Живов Л.И., Овчинников А.Г., Складчиков Е.Н. Кузнечно-штамповочное оборудование

Подождите немного. Документ загружается.

Раздел L

КРИВОШИПНЫЕ ПРЕССЫ

Рис. 5.22. Схема автоматизированной системы цир-

куляционного смазывания

маслопроводу. После ремонта фильтра 11 золотник возвращают в исходное по-

ложение и подача масла происходит прежним путем. Во избежание перетекания

масла в левом маслопроводе установлен второй обратный клапан.

Рабочее давление в системе устанавливают и периодически контролируют

визуально по манометру 5. В процессе работы пресса уровень давления поддер-

живается с помощью реле 7 и контролируется во избежание перегрузки предо-

хранительным клапаном 12.

Дроссель 6 предназначен для регулировки расхода масла и контролируется

датчиком 8. После дросселя масло по магистрали поступает к питателю 9 и от

него к местам смазывания. Затем через маслосборники масло по безнапорному

обратному маслопроводу стекает к сливному фильтру 14, имеющему магнитный

уловитель 13 для очистки от металлического мусора. Очищенное масло посту-

пает в бак 75, где его уровень (переполнение или исчерпание) контролируется

специальным датчиком 7.

180

Глава 5.

Типовые конструкции узлов

систем кривошипных прессов

Подобные системы смазывания универсальны и пригодны для подачи различ-

ных смазочных материалов, в том числе и пластичных. Несмотря на повышенную

стоимость и сложность монтажа, эти системы находят широкое распространение,

причем даже для смазывания опорных подшипников скольжения КГШП.

5.5. Системы управления кривошипными прессами

Системы управления кривошипными прессами предназначены для цикли-

ческого пуска и остановки главного исполнительного механизма при включе-

нии или выключении муфты и тормоза привода. В структуру системы уп-

равления входят органы включения, механизм управления и отключающие

устройства. Собственно механизм управления, воспринимающий команду от

включающего органа и передающий ее муфте и тормозу, в зависимости от ви-

да энергоносителя может быть механическим, электромеханическим, пневма-

тическим, электропневматическим или электрогидравлическим. Поэтому уп-

равление кривошипными прессами возможно при помощи механической,

электромеханической, пневматической, электропневматической или электро-

гидравлической систем.

В зависимости от характера связи органов включения с механизмом управ-

ления имеются системы непосредственного (механические) и дистанционного

действия, а по конструктивному оформлению органов включения - системы

ручным и педальным управлением.

В механических системах управление осуществляется посредством кинема-

тической цепи, которая состоит из рычагов и соединительных тяг, передающих

движение и нагрузку от органа включения (рукоятки или педали) к муфте. Тако-

го рода системы используются в устаревших универсальных прессах с жесткими

муфтами, а также в специальных прессах и автоматах с жесткими и фрикцион-

ными муфтами.

Электропневматическое управление является типовым для современных

кривошипных прессов с фрикционными муфтами. В его структуру входят две

параллельно-последовательно действующие системы: электрическая и пневма-

тическая.

К электрической системе относятся органы включения, электрические це-

пи с электроаппаратурой и отключающие устройства. Органы включения - это

электрокнопки, размещенные на прессе или специальных пультах, либо элек-

тропедаль. Отключающие устройства системы - это выключатели, воспри-

нимающие движение звеньев привода или главного исполнительного ме-

ханизма.

Элементы пневматической системы объединены в общее для пресса устрой-

ство - воздухопровод. На рис. 5.23 дана примерная схема воздухопровода КГШП

для управления работой дисковой фрикционной муфты 6, дискового тормоза 4,

тормоза маховика 2 с золотниковым распределителем 75, уравновешивателя

181

Раздел I.

КРИВОШИПНЫЕ ПРЕССЫ

Рис. 5.23. Упрощенная схема воздухопровода КГШП

ползуна 5 и нижнего пневматического выталкивателя 7. В состав воздухопрово-

да входят специальные устройства: воздухоподводящие головки 7, распредели-

тели воздуха 3 и воздушная арматура, а также трубы, вентили 70, обратные

клапаны 5, регуляторы давления 75, фильтр 9, маслораспылители 14, предохра-

нительные клапаны 77, манометры 72. В качестве аккумуляторов сжатого возду-

ха используют воздушные ресиверы 16,

Для ускоренного впуска сжатого воздуха в муфту и сброса отработавшего

воздуха в атмосферу предназначена воздухоподводящая головка, соединяющая

через подшипниковый узел вращающуюся крышку муфты с неподвижными тру-

бами (рис. 5.24).

