RU92368U1 - DEVICE FOR CONTROL TIME - Google Patents

Abstract

Устройство для регулирования времени удара, в корпусе которого размещен промежуточный элемент для регулирования времени удара, отличающееся тем, что корпус устройства выполнен составным из двух плоских плит, между которыми расположен промежуточный элемент, выполненный в виде пружины с возможностью изменения силы затяжки до значений, равных или несколько больших необходимой силы начала деформирования и изменения зазора между плоскими плитами корпуса устройства.A device for controlling the stroke time, in the housing of which an intermediate element for controlling the stroke time is located, characterized in that the housing of the device is made up of two flat plates, between which is located an intermediate element made in the form of a spring with the possibility of changing the tightening force to values equal to or a few large necessary forces of the beginning of deformation and changes in the gap between the flat plates of the device casing.

Description

Полезная модель относится к обработке металлов давлением, точнее к конструкциям кузнечно-штамповочного оборудования (молоты для ковки, объемной штамповки, листовой штамповки, а также дизель-молоты для забивки свай при строительстве и другие молоты, а именно: пневматические молотки, зубила и другие машины ударного действия для выполнения давящих операций).The utility model relates to the processing of metals by pressure, more precisely to the designs of forging and stamping equipment (hammers for forging, die forging, sheet stamping, as well as diesel hammers for driving piles during construction and other hammers, namely pneumatic hammers, chisels and other machines shock to perform pressing operations).

Известно влияние скорости деформирования на пластичность и сопротивление деформированию при различных технологических процессах обработки металлов давлением. Обычные скорости начала деформирования на молотах составляют от 4 до 8 м/с. Конечная скорость равна 0, а время деформирования от начала контакта до остановки штампа или бойка (ударника) составляет от 0,01 до 0,001 с. Если увеличить время деформирования, например, в два или более раз, то средняя скорость деформирования также уменьшится в два или более раз, при этом деформирование будет проходить при более благоприятных условиях (уменьшение сопротивления деформированию и повышение пластичности), что приведет к экономии энергии деформирования, которая может быть утилизирована.The influence of the strain rate on the ductility and resistance to deformation during various technological processes of metal forming is known. Typical deformation start rates on hammers are between 4 and 8 m / s. The final speed is 0, and the deformation time from the beginning of the contact to the stop of the stamp or striker (striker) is from 0.01 to 0.001 s. If we increase the deformation time, for example, by two or more times, the average deformation rate will also decrease by two or more times, while the deformation will take place under more favorable conditions (decrease in deformation resistance and increase ductility), which will lead to savings in deformation energy, which can be disposed of.

Обычное деформирование, например, при осадке, заключается в сжатии заготовки, установленной вертикально по оси до степени деформацииThe usual deformation, for example, during upsetting, is to compress the workpiece mounted vertically along the axis to the degree of deformation

где h₀ - начальная высота заготовки, h - конечная высота заготовки.where h ₀ is the initial height of the workpiece, h is the final height of the workpiece.

Такая схема приводит к высоким скоростям деформирования и, соответственно, высоким значениям сопротивления деформированию и пониженной пластичности.Such a scheme leads to high strain rates and, accordingly, high values of resistance to deformation and reduced ductility.

Также изменение времени деформирования помимо предполагаемой экономии энергии деформирования может дать технологический эффект при различных технологических операциях обработки металлов давлением. Например, известно применение так называемого «прилипающего» удара в операциях листовой штамповки на молотах для уменьшения эффекта пружинения.Also, a change in the deformation time, in addition to the estimated savings of deformation energy, can give a technological effect in various technological operations of metal forming. For example, it is known to use the so-called “sticking” impact in sheet metal stamping operations on hammers to reduce the effect of springing.

Известное из уровня техники устройство для забивки полой сваи в грунт (а.с. SU 1186737A, 23.10.85, Е02D 7/02), содержащее ударную бабу, закрепленную на нижнем конце направляющего стержня, оснащенного охватывающими его подвижными вдоль стержня жесткими элементами и размещенными между ними упругими элементами. При сбрасывании ударная баба перемещается в полости сваи до взаимодействия с ее башмаком. Под влиянием запасенной энергии, и вследствие резкого торможения происходит продольное сжатие упругих элементов, расположенных в корпусе бабы, и их расширение в радиальном направлении до соприкосновения наружных цилиндрических поверхностей с внутренними стенками сваи. Вследствие сжатия упругих элементов ударной бабы при соударении ее со сваей происходит равномерное и последовательное распределение энергии единичного удара по всем участкам забиваемой сваи.A prior art device for driving a hollow pile into the ground (a.s. SU 1186737A, 23.10.85, E02D 7/02), comprising a shock head mounted on the lower end of the guide rod, equipped with rigid elements surrounding it moving along the rod and placed between them are elastic elements. When dropping, the shock woman moves in the cavity of the pile before interacting with her shoe. Under the influence of the stored energy, and as a result of sharp braking, longitudinal compression of the elastic elements located in the housing of the woman occurs, and they expand in the radial direction until the outer cylindrical surfaces come into contact with the inner walls of the pile. Due to the compression of the elastic elements of the shock woman during its collision with the pile, a uniform and consistent distribution of the energy of a single impact occurs in all areas of the driven pile.

