Живов_Кузнечно-штамповочное оборудование

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 и 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

сручным и педальным управлением.

Вмеханических 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.

Кэлектрической 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 и 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.

1. 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.

2.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.

3.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 двухрукояточное 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 и 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 с 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

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

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