Меню

Привод регулировки закрытой высоты



механизм регулировки закрытой высоты механического пресса

Изобретение относится к кузнечно-прессовому оборудованию, в частности к конструкциям механических прессов. Механизм регулировки закрытой высоты механического пресса содержит установленный в ползуне параллельно направлению его перемещения и связанный с малой головкой шатуна ступенчатый плунжер и механизм фиксации, выполненный в виде тонкостенной втулки, установленный в проточке ползуна и образующей с ним связанную с гидросетью кольцевую полость. Ступенчатый плунжер подпружинен относительно ползуна и образует с ним связанную с гидросетью кольцевую полость. Механизм снабжен охватывающими плунжер колодками в виде кольцевых цилиндрических секторов, охватываемых тонкостенной втулкой и установленных в проточке ползуна с возможностью радиального перемещения. В результате обеспечивается увеличение надежности механизма регулировки закрытой высоты. 1 ил.

Формула изобретения

Механизм регулировки закрытой высоты механического пресса, содержащий установленный в ползуне параллельно направлению его перемещения и связанный малой головкой шатуна ступенчатый плунжер, подпружиненный относительно ползуна и образующий с ним связанную с гидросетью кольцевую полость, и механизм фиксации, выполненный в виде тонкостенной втулки, установленной в проточке ползуна и образующей с ним связанную с гидросетью кольцевую полость, отличающийся тем, что он снабжен охватывающими плунжер колодками в виде кольцевых цилиндрических секторов, охватываемых тонкостенной втулкой и установленных в проточке ползуна с возможностью радиального перемещения.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к кузнечно-прессовому оборудованию, в частности к конструкции механических прессов.

Известен механизм регулировки закрытой высоты кривошипного пресса, содержащий расположенный в ползуне и подпружиненный относительно него в осевом направлении соединенный с малой головкой шатуна ступенчатый плунжер, образующий с ползуном полость гидравлического цилиндра механизма регулировки, и механизм фиксации, выполненный в виде установленной в проточке ползуна с образованием кольцевой полости тонкостенной втулки, охватывающей плунжер [1].

Недостатком известного технического решения является то, что механизм фиксации имеет низкую надежность, так как технологическая нагрузка передается от ползуна к шатуну через тонкостенную втулку.

Изобретение направлено на увеличение надежности механизма регулировки закрытой высоты механического пресса.

Это достигается тем, что он содержит установленный в ползуне параллельно направлению его перемещения и связанный с малой головкой шатуна ступенчатый плунжер, подпружиненный относительно ползуна и образующий с ним связанную с гидросетью кольцевую полость, и механизм фиксации, выполненный виде тонкостенной втулки, установленной в проточке ползуна и образующей с ним связанную с гидросетью кольцевую полость, и дополнительно снабжен охватывающими плунжер колодками в виде кольцевых цилиндрических секторов, охватываемых тонкостенной втулкой и установленных в проточке ползуна с возможностью радиального перемещения.

На чертеже показан фронтальный разрез механизма регулировки закрытой высоты в крайнем верхнем положении ползуна относительно малой головки шатуна.

Механизм регулировки закрытой высоты содержит установленный в ползуне 1 и соединенный с малой головкой шатуна плунжер 2, подпружиненный относительно ползуна в осевом направлении пружиной 3. Плунжер выполнен ступенчатым и образует со стаканом 4 ползуна связанную с гидросетью кольцевую полость А механизма регулировки. Механизм фиксации выполнен в виде тонкостенной втулки 5, охватывающей плунжер посредством колодок 6, имеющих форму кольцевых цилиндрических секторов. Колодки и тонкостенная втулка установлены в проточке, образованной стаканом и ползуном, с возможностью радиального перемещения, причем втулка и стакан образуют связанную с гидросетью кольцевую полость Б механизма фиксации.

