементах 2 якої встанов лено повзун 3 рамного типу з внутрішнім отвором, ексцентричного вала 4, колового шатуна 5, ексцентричної втулки 6 і пружних елементів 7, розміщених між станиною та повзуном. В ексцентриковому валу 4 виконано осьовий отвір, в якому вставлено з можливістю поздовжнього переміщення та повороту стержньову частину 8 Т-подібного фіксувального елемента, поперечну планку 9 якого розміщено в пазу 10, виконаному на торцевій поверхні ексцентрикового вала 4, колового шатуна 5 і ексцентрикової втулки 6. Планка 9 може мати квадратний, прямокутний, трикутний, напівкруглий або інший поперечний переріз із західною в паз 10 частиною, що має двобічний або однобічний скіс чи заокруглення. Висота поперечної планки 9 сумірна з глибиною паза 10. Зовнішня циліндрична поверхня ексцентричної втулки 6 шарнірно спряжена з отвором в повзуні 3, а внутрішня поверхня - із зовнішньою поверхнею колового шатуна 5. Центр зовнішньої поверхні ексцентричної втулки 6 співпадає з поздовжньою віссю обертання ексцентричного вала 4. На схемі, що наведено на фіг. 1, точкою А позначено центр зовнішньої поверхні ексцентрика вала 4, точкою В - центр зовнішньої поверхні колового шатуна 5, точкою О - поздовжню вісь обертання ексцентричного вала 4 і центр зовнішньої поверхні ексцентричної втулки 6. Між торцем ексцентричного вала 4 та фланцем 11 на кінці стержньової частини 8 фіксувального елемента в напрямку їх поздовжньої осі розміщено пружину стиснення 12. Торець фланця 11 шарнірно з'єднано, наприклад за допомогою шарової опори 13, з силовим вузлом вмикання 14. Силовий вузол вмикання може бути виконано у вигляді пневматичного циліндра, гідравлічного циліндра, електромагніта, тощо. Ексцентричний вал 4 встановлено в підшипнику 15 і жорстко поєднано, наприклад за допомогою шпонки, з маховиком 16. Останній зв'язаний з приводом преса, що містить електричний двигун, клинопасову та зубчасті передачі (на схемах привод умовно не зображено). На зовнішній циліндричній поверхні ексцентричної втулки 6 виконано декілька поглиблень різного розміру, напроти яких в повзуні 3 розточено радіальні отвори і розміщено підпружинені фіксатори відповідного розміру. Наприклад, на схемі 1 зображено конічне поглиблення 17 та кулькафіксатор 18 більшого діаметра і конічне поглиблення 19 та кулька-фіксатор 20 меншого діаметра, розташовані під кутом 90° одне до одного. Для регулювання зусилля притискання фіксаторів у радіальних отворах повзуна 3 встановлено пружні елементи 21 й регулювальні гвинти 22. Згідно з іншим варіантом запропонованого безшатунного преса пружини стиснення 12 може бути розміщено в штоковій порожнині пневматичного циліндра 14, шток якого шарнірно з'єднаний з кінцем стержньової частини 8 Т-подібного фіксувального елемента. Безшатунний прес з безмуфтовою системою вмикання працює таким чином. При відсутності підведення енергоносія (стисненого повітря, рідини високого тиску, електроенергії, тощо) до силового вузла вмикання 14 поперечна планка 9 фіксувального елемента під дією 2 43039 пружини 12 знаходиться в крайньому лівому положенні й з'єднує ексцентричний вал 4 з коловим шатуном 5 і ексцентричною втулкою 6 (див. фіг. 2). При обертанні ексцентричного вала разом з ним обертаються коловий шатун та ексцентрична втулка. Ці три деталі утворюють єдине циліндричне тіло, що обертається усередині циліндричного отвору в повзуні 3 навколо центра О, який співпадає з віссю обертання ексцентричного вала 4. Повзун при цьому залишається нерухомим і утримується в крайньому верхньому положенні за допомогою пружних елементів 7. При підведенні енергоносія, наприклад стисненого повітря, до силового вузла вмикання, виконаного, наприклад, у вигляді пневматичного циліндра 14, поршень та шток останнього зміщуються уперед, через шарову опору 13 стискають пружину 12, переміщують Т-подібний фіксувальний елемент праворуч і виводять його поперечну планку 9 з паза 10 (див. фіг. 3). Ексцентричний вал 4, коловий шатун 5 та ексцентрикова втулка 6 роз'єднуються, а кульки-фіксатори 18 й 20 попадають в конічні поглиблення 17 та 19 на зовнішній поверхні ексцентричної втулки 6 і зупиняють її. Кулькифіксатори 18 й 20 мають різний діаметр для того, щоб ексцентрична втулка 6 завжди