SU766890A1 - Screw press - Google Patents

Description

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к конструкции кузнечно-прессового оборудования.The invention relates to the field of engineering, in particular to the design of forging equipment.

Известен винтовой пресс, содержащий станину, в направляющих которой установлен ползун, сочлененный подпятником с одним концом винта, взаимодействующего с гайкой, смонтированной в- поперечине станины, а на другом конце винта закреплен маховик, приводимый электродвигателем [1].A known screw press containing a bed, in the guides of which a slider is mounted, articulated by a thrust bearing with one end of the screw interacting with a nut mounted in the cross-section of the bed, and a flywheel driven by an electric motor is fixed at the other end of the screw [1].

Известный винтовой пресс имеет низкий КПД привода из-за потерь от проскальзывания в фрикционной передаче.The known screw press has a low drive efficiency due to loss from slippage in the friction gear.

С целью повышения КПД винтовой пресс снабжен закрепленным на маховике конусным барабаном, установленными на поперечине станины роликом с зубчатой передачей, а также гибким звеном, своими концами жестко закрепленным на конусном барабане и охватывающим упомянутый ролик, при этом на боковой поверхности конусного барабана выполнены две смещенные одна относительно другой на угол 180° спиральные винтовые канавки с шагом, равным шагу винта. гибкое звено смонтировано в упомянутых спиральных канавках конусного барабана, а ролик соединен с приводным электродвигателем через зубчатую передачу.In order to increase the efficiency, the screw press is equipped with a conical drum fixed to the flywheel, a gear-driven roller mounted on the cross member of the bed, and also a flexible link, rigidly fixed to the conical drum and covering the said roller, with two displaced one on the side surface of the conical drum relative to the other at an angle of 180 ° spiral helical grooves with a step equal to the pitch of the screw. the flexible link is mounted in the mentioned spiral grooves of the cone drum, and the roller is connected to the drive motor through a gear transmission.

Он снабжен также установленными симметрично относительно оси винта и ролика, дополнительными роликом с зубчатой пере₅ дачей и приводным электродвигателем, а также дополнительным гибким звеном, своими концами жестко закрепленным на конусном барабане диаметрально противоположно концам основного гибкого звена и охватывающим дополнительный ролик, при 10 этом на боковой поверхности конусного барабана выполнены две дополнительные спиральные винтовые канавки с шагом, равным шагу винта, в которых смонтировано дополнительное гибкое звено.It is also equipped with an additional roller with a gear ₅ gear and a drive motor mounted symmetrically with respect to the axis of the screw and the roller, as well as an additional flexible link, its ends rigidly mounted on the conical drum diametrically opposite to the ends of the main flexible link and covering the additional roller, while 10 on the side surface of the conical drum is made of two additional spiral helical grooves with a step equal to the pitch of the screw, in which an additional flexible link is mounted.

При этом гибкое звено может быть вы’⁵ полнено в виде каната, клинового ремня или цепи.When this flexible link may be you ^'5 is satisfied in the form of a rope, belt or chain.

На фиг. 1 изображен пресс, общий вид; на фиг. 2 — вид по стрелке А на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез Б—Б на фиг. 1; на 20 фиг. 4 — узел I на фиг. 3.In FIG. 1 shows a press, general view; in FIG. 2 is a view along arrow A in FIG. 1; in FIG. 3 - section B — B in FIG. 1; in FIG. 4 - node I in FIG. 3.

Винтовой пресс содержит станину 1, в направляющих которой установлен ползун 2, сочлененный подпятником 3 с одним концом винта 4, взаимодействующего с гайкой 5.The screw press contains a frame 1, in the guides of which a slider 2 is mounted, articulated by a thrust bearing 3 with one end of the screw 4 interacting with the nut 5.