Регулировка закрытой высоты производится при сбросе давления в полости Б механизма фиксации и подаче жидкости в полость А механизма регулировки, под действием которой плунжер 2 перемещается относительно ползуна 1, сжимая пружину 3, а при сбросе давления в полости А относительное перемещение и вытеснение жидкости происходит под действием пружины. Необходимая величина закрытой высоты устанавливается контрольно-измерительными устройствами (не показаны), включающими механизм фиксации.

Фиксация положения ползуна относительно шатуна производится подачей жидкости высокого давления в полость Б. При этом тонкостенная втулка 5 упруго деформируется в радиальном направлении, воздействует на колодки 6, которые зажимают шток 2. Технологическое усилие передается от ползуна пресса через колодки плунжеру и далее — шатуну.

1. Регулировка закрытой высоты штампового пространства кривошипного пресса: Заявка 63144899 Япония, МКИ 4 В 30 В 15/06, В 21 D 37/14 Реферативный журнал /14.-Технология машиностроения/ 14В Технология и оборудование кузнечно-штамповочного производства, №12, 1989 г., стр. 45.

Источник

Механизмы, облегчающие наладку машин и штампового инструмента

Отличительной особенностью этих механизмов является то, что они все внецикловые, т. е. работают не во время выполнения технологической операции.

Механизмы регулировки закрытой высоты

Механизмы регулировки закрытой высоты(рисч. 3.7) применяют во всех кривошипных машинах за исключением некоторых ти пов ножниц, многопозиционных автоматов, где для удобства эти механизмы встраивают в инструмент на каждой позиции штамповки.

Они выполняют две функции: компенсируют упругие деформации машины и износ инструмента, имеющего различную закрытую высоту. Одновременно две функции выполняются только в листоштамповочных прессах, где жесткость инструмента прак тически не влияет на жесткость системы «пресс-инструмент».

В машинах для горячей и холодной объемной штамповки эти механизмы выполняют только первую функцию. Наиболее распространенным способом регулировки закрытой высоты с помощью винтового механизма.

При расположении винта в шатуне требуется применение шаровой опоры в соединении шатуна с ползуном.

При расположении механизма регулировки в ползуне и вращении гайки вокруг неподвижного (относительно своей оси) винта можно использовать шарнирное соединение шатуна с ползуном.

Первый способ применяют во всех универсальных открытых прессах небольших усилий и в некоторых закрытых однокривошипных прессах, регулировка обычно осуществляется вручную.

Второй способ применяется в большинстве закрытых одно- и многокривошипных прессах и имеет, как правило, электромеханический привод.

Рис. 3.7. Классификация механизмов регулировки закрытой высоты

В некоторых открытых листоштамповочных прессах регулировать закрытую высоту можно, не изменяя дл ину шатуна, а подним ая или опуская стол с помощью винтового механизма. Однако, в силу уменьшения жесткости машин, этот механизм сейчас практически не применяют.

В маш инах для разделительных операций и в КГШП, где жесткость влияет на точность получаемых изделий, применяют клиновые механизмы регулировки закрытой высоты и механизмы регулировки с помощью эксцентриковых втулок и осей. Пр ив о д клиновых механизмов до последнего времени осуществляли вручную.

В последних конструкциях машин отечественного и зарубежного производства стали применять электромеханический привод, при котором вращение от электродвигателя через редуктор передается на винтовой механизм перемещения регулировочного клина.

Из -за нестабильности условий трения на контактных поверхностях двигатель имеет большой запас мощности: на пример, у КГШП ус илием 40 МН модели К 8546 мощность двигателя 7 квт, скорость вертикального перемещения клинового стола до 3 мм/мин при общей продолжительности регулировки до 5 мин.

Вс е клиновые регулировочные устройства, расположенные в столе пресса, имеют общий недостаток: нестабильность тех ничес ких параметров и условий работы из-за загрязнения опорных поверхностей окалиной и технологической смазкой. В результате этого надежнос ть их работы и с табильность регулировки в процессе эксплуатации снижается.

