Механічний формувальний прес

Реферат: Винахід належить до механічного формувального преса із зубчатою передачею преса, що механічно сполучає повзун преса з приводом, причому привід складається з щонайменше одного електричного сервомотора. Для виконання вказаного преса максимально простої конструкції з мінімальною кількістю конструктивних елементів у винаході запропонована зубчата передача преса, що має безступінчату зміну передавального відношення між провідним валом сервомотора і вихідним валом повзуна преса. UA 98663 C2 (12) UA 98663 C2 UA 98663 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Винахід належить до механічного формувального преса із зубчатою передачею преса, що механічно сполучає повзун преса з приводом, причому привід складається з щонайменше одного електричного сервомотора. Формувальний прес цього типу відомий, наприклад, з публікації DE 102004009256 В4. Цей тип формувального преса має складну конструкцію з великою кількістю конструктивних елементів. Задачею даного винаходу є створення механічного формувального преса, що належить до типу, згаданого вище і що має виключно просту конструкцією з мінімальною кількістю конструктивних елементів. Для вирішення даної задачі, пропонується механічний формувальний прес, оснащений зубчатою передачею преса, що механічно сполучає повзун преса з приводом, причому привід складається з щонайменше одного електричного сервомотора, а зубчата передача має безступінчату зміну передавального відношення між ведучим валом сервомотора і вихідним валом повзуна преса. В результаті при обертанні приводного вала сервомотора з достатньо постійною кутовою швидкістю вихідний вал приводить повзун преса із змінною кутовою швидкістю. Активуючи сервомотор і оперуючи ним на постійній кутовій швидкості, можна одержати змінний хід повзуна. Потужний електричний сервомотор має високий обертовий момент і може бути використаний як основний привід. Змінний хід повзуна, дозволяє забезпечити нові технологічні можливості у формуванні, пробивці і штампуванні. За допомогою зубчатої передачі преса повзун преса перетворить обертальний рух сервомотора в поступальну ходу. Сервомотор може безперервно працювати з певним ККД з постійною кутовою швидкістю і без втрат енергії, що викликаються, наприклад, періодичними прискореннями і гальмуваннями електродвигуна і всієї зубчатої передачі преса. Безступінчату зміну передавального відношення зубчатого приводу преса дозволяє уповільнювати повзун преса безпосередньо у формувальній зоні механічного формувального преса, отримуючи нижчі, швидкості при ударі, нижчий рівень шуму і триваліші термін експлуатації інструменту. В результаті отриманий механічний формувальний прес, що належить до типу, згаданого вище, має виключно просту конструкцію з дуже невеликою кількістю конструктивних елементів, вирішуючи поставлену задачу. Зубчата передача преса, переважно оснащена багатокривошипною передачею. Багатокривошипна передача забезпечує просту безступінчату зміну передавального відношення зубчатої передачі преса. У переважному варіанті виконання винаходу зубчата передача преса оснащена механізмом з подовжньою тягою. У цьому варіанті здійснення винаходу безступінчата зміна передавального відношення зубчатої передачі преса забезпечується в межах вельми обмеженого простору. Механізм з подовжньою тягою переважно містить вихідний вал повзуна преса і проміжну шестірню, причому вихідний вал розташований ексцентрично щодо проміжної шестірні і сполученою з нею подовжньою тягою. У цьому варіанті здійснення винаходу механізм з подовжньою тягою може бути реалізований в дуже простій конструкції і виключно простими засобами. У переважному варіанті винаходу, вихідний вал виконаний у вигляді ексцентрикового вала. Ексцентриковий вал забезпечує головну передачу зубчатої передачі преса. Якщо подовжня тяга впливає як вихідний вал безпосередньо на ексцентриковий вал, головна передача зубчатої передачі преса може бути легко багаторазово збільшена безступінчатою зміною передавального відношення механізму з подовжньою тягою, тоді як загальне передавальне число зубчатої передачі преса може бути задане ходом повзуна, згідно з необхідним ходом. Передавальне відношення зубчатої передачі преса переважно може збільшуватися у формувальній зоні