Недостатком данного устройства является сложность конструкции вследствие большого количества специальных упругих и жестких элементов, а также невозможность регулировки предварительного сжатия упругих элементов.The disadvantage of this device is the design complexity due to the large number of special elastic and rigid elements, as well as the inability to adjust the preliminary compression of the elastic elements.

Из уровня техники известен молот для динамической штамповки (патент SU 1700850 А1 27.05.1995, 6 В21J 7/34), содержащий бабу с боковыми сторонами, наклоненными к вертикали под углом α и расположенные в нижней части направляющих стоек колодки, шарнирно-соединенные с коленно-рычажными механизмами. Работает указанный молот следующим образом: на нагретую заготовку сбрасывают бабу с контейнером, заполненным резиной, производится деформация. После удара баба отскакивает вверх, срабатывают коленно-рычажные механизмы, которые своими колодками фиксируют бабу за боковые поверхности. Затем механизм поднимает бабу в исходное положение, а продукты горения резины удаляются через отверстия во фрикционных вставках. В результате обеспечивается более интенсивная деформационная проработка литой структуры металла заготовки.A hammer for dynamic stamping is known from the prior art (patent SU 1700850 A1 05/27/1995, 6 B21J 7/34), containing a woman with sides inclined to the vertical at an angle α and located at the bottom of the guide racks of the pads, articulated to the knee -lever mechanisms. The specified hammer works as follows: a woman with a container filled with rubber is dropped onto a heated billet, and deformation is performed. After the blow, the woman bounces up, the knee-lever mechanisms are activated, which with their pads fix the woman for the lateral surfaces. Then the mechanism lifts the woman to its original position, and the rubber combustion products are removed through the holes in the friction inserts. The result is a more intensive deformation study of the cast structure of the metal of the workpiece.

Недостатком известной конструкции является: ее сложность, т.к. привод фиксации бабы выполнен в виде коленно-рычажного механизма, а также необходимость в газоотсасывающих устройствах.A disadvantage of the known design is: its complexity, because the drive for fixing the head is made in the form of a knee-lever mechanism, as well as the need for gas suction devices.

Известен также пресс-молот (патент RU 2213640 С2, 10.10.2003, 7 В21J 11/00, 9/12), который содержит падающий груз, выполненный в виде платформы с цилиндрическими полостями с жидкостью или сжатым воздухом, в котором установлены плунжеры.A press hammer is also known (patent RU 2213640 C2, 10.10.2003, 7 B21J 11/00, 9/12), which contains a falling load made in the form of a platform with cylindrical cavities with liquid or compressed air in which plungers are installed.

Недостатком пресс-молота, содержащего падающий груз, являются также сложность конструкции, а именно: направляющие трубы, стол и пресс-форма, а также дополнительные устройства для камер высокого давления и увеличенный энергорасход.The disadvantage of the press hammer containing the falling load is also the complexity of the design, namely: guide tubes, a table and a mold, as well as additional devices for high-pressure chambers and increased energy consumption.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой полезной модели является молот для забивания свай (патент RU 2134742 С1, 20.08.99, 6 Е02D 7/08). Молот содержит корпус цилиндра, поршень, шабот, промежуточный элемент, столб жидкости, заключенный между промежуточным элементом и дном цилиндра. Использование столба жидкости позволяет управлять амплитудой и временем удара за счет изменения высоты столба жидкости и увеличить долговечность сваи при ее забивании в грунт.The closest in technical essence to the proposed utility model is a hammer for driving piles (patent RU 2134742 C1, 08.20.99, 6 E02D 7/08). The hammer contains a cylinder body, a piston, a scaffold, an intermediate element, a liquid column enclosed between the intermediate element and the bottom of the cylinder. Using a liquid column allows you to control the amplitude and time of the impact by changing the height of the liquid column and increase the durability of the pile when it is driven into the ground.

Недостатком данного молота является сложность конструкции вследствие необходимости использования насосной станции для подачи и регулировки высоты столба жидкости, специальных камер, отводящих и подводящих каналов и клапанов для подвода жидкости.The disadvantage of this hammer is the design complexity due to the need to use a pump station to supply and adjust the height of the liquid column, special chambers, outlet and inlet channels and valves for supplying liquid.

Основным недостатком известных устройств (ковочный молот, молот для листовой штамповки, дизель-молот для забивки свай, штамповки деталей) является кратковременное действие удара. При формообразовании детали в конце возникают большие силы, вследствие чего часть энергии рассеивается и достаточной деформации не получается, что отрицательно сказывается также на качестве получаемых изделий. Ликвидировать указанный недостаток можно повышением КПД удара за счет увеличения времени действия удара, ведущего к увеличению степени деформации материала.The main disadvantage of the known devices (forging hammer, hammer for sheet stamping, diesel hammer for driving piles, stamping parts) is the short-term impact of the blow. When forming the part in the end, large forces arise, as a result of which part of the energy is dissipated and sufficient deformation is not obtained, which also negatively affects the quality of the products obtained. To eliminate this drawback, you can increase the efficiency of the impact by increasing the duration of the impact, leading to an increase in the degree of deformation of the material.

