Устройство для гидростатического прессования заготовок неограниченной длины
Изобретение относится к металлургической промышленности, может быть использовано для непрерывного гидропрессования прутковых и проволочных заготовок. Целью является повышение производительности и качества получаемого изделия. Для этого в устройстве поперечины с клиновыми зажимами установлены на направляюш ,их 15 и силовых 11, 12 колоннах, взаимодействуюш,их с раздвижными гайками 16, 17. Гайки 16, 17 состоят из двух подвижных частей, установленных с возможностью перемеш,ения в направлении, перпендикулярном оси силовых колонн 11, 12. Силовые колонны 11, 12 выполнены в виде ходовых враш,ающихся винтов - рабочего и отводного - с резьбовой поверхностью противоположного направления и с различным шагом . Непрерывность подачи заготовки достигается устранением пауз на изменение движения поперечин с клиновыми зажимами без изменения направления враш,ения силовых колонн И, 12, возможностью ускоренного возврата поперечин с клиновыми захватами в исходное положение, а также возможностью совмеоления движения обеих поперечин в направлении прессования с одинаковой скоростью. 2 з.п. ф-лы, 7 ил. i сл
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
1 « ° L r
° ",»А
ыюаюаИЮ «««
А-,4
12 гг д
26 25 Я 7Ó 11 18
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3907016/25-27 (22) 10.06.85 (46) 15.01.87. Бюл. № 2 (71) Донецкий физико-технический институт
АН УССР (72) Г. А. Раханский и Н. И. Матросов (53) 621.77 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1205977, кл. В 21 J 5/04, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГИДРОСТАТИЧЕСКОГО ПРЕССОВАНИЯ ЗАГОТОВОК
НЕОГРАНИЧЕННОЙ ДЛИНЫ (57) Изобретение относится к металлургической промышленности, может быть использовано для непрерывного гидропрессования прутковых и проволочных заготовок.
Целью является повышение производительности и качества получаемого изделия. Для этого в устройстве поперечины с клиновыми зажимами установлены на направляюÄÄSUÄÄ 1282949 (SO 4 В 21 1 5/04, В 21 С 23/08 щих 15 и силовых 11, 12 колоннах, взаимодействующих с раздвижными гайками 16, 17.
Гайки 16, 17 состоят из двух подвижных частей, установленных с возможностью перемещения в направлении, перпендикулярном оси силовых колонн 11, 12. Силовые колонны 11, 12 выполнены в виде ходовых вращающихся винтов — рабочего и отводного — с резьбовой поверхностью противоположного направления и с различным шагом. Непрерывность подачи заготовки достигается устранением пауз на изменение движения поперечин с клиновыми зажимами без изменения направления вращения силовых колонн 11, 12, возможностью ускоренного возврата поперечин с клиновыми захватами в исходное положение, а также возможностью совмещения движения обеих поперечин в направлении прессования с одинаковой скоростью. 2 з.п. ф-лы, 7 ил.
1282949
Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к устройствам для получе йя длинномерных изделий методом гидропрессования.
Цель изобретения — повышение производительности и качества изделий путем непрерывной и равномерной подачи заготовки в зону высокого давления.
На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг. 2 — то же, вид в плане; на фиг. 3 — разрез А — А на фиг. 1; на фиг. 4 — разрез Б — Б на фиг. 3; на фиг. 5 — разрез  — В на фиг. 3; на фиг. 6— разрез à — Г на фиг. 5; на фиг. 7 — диаграмма перемещений поперечин.
Устройство содержит контейнер 1 высокого давления, по оси канала 2 которого размещены уплотнительная 3 и деформирующая 4 матрицы, матрицедержатели 5 и 6, сблокированные направляющим корпусом 7 в общий узел. Вне контейнера размещен узел осевой подачи в виде жестко закрепленных траверс 8, 9 и 10 с вращающимися силовыми колоннами 11 и 12 и поперечин 13 и 14 с клиновыми зажимами, установленными на силовых 11 и 12 и направляющих 15 колоннах между смежными траверсами (фиг. 1 и 2).
Вращающиеся силовые колонны 11 и 12 и неподвижные направляющие колонны 15 снабжены тремя опорами, размещенными в траверсах 8, 9 и 10 (фиг. 1 и 2). Каждая вращающаяся колонна 11 и 12 имеет винтовые (резьбовые) поверхности противоположного направления, например упорную или тра пецеидальную резьбу. Колонна 11, например, имеет левое направление, а колонна 12 — правое направление резьбы, причем шаг резьбы на колонне 11 больше шага резьбы на колонне 12. Последняя выполняет функции рабочего ходового винта, а колонна 11 — функции отводного. Поперечины 13 и 14 установлены с возможностью противонаправленного одна относительно другой возвратно-поступательного перемещения по силовым 11 и 12 и направляющим 15 колоннам за счет взаимодействия с силовыми вращающимися колоннами
11 и 12 раздвижных гаек 16 и 17, размещенных в гнездах поперечин 13 и 14.