формувального преса. У результаті, повзун преса уповільнює хід у формувальній зоні, де можна отримати нижчу швидкість і збільшений робочий хід до нижньої мертвої точки. У переважному варіанті здійснення винаходу, повзун преса пов'язаний з приводом без з'єднань. Таким чином, отримують передачу повзуна преса з безперервним зв'язком для повного ходу повзуна. Крім того, відсутність з'єднань зменшує кількість елементів. Ексцентриковий вал переважно містить щонайменше один ексцентрик, через який ексцентриковий вал впливає на сполучний шток. Забезпечено дуже просте налаштування загального передавального числа зубчатої передачі преса. У переважному варіанті виконання пропонується сполучний шток, що впливає на повзун преса, виконаний в регульованому виконанні на ексцентриці ексцентрикового вала, де сполучний шток і ексцентрик розділені ексцентриковим диском. Внаслідок цього загальне передавальне число зубчатої передачі преса може бути легко відрегульоване. 1 UA 98663 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Ексцентриковий вал переважно містить щонайменше два ексцентрики, а проміжна шестірня розташована між двома ексцентриками, переважно посередині. Таким чином, створений так званий центральний привід, зусилля якого передається від допоміжного вала-шестірні від середини преса через ексцентрикові вали до ексцентрика. За допомогою бічного приводу привід проходить на одній стороні поряд з ексцентриками. Обертовий момент, що передається, викликає обертання ексцентрикового вала. Це обертання реалізується в різних величинах кутів кручення ексцентрикових коліс. Кути кручення різних величин викликають нахил повзуна преса. Цього ефекту можна уникнути, встановивши привід між двома ексцентриками. У переважному варіанті виконання винаходу допоміжний вал-шестірня може бути розташований посередині між двома ексцентриками. Як наслідок торсіонні кути обох ексцентрикових коліс рівні за розміром і напрямом. Таким чином, нахил повзуна преса може бути ефективно попереджений. Щонайменше один ступінь передачі переважно розташований між приводом і проміжною шестірнею. Таким чином, для отримання оптимальних результатів обертовий момент впливає на проміжну шестірню, може бути відрегульований відповідно до вимог у будь-який момент часу. У переважному варіанті виконання приводний вал сервомотора обертається з більшою швидкістю, ніж проміжна шестірня і/або вихідний вал повзуна преса. При достатньому потужному приводі, привід може бути сполучений безпосередньо з проміжною шестірнею. У переважному варіанті виконання винаходу, ступінь передачі переважно зачіпляється з приводом і/або проміжною шестірнею. Таким чином, забезпечена передача без прослизання. Ступінь передачі переважно сформований одноступінчатою прямозубою циліндричною зубчатою передачею. Блок зубчатого механізму такого типу дуже простий в монтажі. Обертання електричного сервомотора в одному напрямку на всьому ході повзуна може бути сприятливим. При цьому до електричного сервомотора прикладено менше навантаження, і ним можна управляти на меншій потужності. Переважний аспект винаходу належить до процесу управління механічним формувальним пресом згідно з одним з переважних варіантів виконання винаходу, в якому електричний сервомотор працює по суті з однаковою швидкістю впродовж всього ходу повзуна. В результаті попереджається енергоємна зміна швидкості обертання, і сервомотор працює особливо ефективно і безперервно. Переважний варіант виконання винаходу і застосування винаходу докладно описане нижче з посиланням на креслення. Короткий опис креслень На фіг. 1 зображений вигляд в аксонометрії зубчатої передачі преса, згідно з винаходом. Докладний опис переважного варіанта виконання винаходу Винахід належить до механічного формувального преса з безперервною або безсполучною зубчатою передачею преса, що механічно сполучає повзун преса з приводом. Привід містить щонайменше один електричний сервомотор з приводним валом, в якому зубчата передача преса має безступінчату зміну передавального відношення між ведучим валом сервомотора і вихідним валом повзуна преса, так що при обертанні приводного вала сервомотора з достатньою постійною кутовою швидкістю вихідний вал має змінну кутову швидкість. Формувальний прес змонтований в корпусі преса