Действие подводящей головки основано на использовании разности сил,

создаваемых сжатым воздухом над поршнем 2 и под клапаном 4, При срабаты-

вании распределителя воздух через отверстие в верхней части корпуса головки 7

попадает в полость /, опуская поршень. При ходе вниз поршня до соприкоснове-

ния с полой ножкой-золотником 3 клапана 4 перекрывается полость // с выхлоп-

ными отверстиями. В процессе дальнейшего движения вниз открывается клапан 4.

Поскольку полость IV постоянно сообщается с ресивером муфты, сжатый воздух

через полость /// и проемы в ножке-золотнике очень быстро поступает на пор-

шень муфты: диски муфты сцепляются, происходит пуск главного исполнитель-

ного механизма.

182

Глава 5.

Типовые конструкции узлов

систем кривошипных прессов

Рис.

5.24. Схема воздухоподводящей головки

При выключении распределителя давление в полости / сбрасывается: пор-

шень 2 под действием сжатого воздуха муфты поднимается вверх до упора, от-

крывая выхлопные отверстия в полости //. Сразу же под действием пружины 5

183

Раздел I.

КРИВОШИПНЫЕ ПРЕССЫ

садятся на свое место клапан 4 и его ножка-золотник. Сжатый воздух через по-

лости /// и // выпускается в атмосферу, диски муфты расцепляются и происхо-

дит остановка главного исполнительного механизма.

Распределитель воздуха является исполнительным механизмом одновре-

менно обеих цепей управления: электрической и пневматической. Сигналы в элек-

трической цепи управления воспринимает электромагнит 1 (рис. 5.25), якорь

которого перемещает золотник 2 вспомогательного распределителя. При вклю-

<н>-н

Рис. 5.25. Схема воздухораспределителя

184

Глава 5. Типовые конструкции узлов и систем кривошипных прессов

чении электромагнита золотник 2 поднимается и пропускает сжатый воздух от

ресивера в полость над поршнем 3 основного распределителя. В результате

поршень i, опускаясь, перекрывает выпускные окна, а благодаря открытию кла-

пана 4 сжатый воздух также от ресивера (см. рис. 5.23) поступает в полость /

воздухоподводящей головки (см. рис. 5.24).

Установка в схеме двух распределителей - основного и вспомогательного -

позволяет намного уменьшить расход сжатого воздуха при его выпуске в атмо-

сферу после выключения муфты, поскольку размеры проходных сечений кана-

лов и трубопроводов, связывающих распределители между собой и с муфтой,

могут быть небольшими.

Электропневматическая система управления обеспечивает работу пресса в

следующих режимах.

Режим одиночных ходов, когда главный исполнительный механизм оста-

навливается после совершения каждого двойного хода независимо от продолжи-

тельности нажатия на кнопки или педаль; выключатели муфты и тормоза

действуют автоматически по команде от кулачков. Для совершения последующе-

го

хода органы включения должны быть отпущены и вновь нажаты.

Режим автоматических последовательных ходов, когда главный исполни-

тельный механизм движется до тех пор, пока нажаты кнопки или педаль, но обя-

зательно останавливается при их отключении в крайнем верхнем (заднем)

положении. Выключатели муфты и тормоза на время нажатия кнопок или педали

заблокированы, но блокировка снимается при очередном подходе к крайнему по-

ложению, если перед этим были отпущены кнопки или педаль.

Режим наладочных (толчковых) ходов, когда движение главного испол-

нительного механизма, вызванное нажатием на органы включения, немедленно

прекращается: выключатели муфты и тормоза заблокированы и цепь электро-

магнитов воздухораспределителей замыкается и размыкается только при дей-

ствии на кнопки или педаль управления.

Схема воздухопровода листоштамповочного пресса принципиальных отли-

чий по сравнению с приведенной не имеет. Только вместо нижнего выталкивателя

она может иметь от одной до трех гидропневматических подушек, также управ-

ляемых от воздухораспределителей той или иной конструкции.

Тормоз маховика включается от воздушного двухпозиционного клапана с

ручным управлением (см. 15 на рис. 5.23). В некоторых моделях прессов воз-

душный клапан тормоза маховика электрически блокируется с выключающим

устройством главного электродвигателя.

5.6. Техника безопасности

Для безопасной работы на кривошипном прессе необходим комплекс уст-

ройств, связанных непосредственно с машиной: внешней защиты; блокировки

привода; электрозащиты пресса; предохранительных устройств, предупреж-

185

Раздел I. КРИВОШИПНЫЕ ПРЕССЫ

дающих поломку узлов и деталей пресса, а также устройств по механизации и

автоматизации.

Устройства внешней защиты включают активные и пассивные ограждения,

не допускающие попадания рук штамповщика в опасную зону движения деталей

пресса или штампа.

