Пристрій для деформування методом обкочування

Реферат: UA 73413 U UA 73413 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до обробки металів тиском, а саме до устаткування для штампування методом обкочування. Відомі пристрої для об'ємного деформування методом обкочування [А.С. СССР № 897340, МКИ В21 D37/12, 15.02.1978; А.С. СССР № 950467, Пресс для сферодвижной штамповки, МКИ В21 D37/12, 18.08.1982; А.С. № 889219, В21 D37/12, 12.06.1978]. В цих пристроях деформування проводиться за рахунок локалізованого осередку деформації між заготовкою і інструментом, який приводиться в дію механізмом обкочування у вигляді сферичного пресувача з водилом і сферичною головкою, що встановлена у сферичній опорі. Осьове навантаження створюється механізмом у вигляді гідравлічного циліндра. Недоліком таких конструкцій є витрати на здолання моменту тертя (МТР) в сферичній опорі, який пропорційний до реакції в ній (R=PТ) і залежить від технологічного зусилля (Р Т), радіуса сферичної опори та коефіцієнта тертя. Найбільш близьким аналогом є пристрій [А.С. № 1500417, В21 D37/12, Б.И. № 30, 15.08.1989], в якому сферична опора має гідростатичний підшипник у вигляді кільцевої ущільненої порожнини, яка розташована безпосередньо у сферичній опорі і гідравлічно сполучена з порожниною гідроциліндра осьового навантаження. Таким чином забезпечується утворення зусилля розвантаження (РР). Недоліком такої конструкції є те, що РТ спрямоване ексцентрично до вертикальної осі пристрою, а зусилля розвантаження (Р Р) спрямоване у постійному напрямку вздовж вертикальної осі, тому між цими силами виникає момент, який не дозволяє повністю розвантажити сферичну опору пристрою, а урівноважується лише частина РТ. В результаті, частина технологічного зусилля, що залишилась (РТ-РР) сприймається безпосереднім контактом сферичної опори і сферичної головки, викликаючи реакцію в опорі (RPТ-PР), від якої буде залежати МТР, який, в свою чергу, впливає на потужність приводу механізму обкочування. В основу корисної моделі поставлено задачу підвищення економічності пристрою за рахунок коефіцієнта корисної дії (ККД) механізму обкочування шляхом зменшення М ТР у сферичні опорі. Це досягається тим, що за рахунок зміни розташування кільцевої порожнини гідростатичного підшипника, яка розташовуватиметься на сферичній головці, змінюється напрямок дії Р Р вздовж осі пресувача, зменшується плече прикладання між РТ і РР та збільшується значення PР. Поставлена задача вирішується тим, що в пристрої для деформування методом обкочування, що включає в себе механізм обкочування, який утворений пресувачем з водилом, що шарнірно зв'язаний водилом з приводним ексцентриковим ротором, та з сферичною головкою, що спирається на сферичну опору, між якими утворена система розвантаження у вигляді ущільненої кільцевої порожнини гідравлічно сполученої з порожниною гідроциліндра механізму осьового навантаження, згідно з корисною моделлю, ущільнена кільцева порожнина виконана на сферичній головці пресувача. Суть корисної моделі пояснюється кресленнями, де зображено: на Фіг. 1 - конструктивна схема пристрою; на Фіг. 2 - спрощена схема навантаження опори пресувача за базовою конструкцією; на Фіг. 3 - спрощена схема навантаження опори пресувача за новою конструкцією. Конструктивно пристрій для деформування методом обкочування включає в себе механізм обкочування, який змонтований в станині 1. Механізм обкочування утворений із пресувача 2, який складений з двох основних нероз'ємних частин - з водила 3, що шарнірно зв'язаний з приводним ексцентриковим ротором 4, та з сферичної головки 5, що спирається на сферичну опору 6. Між сферичною головкою 5 та сферичною опорою 6 утворена система гідростатичного розвантаження у вигляді ущільненої за допомогою ущільнювачів 7 та 8 кільцевої порожнини 9, яка безпосередньо виконана на сферичній опорі 6. Порожнина 9 через отвори 10 та 11 сполучена з порожниною гідроциліндра механізму осьового навантаження, від якої подається рідина під тиском рЦ, пропорційна до тиску в гідроциліндрах або визначена іншою закономірністю. Деталь 12 встановлюється на робочому столі 13. На пресувачі 2 встановлений інструмент 