Раздвижные гайки 16 и 17 включают две подвижные части, состоящие из наружной 18 и внутренней 19 ползушек. Гайка 16 имеет левую резьбу, а половина гайки 17 — правую резьбу. Наружная ползушка 18 сопряжена с направляющей поверхностью гнезда поперечин 13 и 14, а внутренняя ползушка
19 — с направляющей, охватывающей поверхность наружной ползушки 18. Внутренняя 19 и наружная 18 ползушки снабжены окнами 20 и 21 для размещения в них кулачков-эксцентриков 22 и 23 (фиг. 3 — 5), закрепленных на оси 24 таким образом, что максимальный эксцентриситет сдвинут по фазе на 180 . Ось 24 установлена на опорах качения в корпусе поперечин 13 и 14 и сое50
Устройство работает следующим образом.
Подготовленную заготовку 30 вводят в канал, образованный полой продольной направляющей (проводкой) 31, и затем проталкивают ее через клиновые зажимы поперечин 13 и 14, уплотнительную матрицу
3 до соприкосновения с деформ ирующей матрицей 4.
Создают давление рабочей среды в контейнере 1, например гидравлическим прессом, одновременно включают привод вращения (не показан) ходовых винтов 11 и 12, котодинена через шестерню 25 с приводной зубчатой рейкой 26, приводимой в движение силовым элементом 27, например гидроцилиндром, гидродвигателем, пневмоцилиндром, механическим приводом или электромагнитом (фиг. 5 и 6). Ползушки 18 и 19, т. е. подвижные части раздвижной гайки
16 и 17, установлены с возможностью перемещения в направлении, перпендикулярном оси силовых колонн под действием кулачков-эксцентриков 22 и 23. Силовой элемент
27 и приводная зубчатая рейка 26 смонтирована на корпусе поперечин 13 и 14.
Корпус 28 служит для направления движения рейки 26.
Направляющий корпус 7 зафиксирован в канале 2 контейнера 1 опорной плитой 29 с одной стороны и траверсой 8 с другой стороны.
По оси заготовки 30 между траверсой
8 и 10 закреплена неподвижная продоль20 ная проводка 31, представляющая собой кольцевые симметрично расположенные относительно заготовки три сектора (а=60 ), образующие своей внутренней поверхностью канал для перемещения заготовки 30.
Клиновые зажимы включают корпус 32, 25 жестко закрепленный в расточке поперечин
13 и 14, в котором размещена подвижная конусная обойма 33 с клинообразными окнами по форме сечения продольной направляю(цей (проводки) 31 и клиновидных зажимных губок 34, расположенных между боковыми гранями секторов проводки.
Силовые колонны (ходовые винты рабочий и отводной) могут быть выполнены с резьбой одинакового направления и с одинаковым шагом. В этом случае непрерывность достигается приводом ходовых винтов, т. е. отводной винт вращается в противоположную сторону и с большей скоростью вр а щен ия.
На фиг. 7 показана диаграмма перемещений и скоростей поперечин 13 и 14 во
40 времени, причем кривые, расположенные выше оси абсцисс, характеризуют движение поперечин в направлении прессования, а кривые, расположенные ниже, — в обратном направлении. Скорости возврата (отвода) по величине больше скорости рабочего хода (по45 дачи). Скорости в промежутке совмещенного перемещения обоих поперечин в направлении подачи равны.
1282949
3 рые непрерывно вращаются с постояйной скоростью.
Раздвижные гайки 16 и 17, размещенные в гнезде поперечины 13, фиксируются в исходном положении следующим образом; гайка 17 замкнута на рабочий ходовой винт
12, а гайка 16 открыта, отводной ходовой винт 11 освобожден и может беспрепятственно вращаться, а поперечина 13 перемещаться относительно него. Этому положению предшествует поворот оси 24 и, следовательно, кулачков-эксцентриков 22 и 23 на 180 .
Так как кулачки 22 и 23 сдвинуты по фазе на 180 в случае замкнутой гайки, ось кулачков-эксцентриков совпадает с направлением нормального размыкающего усилия гайки, опрокидывающий момент близок к минимуму, что обеспечивает надежное замыкание ходового винта и передачу необходимого осевого усилия поперечине. В случае открытой гайки обеспечивается максимальное разведение половин гайки.