К активным ограждающим устройствам относятся подвижные заградительные

решетки, которые крепятся непосредственно к ползуну либо при помощи системы

рычагов связаны с движением ползуна. Опускаясь вниз или поворачиваясь, решетка

перекрывает доступ в штамповое пространство пресса. Если штамповщик находит-

ся в опасной зоне, то решетка с силой выталкивает его оттуда. Опыт эксплуатации

прессового оборудования показал, что эти относительно несложные устройства эф-

фективно предупреждают травматизм в листоштамповочных цехах.

Пассивные ограждения в виде стационарных щитков, крышек и т. п. закрывают

выступающие подвижные части привода и исполнительных механизмов пресса.

Тенденция скрыть подвижные и сгладить выступающие части пресса получила ло-

гическое завершение в конструкциях закрытых прессов с закрытым приводом.

Блокировка привода пресса предусматривает устройства предупредительного

характера и активные устройства. В частности, двухкнопочное или двухрукояточ-

ное включение по принципу занятости рук надежно предупреждает травматизм, так

как штамповщик не может запустить пресс на рабочий ход, не убрав обе руки из

опасной зоны. К устройствам активной блокировки привода относится фотоэлек-

тронная защита: цепь управления муфтой тотчас блокируется, вызывая остановку

главного исполнительного механизма, если руки или сам рабочий прерывает свето-

вой поток защитного устройства. Вследствие некоторой инерционности фотозащи-

ты ее рекомендуется применять на крупных тихоходных прессах.

Для того чтобы оградить штамповщика и обслуживающий персонал от по-

ражения электротоком при нарушении изоляции электроцепей и аппаратуры,

кривошипные прессы необходимо тщательно заземлять.

Предохранительные устройства служат прежде всего для сохранения целост-

ности пресса. Тем не менее их защитные функции вполне очевидны, так как вся-

кая поломка узлов и деталей пресса может явиться прямой или косвенной

причиной травмы рабочего. Целесообразно снабжать предохранительные уст-

ройства прессов средствами световой или звуковой сигнализации о наступив-

шем нарушении номинального режима работы.

В сложном комплексе конструкторских мероприятий по технике безопаснос-

ти,

к сожалению, имеется существенный недостаток - подчас они способствуют

ослаблению бдительности обслуживающего персонала, особенно работников

службы механика. Поэтому гарантия от травматизма - это не только наличие тех

или иных устройств, но и обязательное поддержание механизмов узлов и всего

пресса в исправном состоянии и правильная его эксплуатация.

186

Раздел П. ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ ПРЕССЫ

Глава 6. ТИПОВЫЕ КОНСТРУКЦИИ

ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ПРЕССОВ

6.1.

Принцип действия и классификация

Схема гидравлического пресса для ковки показана на рис. 6.1. Основные его

узлы: станина колонного типа, подвижная поперечина 7, главный (рабочий) 9

возвратные 4 цилиндры. В конструкциях мощных прессов предусмотрен гид-

равлический цилиндр, который уравновешивает подвижную поперечину. Ста-

нина состоит из неподвижных верхней 1 и нижней (стол пресса) 3 поперечин,

соединенных в жесткую раму колоннами 2, и предназначена для расположения

всех узлов пресса. На подвижной поперечине 7, связанной с плунжерами глав-

ного и возвратных цилиндров 6, и неподвижной нижней (стол пресса) 5 устанав-

ливают и прикрепляют к ним рабочий инструмент (бойки плоские или вырез-

ные,

плиты для осадки и др.).

Принцип действия гидравлического пресса состоит в том, что под давлени-

ем жидкости, являющейся носителем энергии (рабочим телом), плунжер 8 вы-

талкивается из главного цилиндра Р, перемещает подвижную поперечину 7

установленным на ней бойком и после упора в заготовку 5, расположенную

на столе 3, пластически деформирует ее.

Чтобы преодолеть сопротивление со стороны заготовки 5 при ее дефор-

мировании, в рабочие цилиндры гидравлических прессов подают жидкость

высокого давления (до 32 МПа и более). Скорость перемещения подвижной

поперечины редко превышает 30 см/с, поэтому кинетическая энергия посту-

пательного движения подвижных частей пресса очень мала по сравнению

с накапливаемой жидкостью потенциальной энергией и ею обычно пренеб-

регают. В связи с этим гидравлические прессы относят к кузнечным маши-

нам квазистатического действия.

187

Раздел IL

ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ ПРЕССЫ

Подвижная поперечина возвращается в исходное

положение под давлением жидкости, подаваемой в воз-

вратные цилиндры. Описанный принцип действия гид-

равлического пресса остается неизменным несмотря

на разнообразие технологического назначения, конст-

руктивных форм и типов привода.

Полный цикл одного двойного хода подвижной

поперечины гидравлического пресса включает пря-

мой и обратный ходы, а также технологические пау-

зы.