14, який, обкочуючись по поверхні деталі 12 відносно центру О, деформує її. Технологічне зусилля РТ прикладається в точці Т, яка є центром тяжіння плями контакту між деталлю 12 і інструментом 14. Ефективність роботи пристрою видно з аналізу спрощених схем навантаження. На Фіг. 2 наведено схему прикладання сил та реакцій в базовій конструкції як для плоскої системи (позначення з додатковим індексом Б), де: РРБ - зусилля розвантаження; RАБ - приведена рівнодіюча реакції опори до точки А; Г RАБ - горизонтальна складова RАБ; B RАБ - вертикальна складова RAБ; 1 UA 73413 U 5 10 15 20 RЕ - приведена рівнодіюча реакції опори до точки Е; RСБ - приведена рівнодіюча реакції опори до точки С;  - кут дії рівнодіючої реакцій опори в точках А і Е;  - кут нахилу осі пресувача 2; m - ексцентриситет прикладання технологічного зусилля РТ; k+m - відстань між вертикальною віссю пристрою до точки А. Для ефективної роботи пристрою необхідно виконання умови RE=min. З іншої сторони RР, не повинно бути спрямоване від центра О, оскільки в такому випадку пройде відривання сферичної головки 5 від сферичної опори 6 і розущільнення порожнини 15. Тому оптимальним значенням є RЕ=0. Ці тлумачення діють як для базового так і нового варіантів пристрою. Кут  вважаємо також незмінним для обох (базового і нового) варіантів пристроїв. Для приблизних розрахунків вважаємо, що РСБ спрямована горизонтально, оскільки кут =2°…5°, а довжина пресувача 2 значно більша за ексцентриситет прикладання m. Це справедливо і для запропонованої конструкції. Оскільки порожнина 15 виконана співвісно до вертикальної осі пристрою зусилля розвантаження РРБ також буде співвісне до неї і буде проходити через центр обкочування О. Точкою прикладання РРБ є перетин вертикальної осі з перпендикулярною до неї площиною, що проходить через середній діаметр кільцевої порожнини 15. В Визначення співвідношень трьох вертикальних сил Р Т, РРБ та RAБ із рівнянь рівноваги показує, що: k k  m , (1) m  РТ k  m . (2) РРБ  РТ R АБ В 25 30 35 На Фіг. 3 наведено схему прикладання сил та реакцій в запропонованій конструкції як для плоскої системи (позначення з додатковим індексом Н), де; РРН - зусилля розвантаження; Г РРН - горизонтальна складова РРН; В РРН - вертикальна складова РРН; RАН - приведена рівнодіюча реакції опори до точки А; Г RАН - горизонтальна складова RАБ; B RАН - вертикальна складова RАБ; RСН - приведена рівнодіюча реакції опори до точки С; m-n - ексцентриситет прикладання вертикальної складової РРН відносно PТ. Оскільки порожнина 9 виконана співвісно до осі пресувача 2 зусилля розвантаження Р РН також буде співвісне до неї і буде проходити через центр обкочування О. Точкою прикладання РРН є перетин осі пресувача 2 з перпендикулярною до неї площиною, що проходить через середній діаметр кільцевої порожнини 9. В B Визначення співвідношень трьох вертикальних сил РТ, РРН та RАН із рівнянь рівноваги показує, що: k k  m  n , (3) mn  РТ k  m  n (4) РРHB  Р Т 40 45 R АHВ В B B Порівнюючи (1) з (3) та (2) з (4), маємо, що РРБRАН . Тобто для запропонованого пристрою зросло зусилля гідростатичного розвантажування, а реакція, що сприймається безпосереднім контактом сферичної опори 6 і сферичної головки 5, зменшилась, а значить зменшився і момент тертя. Таким чином, запропонована конструкція дозволяє зменшити момент тертя М ТР в сферичній опорі, що виникає під час технологічної роботи механізму, чим досягається підвищення ККД і покращення економічних та експлуатаційних характеристик пристрою. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 50 Пристрій для деформування методом обкочування, що включає в себе механізм обкочування, який утворений пресувачем з водилом, що шарнірно зв'язаний водилом з приводним ексцентриковим ротором та з сферичною головкою, що спирається на сферичну опору, між якими утворена система розвантаження у вигляді ущільненої кільцевої порожнини гідравлічно 2 UA 73413 U зв'язаної з порожниною гідроциліндра механізму осьового навантаження, який відрізняється тим, що ущільнена кільцева порожнина виконана в сферичній головці пресувача. 3 UA 73413 U Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4