Раздвижные гайки 16 и 17, расположенные в поперечине 14, в исходном положении зафиксированы аналогично: гайка 17 замкнута на рабочий винт 12, а гайка 16 открыта, и отводной винт 11 освобожден.
Следовательно, поперечины 13 и 14 через свои гайки 17 замкнуты на рабочий ходовой винт 12 и при вращенйи винтовых колонн двигаются в направлении прессования — подачи, т. е. совершают рабочий ход.
При этом клиновые губки 34 клиновых зажимов, расположенных в центральной расточке поперечин 13 и 14, вдвинуты в конусную обойму 33, зажимают заготовку
30 и удерживают ее в процессе подачи.
При достижении поперечиной 14 своего крайнего левого положения у траверсы 9 от путевого конечного выключателя поступает сигнал на приведение в действие силового элемента 27. Срабатывает силовой элемент 27, который передвигает приводную зубчатую рейку 26 и через шестерню
25 поворачивает ось 24 с кулачками-эксцентриками 22 и 23 на рабочий угол 180 .
При повороте вала с кулачками-эксцентриками одна пара ползушек 18 и 19 гай ки 17 перемещается от рабочего винта 12, а пара ползушек 18 и 19 гайки 16 перемещается наоборот к отводному винту 11.
C фиксированным поворотом на 180 происходит полное открытие гайки 17 (размыкание рабочего ходового винта 12) и замыкание отводного ходового винта 11 раздвижной гайкой 16.
Силовой элемент 27 обеспечивает поворот вала 24 с кулачками строго на 180 в одну и в другую стороны.
Таким образом, поперечина 14, замкнутая на отводной ходовой винт 11, начинает .перемещение в направлении, обратном направлению подачи (отвода). Клиновые губки
34 клинового зажима выдвинуты из конус5
55 ной обоймы 33 и дают возможность поперечине 14 скользить вдоль заготовки. При совершении поперечиной 13 хода величиной
0,8 l, где 1 — полный рабочий ход (за это время поперечина 14 вследствие того, что кодовой отводной винт 11 имеет резьбу с шагом большим, чем шаг резьбы рабочего винта 12, совершает путь 1 и занимает крайнее правое положение), от путевого конечного выключателя поступает сигнал на силовой элемент 27 на переключение раздвижных гаек 16 и 17, размещенных в поперечине 14.
Ползушки 18 и 19 раздвижной гайки
17 под действием кулачков-эксцентриков 22 и 23, перемещаясь, замыкают гайку 17 на рабочий ходовой винт 12, а ползушки 18 и 19 раздвижной гайки 16, перемещаясь от отводного ходового винта 11, размыкают его.
Поперечина 14 (как и поперечина 13) получает возможность перемещаться в направлении подачи-прессования, клиновые ry6ки клинового зажима зажимают заготовку и передают ей необходимое осевое усилие подачи.
При этом осуществляется совмещение движений двух поперечин 13 и 14 с клиновыми зажимами в направлении подачи-прессования с равной скоростью на участке, равном 0,2 l. Этим достигается непрерывность и равномерность подачи заготовки без пауз на переключения поперечин и выхода на установившийся период перемещения с постоянной скоростью.
При совершении поперечиной 13 хода на величину l — полного рабочего хода срабатывает путевой конечный выключатель, который дает сигнал силовому элементу 27 на передвижение рейки и поворот вала с кулачками-эксцентриками 22 и 23. Происходит переключение поперечины через раздвижные гайки с рабочего винта 12 на отводной винт.11, передвижные части гайки 17 отходят от рабочего винта 12, а другая пара подвижных частей гайки 16 замыкает ходовой отводной винт 11. Клиновой зажим освобождает заготовку, и поперечина
13 получает возможность перемещения в крайнее правое исходное положение, т. е. начинает холостой отводной ход с повышенной скоростью.
Поперечина 13 достигает своего крайнего правого положения, когда поперечина 14, совершая рабочий ход подачи, находится в пути 0,8 1. В этот момент дается сигнал на переключение раздвижных гаек поперечины
13 и она совместно в течение некоторого времени на отрезке 0,2 1 с поперечиной
14 перемещает заготовку в направлении подачи.
При достижении поперечиной 14 своего крайнего левого положения поступает сигнал и происходит переключение ее на отводной винт 11. Далее цикл повторяется.
1282949
Непрерывно подаваемая заготовка деформируется через деформирующую матрицу под воздействием радиального давления жидкости и осевых усилий, сообщаемых заготовке узлом осевой подачи.
Непрерывность подачи заготовки достигается устранением пауз на изменение направления движения поперечин с клиновыми зажимами, возможного в силу наличия ходовых рабочего и отводного винтов, взаимодействующих с раздвижными гайками и поз- 10 воляющих ускоренный возврат поперечин с клиновыми зажимами в направлении, противоположном направлению прессования, а также совмещая в определенный промежуток времени движения обеих поперечин в направлении прессования с одинаковои скоростью.
Это подтверждается диаграммой перемещений, приведенной на фиг. 7.
Указанная конструктивная особенность создает условия реализации равномерного устойчивого процесса гидростатического прес- 20 сования, обеспечивающего высокое качество изделий.
Выполнение механизма замыкания раздвижных гаек в виде кулачков-эксцентриков, закрепленных на общем валу, и подвижных частей раздвижных гаек (ползушек) обеспечивает надежное замыкание и размыкание соединения винт — гайка и, следовательно, работоспособность устройства.
Наличие продольной направляющей 31 в виде кольцевых секторов, образующих канал для перемещения заготовки, обеспечивает ее устойчивость в процессе подачи и предохраняет от изгиба.
Конструкция клиновых зажимов, размещенных в центральных расточках поперечин, позволяет получать регулируемое усилие захвата, не приводящее к дефектности поверхности заготовки, что благоприятно сказывается на работоспособности уплотнительного узла (матрицы) и качества изделия.
Использование изобретения обеспечивает 40 повышение производительности за счет непрерывной и равномерной подачи заготовки, реализацию устойчивого процесса гидростатического прессования за счет обеспечения равномерной подачи заготовки в камеру высокого давления и постоянных осевых усилий, повышение качества изделий за счет реализации устойчивого процесса истечения материала прессуемой заготовки.
Предлагаемое устройство может быть использовано для деформации жидкостью вы- 0 сокого давления прутковых и проволочных заготовок диаметром более 3 мм и неограниченной длины в широком диапазоне их свойств и конструкции.
Формула изобретения
1. Устройство для гидростатического прес- 55 сования заготовок неограниченной длины, содержащее установленный на основании заполняемый рабочей средой и соединенный с средством создания давления рабочей среды контейнер с соосно установленными в нем уплотнительной и рабочей матрицами, узел осевой подачи заготовки с направляющим корпусом и проводкой, размещенный на основании с стороны уплотнительной матрицы и выполненный в виде по меньшей мере трех последовательно расположенных траверс, одна из которых закреплена на основании и связана с остальными посредством равнорасположенных параллельно оси давления и смонтированных в траверсах с возможностью синхронного вращения от привода колонн с резьбой на наружных их поверхностях на участках между траверсами, а также по крайней мере двух поперечин, каждая из которых установлена между двумя смежными траверсами с возможностью возвратно-поступательного относительно них перемещения посредством смонтированных на ней жестко гаек, образующих с упомянутыми колоннами винтовые пары, одни из которых предназначены для рабочего перемещения поперечин, а другие для возвратного их перемещения, и несет клиновой захват для заготовки, отличающееся тем, что, с целью повышения качества изделий и производительности, оно снабжено направляющими поперечин, выполненными в виде дополнительных жестко связанных с траверсами колонн, гайки поперечин выполнены в плоскости, проходящей вдоль оси колонн с резьбой и снабжены приводами их размыкания и смыкания в каждой поперечине, при этом резьба винтовых пар для рабочего перемещения выполнена с меньшим шагом и другого направления по отношению к резьбе винтовых пар для их возвратного перемещения.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что привод размыкания и смыкания каждой гайки выполнен в виде жестко связанных с половинами гаек ползунов, установленных в направляющих и смонтированных на общем валу эксцентриков с взаимным угловым смещением на 180 с возможностью взаимодействия с соответствующим ползуном, а также силового органа, при этом обшие валы эксцентриков кинематически связаны с силовым органом.
3. Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что один из ползунов привода смыкания и размыкания гаек выполнен полым, другой ползун расположен в указанной полости и выполнен с окнами под эксцентрики, а кинематическая связь силового органа с валами эксцентриков выполнена в виде рейки и двух шестерен, каждая из которых смонтирована жестко на соответствующем валу эксцентриков.
1282949
Риг 7
У /4
Н 1г
В 1б БЕ
19 22 2Ф
11 g
Риг. 2
12 17
1282949
g В-В 25Я2/; )/ иг.в
L ов/
О2/ о
"ра ч иг.7
Составитель Т. Тимофеева
Редактор Е. Копча Техред И Верес Корректор М. Самборская
Заказ 7331/7 Тираж 582 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4