смонтированной в поперечине станины 1. На другом конце винта 4 смонтированы маховик 6, связанный с винтом 4 шпонкой 7, и конусный барабан 8, также посаженный на винт 4 с помощью шпонки 9. На боковой поверхности конусного барабана 8 выполнены четыре двухзаходные спиральные винтовые канавки 10, 11, 12, 13 с шагом, равным шагу винта, при этом канавки 10, 11, 12 и 13 попарно расположены параллельно, а канавки 10, 12 н 11, 13 повернуты одна относительно другой на угол 180°.mounted on the cross member of the bed 1. At the other end of the screw 4, a flywheel 6 connected to the screw 4 by a key 7 and a cone drum 8, also mounted on the screw 4 by means of a key 9, are mounted. Four two-way spiral screw grooves 10 are made on the side surface of the conical drum 8 , 11, 12, 13 with a step equal to the pitch of the screw, while the grooves 10, 11, 12 and 13 are paired in parallel, and the grooves 10, 12 n 11, 13 are rotated one relative to the other by an angle of 180 °.

В канавках 11 и 13 расположены гибкие звенья 14 и 15, в качестве которых могут быть использованы канаты, клиновые ремни или цепи. Концы гибких звеньев 14 и 15 закреплены посредством планок 16 и 17 в верхней части конусного барабана 8. Гибкие звенья 14 и 15, сходя с конусных барабанов, охватывают ролики 18 и 19, имеющие аналогичные канавки, и другими концами прикрепляются посредством планок 20 и 21 к канавкам 10 и 12 в нижней части конусного барабана. Ролики 18 и 19 с помощью конических одноступенчатых передач 22 и 23 соединены с электродвигателями 24 и 25, установленными на кронштейнах 26 и 27. Пресс снабжен также устройством для натяжения гибких звеньев, выполненным одним из известных способов (на чертежах не показан).In the grooves 11 and 13 are flexible links 14 and 15, which can be used as ropes, V-belts or chains. The ends of the flexible links 14 and 15 are fixed by means of straps 16 and 17 in the upper part of the conical drum 8. The flexible links 14 and 15, coming off the conical drums, cover the rollers 18 and 19 having similar grooves, and are attached by the other ends by means of the straps 20 and 21 to grooves 10 and 12 at the bottom of the cone drum. The rollers 18 and 19 are connected with single-stage bevel gears 22 and 23 to electric motors 24 and 25 mounted on brackets 26 and 27. The press is also equipped with a device for tensioning flexible links made by one of the known methods (not shown in the drawings).

Перед включением пресса ползун 2 находится в крайнем верхнем положении, при этом гибкое звено 14 намотано на канавку 1 Г, а гибкое звено 15 на канавку 13.Before turning on the press, the slider 2 is in its highest position, while the flexible link 14 is wound on the groove 1 G, and the flexible link 15 on the groove 13.

При включении электродвигателей 24 и 25 ролики 18 и 19 начинают вращаться с угловой скоростью ω_ρ =*= ω₃₃|ί, гдеи>_зэ— угловая скорость электродвигателя; i — передаточное число зубчатых передач 22 и 23. В результате сцепления гибких звеньев 14 й 15 с роликами 18 и 19 происходит передача крутящего момента на конусный барабан 8, а через шпонку 9 и на винт 4 и маховик 6.When the motors 24 and 25 are turned on, the rollers 18 and 19 begin to rotate with an angular velocity ω _ρ = * = ω ₃₃ | ί, where u> _ze is the angular speed of the electric motor; i is the gear ratio of gears 22 and 23. As a result of coupling the flexible links 14 th 15 with the rollers 18 and 19, torque is transmitted to the cone drum 8, and through the key 9 to the screw 4 and flywheel 6.

При отсутствии проскальзывания между роликами 18 и 19 и гибкими звеньями 14 и 15 маховик 6 приобретает начальную угловую скорость, равную:In the absence of slippage between the rollers 18 and 19 and the flexible links 14 and 15, the flywheel 6 acquires an initial angular velocity equal to:

D р .Чцяг^шР-5 >D r. Chtsyag ^sh P-5>

где Dp — диаметр роликов Т8 и 19;where Dp is the diameter of the rollers T8 and 19;

Р' · — наибольший диаметр конусного барабана 8.P '· - the largest diameter of the conical drum 8.

