Система керування кувальним молотом

Реферат: Система керування кувальним молотом включає клапани керування робочим циліндром, замковий клапан, пневморозподільники клапанів керування робочим циліндром і замкового клапана відповідно, що зв'язані між собою за допомогою пневматичних магістралей, і привід регулювання енергії удару. Система керування кувальним молотом додатково забезпечена двоплечим важелем, кінці якого кінематично зв'язані з штоками клапанів керування робочим циліндром. Привід регулювання енергії удару виконаний у вигляді двох вертикальних гідроциліндрів, забезпечених гідросистемою і апаратурою керування гідроциліндрами. Штоки гідроциліндрів взаємодіють з кінцями двоплечого важеля. UA 103951 U (54) СИСТЕМА КЕРУВАННЯ КУВАЛЬНИМ МОЛОТОМ UA 103951 U UA 103951 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі ковальсько-пресового устаткування, а саме до пароповітряних безшаботних кувальних молотів, і може бути використана при виготовленні систем керування молота. Під час виконання кувальних операцій з використанням кувального молота потрібна різна за величиною енергія удару. Відомий пристрій керування кувальним молотом, що включає розподільний золотник, кінематично пов'язаний з сервоприводом, що приводиться до руху за допомогою стиснутого повітря, що надходить від пневматичного посилювача, який кінематично зв'язаний з педаллю керування (див. наприклад, книгу Щеглов В.Ф. Вдосконалення ковальського устаткування ударної дії. - М.: Машинобудування, 1968. - с. 41, фіг. 25 і с. 84, фіг. 53). Недоліком даного пристрою є низька точність регулювання енергії удару, яка повністю залежна від кваліфікації машиніста молота. Відомий також пристрій керування кувальним молотом, що містить розподільний золотник, кінематично пов'язаний з сервоциліндром, який, у свою чергу, кінематично пов'язаний з виконавчим циліндром у вигляді пневматичного механізму, що підсумовує (суматора), має вісім фіксованих положень, що визначають вісім рівнів енергії удару (див. наприклад книгу: Живов Л.І., Овчинников А.Г. Ковальсько-штампувальне устаткування. Молоти. Гвинтові преси. Ротаційні і електрофізичні машини. - К.: Вища школа, 1985. - с. 41, фіг. 2.15). Недоліком відомого пристрою керування кувальним молотом є складність та недостатня точність регулювання енергії удару. Вищеназваний недолік усунений в іншому, відомому пристрої керування кувальним молотом, який містить розподільний золотник, що кінематично пов'язаний з шаблеподібним важелем і шток-поршнем сервоциліндра, виконавчий циліндр, що встановлений на станині, задавальний циліндр, який гідравлічно зв'язаний з виконавчим циліндром і привід регулювання енергії удару. Останній встановлений співвісно до сервоциліндру, при цьому шток-поршень задавального циліндра кінематично зв'язаний з приводом регулювання енергії удару, а штокпоршень виконавчого циліндра забезпечений упором. Привід регулювання енергії удару виконаний у вигляді кінематичної пари гвинт-гайка. Гвинт забезпечений маховиком. Регулювання енергії удару забезпечується обертанням маховика гвинта в ту або іншу сторону і відповідно переміщенням шток-поршня задавального циліндра, (див. наприклад патент України № 18807 МПК (2006) В21J 7/00, опублік. 25.12.1997, бюл. № 6). По сукупності істотних ознак - розподільний золотник - клапан керування робочим циліндром, привід регулювання енергії удару, відомий пристрій є найбільш близьким до заявленої корисної моделі і може бути прийняте за прототип (найближчий аналог). Головним недоліком прототипу є додаткові витрати часу на ручне регулювання енергії удару, яке виконується за допомогою обертання маховика гвинта, що механічно зв'язаний з шток-поршнем задавального гідроциліндра. Це збільшує тривалість робочого циклу кування металу і істотно зменшує ефективність і