Задача полезной модели заключается в создании более благоприятных условий деформирования, экономии расхода энергии, повышении степени деформации материала, уменьшения эффекта пружинения при гибке и других формоизменяющих операциях, а также повышении эффективности производства за счет контроля и регулирования времени удара.The objective of the utility model is to create more favorable conditions for deformation, save energy consumption, increase the degree of deformation of the material, reduce the effect of springing during bending and other form-changing operations, as well as increase production efficiency by controlling and regulating the impact time.

Поставленная задача выполняется при использовании специального устройства, устанавливаемого на нижний боек молота. Корпус устройства выполнен составным из двух плоских плит - верхней и нижней, между которыми расположен промежуточный элемент, выполненный в виде пружины для регулирования времени удара при деформировании за счет увеличения полного хода деформирования.The task is carried out using a special device installed on the lower hammer head. The body of the device is made of two flat plates, the upper and lower, between which there is an intermediate element made in the form of a spring to control the impact time during deformation by increasing the total course of deformation.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором изображено предлагаемое устройство, установленное на нижний боек молота. Корпус устройства состоит из нижней плиты 1, жестко прикрепленной к шаботу молота 2 и верхней плиты 3, между которыми расположены пружины 4, (например, набор тарельчатых пружин), которые могут быть затянуты винтом 5 до значений, равных или несколько больших, чем необходимая сила начала деформирования:The essence of the utility model is illustrated by the drawing, which shows the proposed device mounted on the lower hammer head. The housing of the device consists of a bottom plate 1, rigidly attached to the hammer blade 2 and an upper plate 3, between which springs 4 are located (for example, a set of Belleville springs), which can be tightened by a screw 5 to values equal to or slightly greater than the required force beginning of deformation:

P≈σ_sF,P≈σ _s F,

где σ_s - напряжение текучести заготовки, F - площадь контакта заготовки и инструмента. При этом зазор между нижней плитой 1 и верхней плитой 3 равен S.where σ _s is the yield stress of the workpiece, F is the contact area of the workpiece and the tool. In this case, the gap between the lower plate 1 and the upper plate 3 is S.

Предлагаемое устройство работает следующим образом. При падении бабы молота 6 в начальный момент деформирования заготовки 7 верхняя плита 3 сжимает пружины 4, при этом сила затяжки пружин 4 возрастает, и верхняя плита 3 начинает деформировать заготовку 7. При соприкосновении верхней и нижней плиты 1 и 3 происходит полное сжатие пружин 4, которое по возможности должно соответствовать концу деформирования. Таким образом, баба молота будет иметь общий ход деформирования, равный сумме хода сжатия пружин и деформации заготовки:The proposed device operates as follows. When the hammerhead 6 falls at the initial moment of deformation of the workpiece 7, the upper plate 3 compresses the springs 4, while the tightening force of the springs 4 increases, and the upper plate 3 begins to deform the workpiece 7. When the upper and lower plates 1 and 3 touch, the springs 4 are completely compressed, which, if possible, should correspond to the end of the deformation. Thus, the hammerhead will have a total deformation rate equal to the sum of the compression stroke of the springs and the workpiece deformation:

где - ход сжатия пружины, - деформация заготовки.Where - spring compression stroke, - deformation of the workpiece.

При этом часть энергии бабы молота пойдет на деформирование заготовки, часть на сжатие пружин 4. Время удара при деформировании увеличится за счет хода сжатия пружин.In this case, part of the energy of the hammer woman will go to deformation of the workpiece, part to compress the springs 4. The impact time during deformation will increase due to the course of compression of the springs.

Время удара при деформировании можно контролировать и регулировать путем изменения параметров пружин, силы их предварительной затяжки и величины зазора S между плитами нижнего бойка молота.The impact time during deformation can be controlled and adjusted by changing the parameters of the springs, the forces of their preliminary tightening and the size of the gap S between the plates of the lower hammer head.

Техническим результатом полезной модели является повышение КПД удара, создание благоприятных условий деформирования, повышение степени деформации материала, уменьшение эффекта пружинения, экономия расхода энергии и повышение эффективности производства.The technical result of the utility model is to increase the impact efficiency, create favorable conditions for deformation, increase the degree of deformation of the material, reduce the effect of springing, save energy consumption and increase production efficiency.

Claims (1)

Устройство для регулирования времени удара, в корпусе которого размещен промежуточный элемент для регулирования времени удара, отличающееся тем, что корпус устройства выполнен составным из двух плоских плит, между которыми расположен промежуточный элемент, выполненный в виде пружины с возможностью изменения силы затяжки до значений, равных или несколько больших необходимой силы начала деформирования и изменения зазора между плоскими плитами корпуса устройства.

A device for controlling the impact time, in the housing of which an intermediate element for adjusting the impact time is located, characterized in that the housing of the device is made up of two flat plates, between which the intermediate element is arranged, made in the form of a spring with the possibility of changing the tightening force to values equal to or a few large necessary forces of the beginning of deformation and changes in the gap between the flat plates of the device body.