При дальнейшем вращении электродвигателей 24 и 25 происходит сматывание гибких звеньев 14 и 15 с канавок соответственно Н и 13 и наматывание их на канавки 10 и 12. При этом угловые скорости вращения роликов .18 и 19 и маховика 6 связаны соотношением: .With further rotation of the electric motors 24 and 25, the flexible links 14 and 15 are rewound from the grooves N and 13, respectively, and wound onto the grooves 10 and 12. The angular speeds of the rollers .18 and 19 and the flywheel 6 are connected by the relation:.

(BpDp где D_K— диаметр конусного барабана в месте соприкосновения его со сбегающей , ветвью гибкого звена. '(BpDp where D _K is the diameter of the cone drum at the point where it touches the runaway branch of the flexible link. '

С уменьшением диаметра Dm скорость маховика 6 увеличивается. Происходит постепенное накопление кинетической энергииWith decreasing diameter Dm, the speed of the flywheel 6 increases. A gradual accumulation of kinetic energy occurs

3$ маховика за счет отдачи электродвигателями работы в течение всего периода разгона маховика.$ 3 flywheel due to the impact of electric motors work during the entire period of acceleration of the flywheel.

При достижении маховиком 6 заданной угловой скорости электродвигатели отключаются, а накопленная маховиком кинетическая энергия переходит в работу пластического деформирования поковки.When the flywheel 6 reaches the specified angular velocity, the electric motors are turned off, and the kinetic energy accumulated by the flywheel passes into the work of plastic deformation of the forgings.

В конце хода деформирования электродвигатели 24 и 25 переключаются на реверс, в результате чего конусный барабан 8 и жест ко связанные с ним винт 4 и маховик 6 начинают вращаться в противоположном, чем при рабочем ходе, направлении. По мере перемещения вверх скорость подвижных частей первоначально увеличивается.с увеличением скорости вращения электродвигателей 24 и 25, а затем уменьшается и достигает минимальной величины,в.крайнем верхнем положении ползуна 2.At the end of the deformation stroke, the electric motors 24 and 25 switch to reverse, as a result of which the cone drum 8 and the screw 4 and flywheel 6 connected rigidly to it begin to rotate in the opposite direction than during the working stroke. As you move upward, the speed of the moving parts initially increases. With an increase in the speed of rotation of the motors 24 and 25, and then decreases and reaches a minimum value, in the extreme upper position of the slider 2.

Наименьшая величина скорости подвижных частей пресса в начале рабочего хода и в конце возвратного хода увеличивает КПД пресса, так как уменьшаются потери энергии разгона и торможения подвижных частей в их крайнем верхнем положении.The smallest value of the speed of the moving parts of the press at the beginning of the working stroke and at the end of the return stroke increases the efficiency of the press, since the loss of acceleration and braking energy of the moving parts in their extreme upper position is reduced.

При реверсировании электродвигателей цикл повторяется.When reversing electric motors, the cycle repeats.

Такая конструкция винтового пресса обеспечивает уменьшение продолжительности действия пусковых токов и мощности привода, а следовательно, улучшает его эксплуатационные показатели.This design of the screw press provides a reduction in the duration of inrush currents and drive power, and therefore improves its performance.

В качестве приводных двигателей в винтовом прессе используются стандартные асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором.As drive motors in a screw press, standard squirrel-cage induction motors are used.

Наличие двух электродвигателей и двух приводных роликов уравновешивает радиальные нагрузки, действующие на маховик и винт, что также уменьшает потери на трение И увеличивает долговечность винтового механизма.The presence of two electric motors and two drive rollers balances the radial loads acting on the flywheel and screw, which also reduces friction losses AND increases the durability of the screw mechanism.

Эффективность использования винтового пресса обуславливается снижением потерь энергии, а следовательно, эксплуатационных расходов.The efficiency of using a screw press is determined by the reduction of energy losses, and consequently, operating costs.