Для восстановления первоначальных параметров, необходима дважды в год, а иногда и ежемесячно производить трудоемкую профилактическую разборку и очистку клиньев. По этой причине фирмы в последних конструкциях КГШП стали устанавливать механизм регулировки в ползунах и эксцентриковых валах.

Чеканочные кривошипно-коленные прессы имеют клиновой механизм регулировки закрытой высоты расположенный сверху и недостатками КГШП не обладают. Отечественные конструкции чеканочных прессов и прессов для холодной объемной штамповки производства Барнаульского завода механических прессов оснащаются эксцентриковым механизмом регулировки закрытой высоты.

Механизмы регулировки хода ползуна

Механизмы регулировки хода ползуна предназначены для изменения величины хода ползуна и обеспечения оптимального режима работы оборудования при изменении типа технологической операции, например, при переходе от вытяжки к вырубке, от вырубке к гибке и т. д.

При уменьшении хода ползун а увеличивается зона допускаемого нагружения главного вала и, тем самым улучшаются условия работы оборудования.

Этими механизмами оснащают открытые универсальные прессы усилием Страницы: | 1 | 2 |

Источник

НАУКА и ОБРАЗОВАНИЕ

Издатель ФГБОУ ВПО «МГТУ им. Н.Э. Баумана». Эл № ФС 77 — 48211. ISSN 1994-0408

В статье для достижения цели снижения отклонений высотного размера поковок рассматривается способ управления закрытой высотой КГШП. Работа является продолжением исследований [1, 2, 3].

В настоящее время регулировка закрытой высоты для компенсации упругой деформации пресса, вызываемой отклонениями параметров технологического процесса [4, 5], производится механизмами с ручным управлением, как например в конструкциях прессов ОАО ТМП [6]. Процесс ручной регулировки и наладки прессового оборудования является очень трудоемким, длительным и требует обязательной остановки пресса и производственного процесса в линии ГОШ. Для осуществления ручной регулировки необходимо прерывать технологический процесс, что вызывает простои оборудования автоматизированной линии снижение производительности. Для разработки системы автоматического программного управления механизмом регулировки закрытой высоты, в качестве объекта управления целесообразно принять конструкцию механизма регулировки закрытой высоты КГШП 25МН производства ОАО ТМП [6].

В конструкции кривошипного горячештамповочного пресса, производства ОАО ТМП, реализованы: раздвоенный шатун, двухступенчатый привод с приводным валом, раздельные муфта и тормоз, механизм регулировки закрытой высоты с эксцентриковой втулкой в нижней головке шатуна, связанного с ползуном.

Кинематическая схема КГШП 25МН, конструкции ОАО ТМП, с механизмом регулировки закрытой высоты представлена на рис.1. В прессе уравновешивание подвижных частей осуществляется с помощью уравновешивателей 8. В направляющих станины 9 установлен ползун 10, связанный через эксцентриковую втулку 13 с нижней головкой шатуна 11. Верхняя головка шатуна 11 соединена с эксцентриковым валом 16, который через муфту 17 посредством зубчатого колеса 6, шестерни 5 и приводного вала 15 соединяется с маховиком 3. Главный электродвигатель 1 шкивом 2, клиноременной передачей 18 связан с маховиком 3.

Механизм регулировки закрытой высоты КГШП состоит из расположенной в ползуне 10 эксцентриковой втулки 13, которая связана с нижней головкой шатуна 11 и винтовой передачей 14. Вращение винтовой передачи 14 осуществляется шаговым электродвигателем 19 через редуктор 23, муфту 20, подшипниковый узел 22 карданным шлицевым телескопическим валом 12. Для отслеживания перемещения ползуна механизм считывания оборотов 21.

Рис.1. Кинематическая схеме КГШП 25МН с механизмом регулировки закрытой высоты.

Для наладки закрытой высоты пресса вручную включают шаговый электродвигатель 19, вращение через редуктор 23 передается через карданный шлицевой телескопический вал 12 на винтовую передачу 14. Перемещением гайки относительно винта в винтовой передаче 14 осуществляется поворот эксцентриковой втулки 13 на необходимый угол, и таким образом происходит наладочная регулировка нижнего положения ползуна 10.