Прямой ход имеет два участка. На первом -

рабочий инструмент подводится к заготовке (полез-

ная работа не производится). Это - прямой холостой

ход (ход приближения). На втором участке прямого

хода происходит деформирование заготовки, т. е. со-

вершается полезная работа. Это - рабочий ход. При

обратном (возвратном холостом) ходе подвижная по-

перечина возвращается в первоначальное положение

и полезная работа также не производится.

Подвижную поперечину гидравлического пресса

можно остановить в любой точке ее хода. Эти оста-

новки, необходимые для выполнения вспомогатель-

ных операций, например манипулирования заготов-

кой, смены рабочего инструмента и др., называются

технологическими паузами.

Чтобы произвести прямой холостой ход подвижной поперечины, необходимо

главный цилиндр посредством наполнительного клапана (золотника) соединить с ис-

точником жидкости низкого давления (наполнительным баком), а возвратные ци-

линдры - с открытым сливным (насосным) баком. Для осуществления прямого

рабочего хода в главный цилиндр подают жидкость высокого давления из аккумуля-

тора (насоса). При этом из возвратных цилиндров жидкость сливается в наполни-

тельный или сливной бак. В некоторых быстроходных прессах возвратные цилиндры

в процессе рабочего хода постоянно связаны с источником жидкости высокого дав-

ления. Это приводит к некоторым потерям энергии, но повышает быстроходность,

так как исключается время, необходимое для открытия клапанов и нарастания

давления в возвратных цилиндрах при переключении на обратный холостой ход.

В общем случае для осуществления обратного холостого хода необходимо

соединить главный цилиндр с наполнительным баком, а возвратные - с источ-

ником жидкости высокого давления. При нижнем расположении рабочих ци-

линдров обратный холостой ход происходит под действием силы тяжести

и возвратные цилиндры в принципе не нужны.

Держание подвижной поперечины на весу во время технологической паузы

возможно, если рабочий цилиндр отключен от источника жидкости высокого

Рис. 6.1. Схема гидравли-

ческого пресса

Глава б. Типовые конструкции гидравлических прессов

давления и перекрыто вытекание ее из возвратных цилиндров. При нижнем рас-

положении рабочего цилиндра удержание подвижной поперечины на весу воз-

можно благодаря прекращению подачи в него жидкости.

Для прижима заготовки необходимо изолировать рабочий цилиндр, напол-

ненный жидкостью высокого давления.

При работе гидравлического пресса жидкость высокого давления расходу-

ется только во время прямого рабочего и обратного ходов. В связи с таким пре-

рывистым и в то же время неравномерным (во время рабочего хода расход

жидкости значительно больше, чем во время обратного хода) расходованием

жидкости в приводе устанавливают устройства - аккумуляторы, позволяющие

накапливать ее во время технологических пауз и прямого холостого хода. При-

менение аккумуляторов позволяет существенно снизить установочную мощ-

ность насосного привода.

Из рассмотренного полного цикла работы гидравлического пресса следует,

что рабочий и возвратные цилиндры попеременно соединяются с источниками

жидкости высокого и низкого давления. Потоки жидкости перераспределяют

посредством клапанных или золотниковых устройств, обычно установленных

в одном блоке, который называют главным распределителем.

Общий признак гидравлического пресса - использование потенциальной

энергии давления жидкости для совершения полного цикла движения подвиж-

ной поперечины. Привод (электродвигатель и насос) преобразует электрическую

энергию в механическую, а затем в потенциальную - давление жидкости, кото-

рая используется для пластического деформирования заготовки. Поэтому при-

вод этих прессов всегда насосный.

Рабочим телом в таком приводе является жидкость - водные эмульсии или

минеральные масла. Если индивидуальный привод установлен не непосредст-

венно на прессе, а на одном с ним или отдельном от него фундаменте (иногда

даже в другом помещении), то такую комбинацию называют гидропрессовой

установкой. Привод, установленный в отдельном помещении для нескольких

прессов, называют групповым. Это - насосно-аккумуляторная станция.

Гидравлические прессы, как и кривошипные, характеризуются размерными

параметрами. Главным параметром является номинальное усилие, согласно ко-

торому устанавливают размерные ряды стандартов на гидравлические прессы,

например, ковочные гидравлические прессы - ГОСТ 7284, прессы гидравличес-

кие листоштамповочные простого действия - ГОСТ 9753 и др.

Номинальное усилие гидравлического пресса используют для определения

допустимых сил, их распределения на поперечинах, а также размеров попереч-

ных сечений плунжеров рабочих цилиндров. Номинальное усилие гидравличес-

кого пресса, как и кривошипного, - условная характеристика. При ее определении

не учитывают силу тяжести движущихся частей, гидравлические потери, потери

на преодоление трения в уплотнениях и направляющих, а также сопротивление

движению со стороны возвратных и уравновешивающих цилиндров. Условно

189