Claims (5)

j76 смонтированной в поперечине станины 1. На другом конце винта 4 смонтированы маховик б, св занный с винтом 4 шпонкой 7, и конусный барабан 8, также посаженный на винт 4 с помощью шпонки 9. На боковой поверхности конусного барабана 8 выполнены четыре двухзаходные спиральные винтовые канавкн 10, 11, 12, 13 с шагом, равным шагу винта, при этом канавки 0, 11, 12 и 13 попарно расположены параллельно, а канавки 10, 12 и П, 13 повернуты одна относительно другой на угол 180°. В канавках 11 и 13 расположены гибкие звень  14 и 15, в качестве которых могут быть использованы канаты, клиновые ремни или цепи. Концы гибких звеньев 14 и 15 закреплены посредством планок 16 и 17 в верхней части конусного барабана 8. Гибкие звень  14 и 15, сход  с конусных барабанов , охватывают ролики 18 и 19, имеющие аналогичные канавки, и другими концами прикрепл ютс  посредством планок 20 и 21 к канавкам 10 и 12 в нижней части конусного барабана. Ролики 18 и 19 с помощью I OHHческих одноступенчатых передач 22 и 23 соединены с электродвигател ми 24 и 25, установ ленными на кронштейнах 26 и 27. Пресс снабжен также устройством дл  нат жени  гибких звеньев, выполненным одним из известных способов (на чертежах не показан). Перед включением пресса ползун 2 находитс  в крайнем верхнем положении, при этом гибкое звено 14 намотано на канавку И, а гибкое звено 15 на канавку 13. При включении электродвигателей 24 и 25 ролики 18 и 19 начинают вращатьс  с угловой скоростью (1)р WgaJi, углова  скорость электродвигател ; i - передаточное число зубчатых передач 22 и 23. В результате сцеплени  гибких звеньев 14 и 15 с роликами 18 и 19 происходит передача крут щего момента на конусный барабан 8, а через шпонку 9 и на винт 4 и маховик 6. При отсутствии проскальзывани  между роликами 18 и 19 и гибкими звень ми 14 и 15 маховик 6 приобретает начальную угловую скорость, равную: . %.(нг «р-5: Dp - диаметр роликов 18 и 19; -u.c.ur- наибольший диаметр конусного с Hi4 барабана 8. При дальнейшем вращении электродвигателей 24 и 25 происходит сматывание гибких звеньев 14 и 15 с канавок соответственно П N 13 и наматывание их на канавки 10 и 12. При этом угловые скорости вращений {юликов 18 и 19 и маховика 6 св заны соотношением:. WpDp - , где диаметр конусного барабана в месте соприкосновени  его со сбегающей ,. « |ь«м«Ч вл-. rtffjKrr rtf ftfU tfrttr ветвью гибкого звена. С уменьшением диаметра DM скорость махрвика 6 увеличиваетс . Происходит постепенное накопление кинетической энергии маховика за счет отдачи электродвигател ми работы в течение всего периода разгона маховика . При достижении маховиком 6 заданной угловой скорости электродвигатели отключаютс , а накопленна  маховиком кинетическа  энерги  переходит в работу пластического деформировани  поковки. В конце хода деформировани  электродвигатели 24 и 25 переключаютс  на реверс, в результате чего конусный барабан 8 и жест ко св занные с ним винт 4 и маховик 6 начинают вращатьс  в противоположном, чем при рабочем ходе, направлении. По мере перемещени  вверх скорость подвижных частей первоначально увеличиваетс ,с увеличением скорости вращени  электродвигателей 24 и 25, а затем уменьшаетс  и достигает минимальной величины,в.крайнем верхнем положении ползуна 2. Наименьша  величина скорости подвижных частей пресса в начале рабочего хода и в конце возвратного хода увеличивает КПД пресса, так как уменьшаютс  потери энергии разгона и торможени  подвижных частей в их крайнем верхнем положении. При реверсировании электродвигателей цикл повтор етс . Така  конструкци  винтового пресса обеспечивает уменьшение продолжительности действи  пусковых токов и мощности привода , а следовательно, улучшает его эксплуатационные показатели. В качестве приводных двигателей в винтовом прессе используютс  стандартные асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором. Наличие двух электродвигателей и двух приводных роликов уравновешивает радиальные нагрузки, действующие на маховик и винт, что также уменьшает потери на трение W увеличивает долговечность винтового механизма. Эффективность использовани  винтового пресса обуславливаетс  снижением потерь энергии, а следовательно, эксплуатационных расходов. Формула изобретени  1. Винтовой пресс, содержащий станину, в направл ющих которой установлен ползун , сочлененный подп тником с одним концом винта, взаимодействующего с гайкой, смонтированной в поперечине станины, а на другом конце винта закреплен маховик, приводимый электродвигателем, отличающийс  тем, что, с целью повышени  КПД, он снабжен закрепленным на маховике конусным барабаном, установленными на поперечине станины роликом с зубчатой передачей, а также гибким звеном, своими концами жест1« 11/М/А Tljni/lJkf ОПаигЧКЖ 1Г./Л tl 11 d Ж ТТ . кЬ закрепленным на конусном барабане и охватывающим упом нутый ролик, при этом на боковой поверхности конусного барабанаj76 mounted in the crossbar of the bed 1. At the other end of the screw 4, the flywheel b is mounted, connected with screw 4 by key 7, and conical drum 8, also mounted on screw 4 by key 9. Four double-helix spiral screws are made on the side surface of conical drum 8 grooves 10, 11, 12, 13 with a pitch equal to the pitch of the screw, with the grooves 0, 11, 12 and 13 arranged in pairs in pairs, and the grooves 10, 12 and P, 13 are rotated relative to each other by an angle of 180 °. In the grooves 11 and 13 are flexible links 14 and 15, which can be used as ropes, V-belts or chains. The ends of the flexible links 14 and 15 are fixed by means of strips 16 and 17 in the upper part of the tapered drum 8. The flexible links 14 and 15, descending from the tapered drums, cover the rollers 18 and 19, having similar grooves, and the other ends are attached by means of the slats 20 and 21 to the grooves 10 and 12 in the lower part of the tapered drum. The rollers 18 and 19 are connected with I OHH single-stage gears 22 and 23 to electric motors 24 and 25 mounted on brackets 26 and 27. The press is also equipped with a device for tensioning flexible links made by one of the known methods (not shown) . Before turning on the press, the slider 2 is in its extreme upper position, while the flexible link 14 is wound on the groove And, and the flexible link 15 on the groove 13. When the electric motors 24 and 25 are turned on, the rollers 18 and 19 begin to rotate with angular velocity (1) p WgaJi, angular velocity of the electric motor; i - gear ratio of gears 22 and 23. As a result of coupling flexible links 14 and 15 to rollers 18 and 19, the torque is transmitted to the tapered drum 8, and through key 9 to screw 4 and flywheel 6. In the absence of slippage between the rollers 18 and 19 and the flexible links 14 and 15 the flywheel 6 acquires an initial angular velocity equal to:. %. (ng “p-5: Dp is the diameter of the rollers 18 and 19; -ucur — the largest diameter of the drum 8 is tapered with Hi4. Upon further rotation of the electric motors 24 and 25, the flexible links 14 and 15 are wound from the grooves, respectively, N N 13 winding them onto the grooves 10 and 12. At the same time, the angular velocities of the spins {Yulikov 18 and 19 and the flywheel 6 are related by the relation:. WpDp - where the diameter of the conical drum is in contact with the cascade, rtffjKrr rtf ftfU tfrttr branch of the flexible link. With a decrease in the diameter DM, the speed of the machirk 6 increases. There is a gradual accumulation When the flywheel 6 reaches the specified angular speed, the electric motors are switched off and the accumulated flywheel kinetic energy is transferred to the plastic deformation of the forging. At the end of the deformation, the electric motors 24 and 25 switch to reverse as a result of which the tapered drum 8 and the screw 4 associated with it and the flywheel 6 begin to rotate in the opposite direction than with the working stroke. As it moves upward, the speed of the moving parts initially increases with increasing speed of rotation of the electric motors 24 and 25, and then decreases and reaches the minimum value in the extreme upper position of the slider 2. The smallest speed value of the moving parts of the press at