продуктивність роботи кувального молота. Іншим істотним недоліком найближчого аналога є складність кінематичної схеми, і як наслідок, її низька надійність. В основу корисної моделі поставлено задачу підвищити продуктивність і ефективність роботи кувального молота, шляхом виконання приводу регулювання енергії удару системи керування молотом у вигляді гідроциліндрів, і за рахунок технічного результату, що полягає в скороченні часу на регулювання енергії удару. Вказана задача вирішується за рахунок того, що система керування кувальним молотом, що включає клапани керування робочим циліндром, замковий клапан, пневморозподільники клапанів керування робочим циліндром і замкового клапана відповідно, зв'язані між собою за допомогою пневматичних магістралей і привід регулювання енергії удару, у відповідності до корисної моделі, система керування додатково забезпечена двоплечим важелем, кінці якого кінематично зв'язані з штоками клапанів керування робочим циліндром, а привід регулювання енергії удару виконаний у вигляді двох вертикальних гідроциліндрів, забезпечених гідросистемою і апаратурою керування гідроциліндрами, при цьому штоки гідроциліндрів взаємодіють з кінцями двоплечого важеля, і додатково забезпечені датчиками лінійних переміщень. Між заявленою корисною моделлю і отриманим технічним результатом існує причиннонаслідковий зв'язок. Тільки завдяки тому, що система керування кувальним молотом додатково забезпечена двоплечим важелем, кінці якого кінематично зв'язані з штоками клапанів керування робочим циліндром, а привід регулювання енергії удару виконаний у вигляді двох вертикальних гідроциліндрів, забезпечених гідросистемою і апаратурою керування гідроциліндрами, при 1 UA 103951 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 цьому, штоки гідроциліндрів взаємодіють з кінцями двоплечого важеля і додатково забезпечені датчиками лінійних переміщень, забезпечено отримання заявленого технічного результату, що полягає в скороченні часу на регулювання енергії удару, підвищено продуктивність і ефективність роботи кувального молота. Вказаний технічний результат не можливо отримати, якщо з приведеної сукупності істотних ознак виключити будь-який. Корисна модель є промислово застосовною, оскільки на ПАТ "НКМЗ" розроблений робочий проект і виготовлено кувальний пароповітряний безшаботний молот, система керування якого виконана з використанням заявленого технічного рішення. Корисна модель пояснюється кресленнями, де: - на фіг. 1 наведено схему системи керування кувальним молотом. - на фіг. 2 - місце А (клапани в "максимальному" верхньому положенні - максимальна енергія удару бойка молота); - на фіг. 3 - місце А (клапани в "мінімальному" верхньому положенні - мінімальна енергія удару бойка молота). Система керування кувальним молотом (див. фіг. 1) містить клапани керування 1 і 2, сполучені каналами з поршневою і штоковою порожнинами робочого циліндра 3 кувального молота. Шток робочого циліндра сполучений з бойком кувального молота. Клапан керування 1 містить поршні 4 і 5, які жорстко закріплені на штоку 6. Клапан керування 2 містить поршні 7 і 8, що встановлені на штоку 9. Поршні клапанів керування забезпечені повертальними пружинами. Клапани керування 1 і 2 приводяться в дію за допомогою циліндрів пневмоприводів 10 і 11, керованих пневморозподільником 12. Система керування кувальним молотом також містить замковий клапан 13. Керування замковим клапаном 13 виконують за допомогою циліндра пневмоприводу 14 і пневморозподільника 15. Відповідно до заявленої корисної моделі, система керування кувальним молотом додатково забезпечена двоплечим важелем 16. Кінці двоплечого важеля 16 взаємодіють із штоками 6 і 9 клапанів керування 1 і 2 і забезпечують їх синхронне переміщення. Так, опускання штока 6 клапана керування 1 вниз забезпечує синхронне переміщення вверх штока 9 клапана керування 2 на цю ж величину і навпаки. Привід регулювання енергії удару виконаний у вигляді двох гідравлічних циліндрів 17 і 18. Гідроциліндри 17 і 18 забезпечені гідросистемою (на фіг. 1 умовно не показана) і керуються двох клапанними розподільниками 19 і 20. Величина вертикального переміщення штоків гідроциліндрів 18 і 19 контрольована за допомогою двох датчиків лінійного переміщення 21 і 22. Система керування кувальним молотом працює таким чином. У кувальному молоті як робоче тіло може використовуватися як стиснуте повітря, так і перегріта пара. Розглянемо роботу кувального молота на прикладі використання у молоті стиснутого повітря, що надходить з цехової системи стиснутого повітря. Для підйому верхнього бойка кувального молота в крайнє верхнє положення, забезпечують подачу стиснутого повітря в штокову порожнину робочого циліндра 3 (див. фіг. 1). Для цього, за допомогою пневморозподільника 15 і циліндра пневмоприводу 14 переводять поршень замкового клапана 13 в крайнє нижнє положення, забезпечуючи подачу стиснутого повітря в пневмосистему кувального молота. Водночас, за допомогою пневморозподільника 12 і пневмоциліндра пневмоприводу 10, переводять поршні 4 і 5 клапана керування 1 в крайнє нижнє положення, а за допомогою пневмоциліндра пневмоприводу 11 переміщують поршні 7 і 8 клапана керування 2 в крайнє верхнє положення. Стиснуте повітря з магістралі через замковий клапан 13 та поршневу порожнину поршня 5 клапана керування 1 подається в штокову порожнину робочого циліндра 3. Під дією тиску стиснутого повітря поршень із штоком робочого циліндра 3 і бойок переміщуються вгору. Відпрацьоване стиснуте повітря з поршневої порожнини робочого циліндра 3 витісняється в поршневу порожнину поршня 7 клапана керування 2 і через кільцеву проточку поршневої порожнини поршня 4 клапана керування 1 викидається в атмосферу. Таке виконання системи керування кувальним молотом забезпечило плавний підйом поршня з штоком і бойком вгору і запобігає можливим ударам поршня робочого циліндра об верхню торцеву кришку робочого циліндра. Для виконання кування (удару бойка молота по викуванці) забезпечують подачу стиснутого повітря в поршневу порожнину робочого циліндра 3. Для цього, за допомогою пневморозподільника 15 і циліндра пневмоприводу 10 переводять поршні 4 і 5 клапана керування 1 в крайнє верхнє положення, а за допомогою циліндра пневмоприводу 11 поршні 8 і 9 клапана керування 2 переводять в крайнє верхнє положення (див. фіг. 2). Замковий клапан 13 при цьому відкритий і стиснуте повітря з магістралі через кільцеву проточку поршневої порожнини поршня 5 клапана керування 1 та штокову порожнину клапана керування 2 2 UA 103951 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 подається в поршневу порожнину робочого циліндра 3. Під дією тиску стиснутого повітря поршень з штоком робочого циліндра 3 і верхнім бойком рухаються вниз, забезпечуючи удар робочої поверхні бойок по виковці. Відпрацьоване стиснуте повітря, що витісняється з штокової порожнини робочого циліндра 3 через штокову порожнину і поршневу порожнину поршня 4 клапана керування 1 вільно викидається в атмосферу. Таким чином забезпечений удар бойка кувального молота по виковці. Регулювання енергії удару бойка здійснюють за рахунок зменшення об'єму подачі стиснутого повітря в поршневу порожнину робочого циліндра 3, шляхом обмеження величини вертикального переміщення штоків 6 і 9 і поршнів 4, 5, 7 і 8 клапанів керування 1 і 2, а саме за допомогою висунення штоків гідроциліндрів 17 і 18 на необхідну величину (висоту). Так, в режимі "Робочий хід з максимальною енергією удару бойка" (див. фіг. 2) шток гідроциліндра 17 під клапаном керування 1 максимально висунутий (торець штока гідроциліндра знаходиться в положенні "Б"), шток гідроциліндра 18 максимально засунутий (торець штока знаходиться в положенні "В"). За допомогою пневмоприводів 10 і 11 шток 6 і поршні 4 і 5, шток 9 і поршні 7 і 8 клапанів керування 1 і 2 переміщають вниз до упору в штоки гідроциліндрів 17 і 18 відповідно. Водночас відбувається повертання двоплечого важеля на відповідний кут, що забезпечує синхронність переміщення вищезгаданих штоків і поршнів. Таким чином, шток 6 і поршні 4 і 5 клапана керування 1 в кінці робочого ходу знаходяться в максимально верхньому положенні, а шток 9 і поршні 7 і 8 клапана керування 2 знаходяться в крайньому нижньому положенні. У цьому положенні штокова порожнина поршня 8 має максимальний об'єм і забезпечує максимальну подачу стиснутого повітря в поршневу порожнину робочого циліндра 3. Таке положення елементів клапанів керування 1 і 2 забезпечує виконання удару бойка молота по виковці максимальною енергією удару. У режимі "Робочий хід з мінімальною енергією удару бойка" (див. фіг. 3) шток гідроциліндра 17 встановлюють в положення "Б1", а шток гідроциліндра 18 в положення "В1". За допомогою пневмоприводів 10 і 11 шток 6 і поршні 4 і 5, шток 9 і поршні 7 і 8 клапанів керування 1 і 2 переміщуються вниз до упору в штоки гідроциліндрів 17 і 18 (на мінімальну величину) і займають положення вказане на фіг. 3. Штокова порожнина поршня 8 клапана керування 2 має мінімальний об'єм і відповідно забезпечує подачу мінімального об'єму стиснутого повітря в поршневу порожнину робочого циліндра 3. Таке положення елементів клапанів керування 1 і 2 забезпечують подачу мінімального об'єму стиснутого повітря в поршневу порожнину робочого циліндра і мінімальну енергію удару бойок молота по поковці. Проміжні значення енергії удару бойка молота по поковці регулюють ступенем висуненнязасунення штоків гідроциліндрів 17 і 18, які приводяться в дію за допомогою двоклапанних гідророзподільників 19 і 20 відповідно. Контроль положення штоків гідроциліндрів 17 і 18 здійснюється за допомогою датчиків лінійних переміщень 21 і 22. Як випливає з опису роботи, конструктивне виконання системи керування пневматичним молотом відповідно до заявленої корисної моделі, забезпечило скорочення часу на регулювання енергії удару, і як наслідок, скорочення часу робочого циклу кування, підвищило ефективність і продуктивність роботи кувального молота. Крім того, виконання системи керування кувальним молотом відповідно до заявленої корисної моделі забезпечило отримання додаткового корисного результату, що полягає в збільшенні точності і плавності регулювання величини енергії удару, а також дозволило виконувати регулювання енергії удару бойка кувального молота в автоматичному режимі. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 50 55 1. Система керування кувальним молотом, що включає клапани керування робочим циліндром, замковий клапан, пневморозподільники клапанів керування робочим циліндром і замкового клапана відповідно, що зв'язані між собою за допомогою пневматичних магістралей, і привід регулювання енергії удару, яка відрізняється тим, що система керування кувальним молотом додатково забезпечена двоплечим важелем, кінці якого кінематично зв'язані з штоками клапанів керування робочим циліндром, а привід регулювання енергії удару виконаний у вигляді двох вертикальних гідроциліндрів, забезпечених гідросистемою і апаратурою керування гідроциліндрами, при цьому штоки гідроциліндрів взаємодіють з кінцями двоплечого важеля. 2. Система керування кувальним молотом за п. 1, яка відрізняється тим, що штоки гідроциліндрів приводу регулювання енергії удару додатково забезпечені датчиками лінійних переміщень. 3 UA 103951 U 4 UA 103951 U 5 UA 103951 U Комп’ютерна верстка О. Гергіль Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 6