Гидровинтовой пресс

Стремление повысить энергоемкость и КПД винтовых прессов привело ученых и конструкторов к идее использования электрогидравлического привода, который по сравнению с электрическим и электромеханическим характеризуется большой скоростью подвижных частей в момент удара (до 1,5 м/с), повышенной энергоемкостью на единицу массы подвижных частей, упрощенной схемой и конструкцией устройств для регулирования скорости подвижных частей в момент удара, а значит, эффективной энергии, более высоким КПД, а также возможностью изготовления поковок из жаропрочных и труднодеформируемых сплавов, т. е. более высокой стойкостью штамповой оснастки.

На рис. 14.5 показан гидровинтовой штамповочный пресс с номинальным усилием 25 МН, изготовленный на Воронежском заводе тяжелых механических прессов.

Станина рамной конструкции сборная, состоит из массивных поперечин -верхней 5 и нижней 1 и двух стоек 2, стянутых четырьмя шпильками 14. Рабочие цилиндры 11 поршневого типа расположены и прикреплены к стойкам. Штоки 12 поршней соединены с кронштейнами 13 массивного ползуна 4, который представляет литую стальную призму и движется по регулируемым направляющим,

длина которых в 1,5 раза больше расстояния между стойками. Направляющие 3 обеспечивают высокую точность положения ползуна и при жесткой конструкции станины предопределяют необходимую точность размеров штампованных поковок. Две передние направляющие жестко закреплены на стойках и являются нерегулируемыми. Задние направляющие имеют раздельную регулировку с использованием клиньев, установленных на стойках.

К нижнему торцу ползуна прикреплена подштамповая плита с Т-образными пазами для установки и крепления верхнего штампа (см. рис. 14.5). В центральном гнезде ползуна шарнирно нижним концом закреплен винт 8, который имеет неса-мотормозящую пятизаходную резьбу с наружным диаметром 630 мм; профиль поперечного сечения резьбы имеет вид неравнобокой трапеции. Винт при перемещении вращается в гайке 10, которая установлена в гидростатических подшипниках. Гайка может быть неподвижной, а может вращаться как в направлении вращения винта, так и в противоположном. Для этого предусмотрена зубчатая передача 7 между маховиками винта и гайки. Вращение гайки в противоположную сторону по отношению к винту, по мнению конструкторов, должно разгрузить фундаментные болты от восприятия поворотного момента при деформировании заготовки. Винт и гайка оснащены маховиками 6 и 9, что увеличивает их моменты инерции и обеспечивает большее накопление кинетической энергии вращательного движения (накапливает энергонасыщенность пресса на единицу массы подвижных частей). В маховике винта установлен фрикционный предохранитель пресса от перегрузки по предельному крутящему моменту.

Пресс снабжен верхним и нижним выталкивателями, расположенными соответственно в ползуне и нижней поперечине. Привод пресса электрогидравлический аккумуляторный. Как и для мощных гидравлических прессов, привод гидровинтового пресса установлен в отдельном помещении и представляет насосно-аккумуляторную станцию: три насоса УН 200/125, два гидропневматических аккумулятора с четырьмя воздушными баллонами. Рабочей жидкостью служит водная эмульсия. Управление гидроприводом обеспечивает возможность трехступенчатого изменения числа ходов в минуту: 5, 10, 15.

Чтобы рассчитать на прочность детали пресса, необходимо определить количество накапливаемой кинетической энергии к моменту удара:

где т - масса поступательно движущихся частей пресса.

Скорости углового и поступательного движений зависят от давления жидкости в рабочем цилиндре и от прямого холостого хода (хода приближения). Эти зависимости устанавливают в результате решения уравнений движения и баланса работ:

В общем случае значение равнодействующей силы Р не является постоянной. Однако в предварительных расчетах для определения скорости и ускорения можно принимать ее в процессе прямого холостого хода постоянной. Тогда

В этом случае скорости углового и поступательного движений ползуна определяют по формулам

Из формулы (14.5) следует, что скорости углового и поступательного движений зависят от давления жидкости и длины прямого холостого хода (хода приближения). Для более точных расчетов необходимо воспользоваться методикой определения скорости подвижной поперечины гидравлического пресса. Подстановка значений со и v из (14.5) в (14.4) позволит определить эффективную (в данном случае кинетическую) энергию удара.