the beginning of the stroke and at the end of the return stroke increases the efficiency of the press, as the energy losses of the acceleration and deceleration of the moving parts in their extreme upper position are reduced. When reversing electric motors, the cycle is repeated. Such a screw press design provides a reduction in the duration of the inrush currents and drive power, and consequently, improves its performance. As a drive motor in a screw press, standard asynchronous electric motors with a squirrel cage are used. The presence of two electric motors and two drive rollers counterbalances the radial loads acting on the flywheel and the screw, which also reduces friction losses W increases the durability of the screw mechanism. The efficiency of using a screw press is determined by the reduction of energy losses and, consequently, of operating costs. Claim 1. Screw press containing a frame, in the guides of which there is a slider articulated with a prop with one end of a screw interacting with a nut mounted in the crossbar of the frame, and at the other end of the screw there is a flywheel driven by an electric motor, characterized in that in order to increase efficiency, it is equipped with a conical drum fixed on the flywheel mounted on the cross-section of the bed with a gear roller, as well as a flexible link, with its ends gesture1 "11 / M / A Tljni / lJkf OPaigKKZH 1G / L tl 11 d Ж ТТ. k mounted on a tapered drum and covering the said roller, while on the side surface of the tapered drum выполнены две смещенные одна относительно другой на угол 180° спнральные винтовые канавки с шагом, равным шагу вннта, гибкое звено смонтировано в упом нутых спиральных канавках конусного барабана, а ролик соединен с приводным электродвигателем через зубчатую передачу.Two helical grooves displaced one relative to the other at an angle of 180 ° are made with a pitch equal to the pitch of the hitch, the flexible link is mounted in the said spiral grooves of the tapered drum, and the roller is connected to the driving motor through a gear. 2. Пресс по п. 1, отличающийс  тем, что ои.снабжен установленными симметрично относительно оси винта и ролика дополнительными роликом с зубчатой передачей и приводным двигателем, а также дополнительным гибким звеном, своими концами жестко закрепленным на конусном барабане диаметрально противоположно концам осиовиого гибкого звена и охватывающим дополнительный ролик, при этом на боковой2. A press according to claim 1, characterized in that the gear is equipped with an additional roller with a gear drive and a drive motor installed symmetrically with respect to the axis of the screw and roller, as well as with an additional flexible link, its ends rigidly fixed to the cone drum diametrically opposite to the ends of the axis of the flexible link and covering an additional roller, while on the side поверхности конусного барабана выполнены две дополнительные спиральные винтовые канавки с шагом, равным шагу винта, в которых смонтироваио дополнительное гибкое звено.°the surface of the tapered drum is made of two additional spiral helical grooves with a pitch equal to the pitch of the screw, in which an additional flexible link is mounted. ° 3.Пресс по п. 1, отличающийс  тем, что гибкое звено выполнено в виде каната.3. The press according to claim 1, characterized in that the flexible link is made in the form of a rope. 4.Пресс по п, 2, отличающийс  тем, что гибкое звено выполнено в виде клинового реми .4.Press according to claim 2, characterized in that the flexible link is made in the form of a wedge remi. 5.Пресс по п. 2, отличающийс  тем, что гибкое звеио выполнено в виде цепи.5. A press according to claim 2, characterized in that the flexible element is in the form of a chain. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Бочаров Ю. А. Винтовые прессы. М., «Машиностроеиие, 1976, с. 60-62.Sources of information taken into account during the examination 1. Yu. A. Bocharov. Screw presses. M., “Mashinostroyieiye, 1976, p. 60-62. гоgo (Puz 3(Puz 3 (Риг. if(Reg. If