з корпусом зубчатої передачі і головкою преса. Корпус преса, що надає опорні точки для зубчатих деталей і повзуни преса тут не показані для забезпечення кращого загального уявлення. На кресленні зображений вигляд в аксонометрії зубчатої передачі 1 преса, згідно з винаходом, для механічного формувального преса. В даному випадку привід преса складається з двох електричних сервомоторів 2, кожен з яких оснащений приводним валом 20 і ведучою шестірнею 21. Ведучі шестерні 21 електричних сервомоторів 2 сполучені із зубчатою передачею 1 преса. Зубчата передача 1 преса містить передачу, механізм 3 з подовжньою тягою і кривошипношатунний механізм. Передача складається із ступеня 4 передачі у вигляді прямозубої циліндрової зубчатої передачі із зубчатим вінцем 41 великого колеса і зубчатим вінцем 42 малого колеса. Зубчатий вінець 41 великого колеса вводиться в зачеплення з ведучими шестернями 21 електричних сервомоторів 2, а зубчатий вінець 42 вводиться в зачеплення з проміжною шестірнею 31 механізму 3 з подовжньою тягою. Механізм 3 з подовжньою тягою містить вихідний вал 30 для повзуна (повзунів) преса і проміжної шестірні 31. Вихідний вал 30 розташований ексцентрично щодо проміжної шестірні 31 і безперервно сполучений механізмом з подовжньою тягою (тут не показаний) з проміжною шестірнею 31, так що при обертанні проміжної шестірні 31 з достатньою постійною кутовою швидкістю вихідний вал 30 має змінну кутову швидкість. 2 UA 98663 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Вихідний вал 30, виконаний у вигляді ексцентрикового вала, утворює кривошипно-шатунний механізм і складається з двох ексцентриків 32, на яких встановлені сполучні штоки 34 з ексцентриковими дисками 33 між ними. Сполучні штоки 34 сполучені з штампом преса, не показаним на кресленні, відомим способом, причому штамп преса розташований у вертикально ковзаючому кріпленні в головці корпусу преса. Ексцентрикові диски 33 переважно регулюються щодо ексцентрикового вала 30. Проміжна шестірня 31 розташована посередині між двома ексцентриками 32. Приводні вали 20 сервомоторів 2, ступінь 4 передачі, проміжна шестірня 31 і ексцентриковий вал 30 переважно розташовані паралельно один одному, причому ступінь 4 передачі; проміжна шестірня 31 і ексцентриковий вал 30 у відповідних опорних точках корпусу формуючого преса мають фіксовані шарнірні кріплення. Спосіб роботи і функціонування винаходу детально описані нижче. При роботі формуючого преса 1 згідно з винаходом, електричні сервомотори, що обертаються в одному напрямку з постійною кутовою швидкістю, працюють приводом. Сила на виході електричних сервомоторів 2 впливає на проміжну шестірню 31 через ступінь 4 передачі, причому проміжна шестірня 31 сполучена з ексцентриковим валом 30 через механізм з подовжньою тягою з безступінчатою зміною передавального відношення. При обертанні проміжної шестірні 31 з постійною кутовою швидкістю механізм з подовжньою тягою забезпечує змінну кутову швидкість ексцентрикового вала 30, причому передавальне відношення збільшується у формувальній зоні формувального преса 1. При обертанні ексцентрикового вала 30 вихідних зусиль електричних сервомоторів 2 впливає на ексцентрикові колеса 32, які у свою чергу передають зусилля на відповідні сполучні штоки 34. Потім сполучні штоки 34 приводять в дію повзун преса, не проілюстрований на кресленні. Завдяки центральному розташуванню приводу ексцентрикового вала 30 кутів обертання двох ексцентрикових коліс 34 щодо проміжної зірочки 31 однакові, що запобігає нахилу повзуна преса (не показаний на кресленні). Винахід заснований на ідеї застосування як основний привід потужних сервомоторів 2 з можливістю отримання змінного ходу повзуна при роботі сервомотора. Безступінчата зубчата передача 1 преса з безступінчатою зміною передавального відношення перетворить обертання сервомоторів 2 в поступальну ходу. На відміну від сервопресів з ексцентриковими передачами, що не забезпечують оптимальне перетворення наявного моменту обертового електроприводу в необхідне формуюче зусилля передавальне відношення збільшується, згідно з винаходом, в формуючій зоні формуючого преса. Винахід має наступні переваги: Передавальне відношення кривошипно-шатунного механізму (ексцентрикового вала) як основна передача приводу преса підвищується передавальним відношенням, змінним залежно від кута повороту кривошипа механізму з подовжньою тягою. Пряма активація сервомоторів, що працюють основними електродвигунами, дозволяє добитися змінного ходу повзуна преса. В межах кута повороту кривошипа від 120 до 180°, тобто в області формувальної зони, передавальне відношення підвищується механізмом з подовжньою тягою. Таким чином, при певних моментах обертових сервомоторів хід при номінальному притискуючому зусиллі преса збільшується. Наприклад, хід при номінальному притискуючому зусиллі преса зусиллям в 6300 кН із звичайним ексцентриковим приводом рівний 7,6 мм, тоді як сервопрес, оснащений інтегрованим механізмом з подовжньою тягою, має хід при дії номінального притискуючого зусилля рівний 10,5 мм до нижньої мертвої точки. Таким чином, використання однакових сервомоторів дозволяє забезпечити вищу працездатність для процесу технологічного формування. У силовому ланцюзі преса додаткових шарнірних з'єднань із зазором не передбачено, що означає, що можливо отримати таку ж жорсткість конструкції приводу, як в ексцентрикових пресах. Для всього ходу повзуна може бути виконана передача з постійним ходом. У приводі преса немає необхідності в зворотному ході. Це забезпечує значне поліпшення загального енергетичного балансу приводу преса і значне зниження кількості елементів. 3 UA 98663 C2 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 5 10 15 20 25 30 35 40 1. Механічний формувальний прес із зубчастою передачею (1) преса, що механічно сполучає повзун преса з приводом (2), причому привід (2) складається з щонайменше одного електричного сервомотора, зубчастої передачі (1) преса, що має безступінчату зміну передавального відношення між ведучим валом (20) сервомотора і вихідним валом (30) повзуна преса, зубчаста передача (1) преса оснащена механізмом (3) з веденим кривошипом, що містить вихідний вал (30) повзуна преса, що виконаний у вигляді ексцентрикового вала (30), проміжну шестірню (31), причому вихідний вал (30) розташований ексцентрично відносно проміжної шестірні (31) і сполучений з проміжною шестірнею (31) як ведений кривошип, який відрізняється тим, що ексцентриковий вал (30) містить принаймні два ексцентрики (32) та проміжну шестірню (31), розміщену між двома ексцентриками (32), з'єднувальний шток (34), що приводить в дію повзун преса, встановлений з можливістю регулювання на ексцентриці (32) ексцентрикового вала (30), причому сполучний шток (34) і ексцентрик (32) розділені ексцентриковим диском (33). 2. Механічний формувальний прес за п. 1, який відрізняється тим, що зубчаста передача (1) преса оснащена багатокривошипною передачею (3). 3. Механічний формувальний прес за будь-яким з пп. 1-2, який відрізняється тим, що передавальне відношення зубчастої передачі (1) преса збільшується у формувальній зоні формувального преса (1). 4. Механічний формувальний прес за будь-яким з пп. 1-3, який відрізняється тим, що ексцентриковий вал (30) містить щонайменше один ексцентрик (32), через який ексцентриковий вал (30) приводить в дію сполучний шток (34). 5. Механічний формувальний прес за будь-яким з пп. 1-4, який відрізняється тим, що проміжна шестірня (31), розташована посередині між двома ексцентриками (32). 6. Механічний формувальний прес за будь-яким з пп. 1-5, який відрізняється тим, що є щонайменше один ступінь (4) передачі, переважно розташований між приводом (2) і проміжною шестірнею (31). 7. Механічний формувальний прес за будь-яким з пп. 1-6, який відрізняється тим, що ступінь (4) передачі входить в зачеплення з приводом (2) і проміжною шестірнею (31). 8. Механічний формувальний прес за будь-яким з пп. 1-7, який відрізняється тим, що ступінь (4) передачі переважно утворений одноступінчатою прямозубою циліндричною зубчастою передачею. 9. Механічний формувальний прес за будь-яким з пп. 1-8, який відрізняється тим, що обертання електричного сервомотора (2) відбувається в одному напрямку упродовж усього ходу повзуна. 10. Механічний формувальний прес за будь-яким з пп. 1-9, який відрізняється тим, що електричний сервомотор (2) працює, по суті, з однаковою швидкістю упродовж усього ходу повзуна. 4 UA 98663 C2 Комп’ютерна верстка І. Скворцова 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 5