Для точного перемещения ползуна пресса необходимо разработать автоматическую систему управления механизмом оперативной регулировки закрытой высоты КГШП, позволяющую точно компенсировать упругие деформации пресса, вызванные отклонениями параметров технологического процесса. Таким образом задача точного перемещения и позиционирования ползуна пресса сводится к задаче точного поворота и позиционирования вала шагового электродвигателя 19.

В статье рассматривается способ автоматизированной оперативной регулировки закрытой высоты КГШП механизмом закрытой высоты с применением частотно–регулируемого привода (сервопривода) фирмы KEB (см. далее рис.3), в состав которого входят частотный преобразователь 18. F 5. M 1 H -3 AEA и синхронный двигатель F 2. SM .000-2400 со встроенным датчиком угла поворота и скорости вала двигателя [7]. Мощность частотного преобразователя равна Pн=22кВт. Ниже, в таблице 1 представлены основные характеристики синхронного двигателя.

Основные характеристики синхронного двигателя.

Номинальные значения

Номинальное напряжение Uн (В)

Номинальный момент Mн (нМ)

Номинальный ток I (А)

Номинальн ая скорость вращения nн (об/мин)

Номинальная мощность P н (кВт)

Максимальные величины

Максимальный момент (Нм)

Максимальный ток Imax (A)

Частотный преобразователь преобразует питающее напряжение сети в выходное импульсное напряжение посредством широтно–импульсной модуляции. Изменяя частоты и амплитуду выходного напряжения от преобразователя, по заданным алгоритмам, можно обеспечить точное позиционирование на заданной скорости вала синхронного двигателя.

Во время технологического процесса ГОШ, с помощью преобразователя частоты, в автоматическом режиме, можно обеспечить нужный режим оборотов ротора двигателя, быстрый пуск и останов вращения а также изменять направление вращения ротора. Управление частотным преобразователем может осуществляться от промышленных ЭВМ или программируемых логических контроллеров (ПЛК), с помощью внешних сигналов, рассчитываемых системой управления. Рассчитанные сигналы должны поступать на плату управления преобразователя частоты. Используя обратную связь частотного преобразователя с синхронным двигателем можно осуществлять управление и мониторинг скорости или момента на валу двигателя, контролировать ряд параметров системы управления, таких как заданную выходную частоту, ток и напряжение двигателя.

Управляя механизмом оперативной регулировки, в автоматическом режиме, от сервопривода, необходимо осуществлять мониторинг входных параметров технологического процесса для расчета системой управления управляющего сигнала частотно–регулируемым приводом, и таким образом осуществлять управление выходными параметрами технологического процесса без остановки пресса и производственного процесса в линии горячей объемной штамповки.

Схема автоматического управления механизмом регулировки КГШП с применением сервопривода показана на рис.2. В состав сервопривода входят частотный преобразователь и синхронный двигатель.

Рис.2. Схема системы автоматического управления механизмом регулировки КГШП с применением сервопривода.

Входные параметры системы управления: L 1 –закрытая высота пресса на окончательной позиции штамповки; L УПР –величина подрегулировки закрытой высоты; S П –перемещение ползуна;

Контроль входных параметров должен осуществляться датчиком положения ползуна Baluff BAW MKV-020.19- S 4[8].

Выходной параметр системы управления: φ УПР –сигнал поворота на заданный угол вала серводвигателя механизма регулировки. Конструкция привода механизма регулировки закрытой высоты, на базе механизма регулировки закрытой высоты КГШП 25 МН производства ОАО ТМП, представлена с частотным управлением на рис.3.

Рис.3. Привод механизма регулировки закрытой высоты с частотным управлением.

Контроль углового положения вала серводвигателя осуществляется с помощью энкодера, установленного на вал двигателя. Энкодер представляет собой датчика угла поворота или скорости вращения ротора. Точность, с которой можно осуществлять мониторинг положения вала двигателя определяется разрешающей способностью энкодера. В современных решениях в сфере частотного управления точность разрешающей способности энкодеров составляет ±1 градус, что реализуется в линейное перемещение с точностью до сотых долей миллиметра.