зупинялася в точно визначеному положенні відносно повзуна 3. Наприклад, коли при обертанні ексцентричної втулки 6 за годинниковою стрілкою (як показано на фіг. 1) поглиблення 19 малого діаметра розміститься напроти кульки-фіксатора 18 більшого діаметра, то внаслідок неглибокого занурення останнього виникають незначні сили тертя, недостатні для загальмування ексцентричної втулки 6. Вона продовжує обертатися, доки кулька-фіксатор 18 попаде у відповідне конічне поглиблення 17 великого діаметра, а кулька-фіксатор 20 - в конічне поглиблення 19 малого діаметра. При недостатньому зусиллі гальмування додатково стискають пружні елементи 21 за допомогою регулювальних гвинтів 22. Коли цього недостатньо, збільшують кількість підпружинених фіксаторів різного розміру до 3, 4, 5, 6 і так далі. Після гальмування ексцентрична втулка 6, з'єднана з повзуном 3 за допомогою фіксаторів 18 й 20, стає нерухомою і при виготовленні, наприклад, із бронзи відіграє роль підшипника ковзання. Ексцентричний вал 4 продовжує обертатися, коловий шатун 5 починає здійснювати хитний рух уліво-управо навколо свого середнього положення, а повзун 3 виконує поступальний робочий хід униз, здійснює технологічну операцію штампування і повертається у вихідне верхнє положення. Далі цикл повторюється. При необхідності переходу до холостого режиму роботи стиснене повітря випускається з лівої поршневої порожнини пневматичного циліндра 14, Т-подібний фіксувальний елемент під дією попередньо стиснутої пружини 12 переміщується ліво руч, а його поперечна планка 9 торкається торцевої поверхні головного виконавчого механізму і в момент співпадання пазів на ексцентричному валу 4, коловому шатуні 5 та ексцентричній втулці 6 з'єднує усі ці деталі. При цьому ексцентрична втулка 6 долає опір пружних елементів 21, стискає їх, доки кульки-фіксатори не вийдуть з контакту з конічними поглибленнями на її поверхні, і починає обертатися разом з валом 4 й коловим шатуном 5 навколо центра О усередині повзуна 3. Останній зупиняється і утримується у верхньому положенні пружними елементами 7, а прес переходить до холостого режиму роботи, коли привод разом з маховиком 16 та ексцентричним валом 4 безперервно обертається, а повзун 3 залишається в нерухомому стані. Використання запропонованого механічного безшатунного преса забезпечує такі переваги: - підвищення надійності роботи за рахунок спрощення конструкції преса і зменшення кількості деталей в запропонованій безмуфтовій системі вмикання; - збільшення терміну служби преса, зменшення витрат на обслуговування та ремонт, поліпшення умов його експлуатації; - високу точність штампування завдяки збільшенню жорсткості головного виконавчого механізму преса; - зменшення витрат енергії на вмикання і вимикання ведених деталей преса. Запропонована в формулі винаходу сполука основних ознак забезпечує якісно нову конструкцію механічного безшатунного преса з безмуфтовою системою вмикання, яка є недосяжною при традиційному рішенні. Конструкція преса не є очевидною для спеціалістів і вносить нові можливості в процес проектування сучасного кривошипного обладнання. Перелічені відмінні суттєві ознаки характеризують новизну запропонованого технічного рішення і забезпечують позитивний ефект у вигляді спрощення конструкції та підвищення надійності в роботі, а також точності штампування. Запропонований винахід може знайти використання в ковальсько-пресовому обладнанні в якості нової безмуфтової конструкції спеціалізованих вирубних пресів з коловим шатуном. Техніко-економічні переваги запропонованого безмуфтового преса полягають в спрощенні конструкції та підвищенні надійності. Джерела інформації 1. Кривошипные кузнечно-прессовые машины: Теория и проектирование / В.И. Власов, А.Я. Борзыкин, И.К. Букин-Батырев и др. / Под ред. В.И. Власова. - М.: Машиностроение, 1982, стр. 400, рис. 15.4. 2. Авторское свидетельство № 1400892. Бесшатунный пресс, М. Кл. В30В1/26, 1986. 3 43039 Фіг. 1 4 43039 Фіг. 2 5 43039 Фіг. 3 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2002 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ __________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 __________________________________________________________ 6