Таким образом, с применением частотно–регулируемого привода, управляемого адаптивной системой от промышленных ЭВМ или ПЛК, наладку и автоматическую оперативную регулировку закрытой высоты КГШП можно осуществлять с точностью разрешающей способности энкодера вала двигателя и датчика положения ползуна, с учетом общего передаточного отношения всех промежуточный звеньев.

Для исследования, проверки и оптимизации работы механизма оперативной регулировки КГШП, определения особенностей и способности функционирования на режимах, обеспечивающих получение заданных параметров технологического процесса, выполнено динамическое, кинематическое и силовое моделирование работы звеньев, элементов конструкции КГШП и механизма оперативной регулировки закрытой высоты. Для решения задачи моделирования использовался программный комплекс для анализа динамических систем ПА–9 [9], предназначенный для анализа технических систем путем математического моделирования их работы. Для моделирования ГОШ на КГШП с механизмом оперативной регулировки закрытой высоты в качестве типового был принят технологический процесс штамповки шестерни второй передачи вторичного вала коробки передач из стали 25ХГМ (поковка I группы, 3–й подгруппы [10]).

При моделировании процесса ГОШ на КГШП рассмотрен случай такого взаимовлияния факторов массы и температуры, которое может привести к максимальному положительному отклонению высотного размера поковок. Для этого в программном пакете Qform [11] проведено моделирование процесса ГОШ на КГШП 25МН для заготовки шестерни массой 4,75 кг, превышающей массу заготовки номинального процесса на 5%. Температура нагрева заготовок при моделировании соответствовала допустимой нижней границе температуры нагрева данной марки стали T =1100° C . В результате моделирования в Qform получены зависимости силы деформирования от хода ползуна. Значения сил от хода для предварительного и окончательного переходов заложены в модели технологических нагрузок ПА-9.

Основные параметры пресса и системы оперативной регулировки закрытой высоты, фиксируемые при моделировании процесса ГОШ на КГШП с механизмом оперативной регулировки закрытой высоты представлены на рис.4.

В процессе моделирования определялся минимальный промежуток времени, необходимый для оперативной регулировки закрытой высоты [12] КГШП. Из условия, что процессе ГОШ частота ходов КГШП 25МН в автоматическом режиме составляет 60 ходов в минуту, время технологической паузы для работы средств механизации и автоматизации, в том числе оперативной регулировки между операциями предварительной и окончательной штамповки определенно в интервале 1с.

На рис 4 представлена диаграмма рабочего хода пресса на предварительном и окончательном переходах штамповки шестерни с обозначением регистрируемых параметров без оперативной подрегулировки закрытой высоты КГШП.

Рис.4. Диаграмма штамповки поковки шестерни без оперативной подрегулировки закрытой высоты КГШП.

На рис 5 приведена диаграмма рабочего хода пресса предварительного и окончательного переходов штамповки шестерни с оперативной подрегулировкой закрытой высоты КГШП.

Рис.5. Диаграмма штамповки поковки шестерни с оперативной подрегулировкой закрытой высоты КГШП (остальные обозначения см. рис.4).

Ниже, по результатам моделирования в ПА-9, в таблице 2, представлены значения отклонений величины несмыкания штампов L 2 и отклонений закрытой высоты пресса L 1 , от значений L 2 =23мм и L 1 =3мм, соответствующих номинальному технологическому процессу без реализации управления.

Отклонение высотного размера поковки на предварительном и окончательном переходах штамповки.

Источник

Читайте также:  Регулировка педали сцепления audi
Adblock
detector
Классы МПК: B30B15/14 управляющие устройства для прессов с механическим приводом
Автор(ы): Бойко А.Ю. (RU) , Шматов Л.Ю. (RU)
Патентообладатель(и): Воронежский государственный технический университет (RU)
Приоритеты: