§ 112. Прессы вертикальные простого действия, закрытые, двухкривошипные и четырехкривошипные

Прессы с двухкривошипным и четырехкривошипным приво­дом ползуна отличаются большими размерами стола и ползуна и меньшей чувствительностью к перекосам при эксцентричной нагрузке, чем однокривошипные. Они предназначены для штам­повки (вырубки и вытяжки с применением пневматических по­душек) крупных деталей из листа.

Все узлы двухкривошипных и четырехкривошипных прессов однотипные. Во избежание перекоса ползуна в конструкции прессов предусматривают одновременную регулировку закрытой высоты у всех кривошипно-шатунных систем. Основные типы этих прессов следующие:

1) прессы с открытым приводом и коленчатым валом, распо­ложенным вдоль фронта-пресса: а) с литой (сварной) станиной (см. рис. 305) устарели, но еще эксплуатируются; б) со стани­ной колонного типа (рис. 306);

* Знаменатель в формуле (658) имеет большую величину, чем знаменатель в формуле (655), что видно из структуры формул. Кроме того, величина в в (658) больше, чем в формуле (655) (см. рис. 304 и 303). Числитель в этих формулах разнится меньше, чем знаменатель.

2) прессы с закрытым приводом: а) с коленчатыми валами, расположенными поперек фронта пресса (рис. 307), б) шестернезксцентриковые с дополнительным плунжерным направлени­ем; в) шестернеэксцентриковые с шатуннокривошипным меха­низмом в стойках пресса; г) эксцентриковые с закрытым приво­дом, расположенным в ползуне; д) с нижним закрытым приводом.

Современные четырехкривошипные прессы строят только с закрытым приводом, что уменьшает шум и обеспечивает усло­вия безопасности труда при возможных обрывах болтов крепле­ния крышек, шатунов и т. п.

Прессы двухкривошипные закрытые с открытым приводом. Двухкривошипные закрытые прессы с открытым приводом уста­рели, но еще применяются. Их изготовляют номинальным уси­лием от 0,3 до 32 Мн (30—3200 тс). Они имеют двухколенчатый вал 4 (рис. 305), расположенный вдоль фронта. Станина состо­ит из трех частей: стола 7, стойки 5, верхней траверсы 3, стяги­ваемых болтами 2 с предварительной их затяжкой, как указы­валось ранее. Стол, стойки и траверсу отливают из стали или из­готовляют сварными.

Привод прессов от индивидуального электродвигателя 1 вы­полняют одноступенчатым, двухступенчатым или трехступенча­тым в зависимости от размера пресса. Следовательно, имеются прессы быстроходные (одноступенчатые) и тихоходные (трех-

ступенчатые) с разной величиной хода; с большим ходом предназначают для вытяжных операций, для этого прессы снабжают пневматическими подушками.

Прессы с большим расстоянием между стойками и номи­нальным усилием более 4 Мн (400 тс) обычно имеют двусторон­ний привод коленчатого вала.Муфты включения у прессов усилием до 1,36 Мн (136 тс) жест­кие с двумя поворотными шпонками, а у больших прес­сов — пневматические фрикци­онные, устройства, уравнове­шивающие ползун, соответст­венно пружинные и пневмати­ческие. Чтобы избежать пов­торного (сдвоенного) удара под действием собственного веса системы подвижных час­тей пресса, если тормоз по ка­ким-либо причинам перестанет работать, подъемная сила уравновешивающих устройств должна быть достаточной, что­бы удержать ползун в верхнем положении.

Закрытую высоту прессов усилием до 2,3 Мн (230 тс) ре­гулируют вручную, а у прессов больше указанного тоннажа — специальным электродвигате­лем, установленным на пол­зуне.

Прессы закрытые, двухкри­вошипные с открытым приво­дом и со станиной колонного типа (см. рис. 306) имеют пе­реставную верхнюю траверсу 2 на колоннах 4 с упорной вин­товой нарезкой в верхней части. Колонны в средней своей части служат направляющими для ползуна 3 пресса. Гайки 1, фикси­рующие положение траверсы, вращаются синхронно от специ­ального электродвигателя. Такое устройство станины позволяет изменять закрытую высоту пресса в широких пределах и дает свободный доступ в рабочее (штамповое) пространство. Вместе с тем такие станины отличаются большей упругой деформацией, чем станины со стяжными болтами, что является существенным недостатком прессов с колоннами, и их в настоящее время не из­готовляют.

Прессы двухкривошипные закрытые с закрытым приводом. Прессы с двумя параллельно расположенными коленчатыми ва­лами, оси которых направлены поперек фронта пресса (см. рис. 307), строят усилием от 1,1 до 20 Мн (ПО до 2000 тс) (табл. 27). Коленчатые валы у них имеют взаимно противопо­ложное направление вращения, вследствие чего боковые усилия, передаваемые со стороны шатунов, взаимно поглощаются в пол­зуне и не передаются на направляющие, что является принци­пиальным преимуществом таких прессов по сравнению с прес­сами, имеющими коленчатый вал, расположенный вдоль фрон­та. Так же как и однокривошипные (см. рис. 299), они имеют двусторонний привод, с расположением больших шестерен не­посредственно на щеках коленчатого вала. В столе пресса вмон­тированы пневматические уравновешивающие цилиндры, штоки от поршней которых проходят внутри стоек пресса и работают на продольное сжатие. Эти прессы снабжены пневматическими подушками и особенно подходят по графику допускаемых уси­лий на ползуне для вытяжных работ. Муфты включения — фрик­ционные пневматические, спаренные с дисковым тормозом.

Прессы двухкривошипные с шестернеэксцентриковым приво­дом имеют конструкцию основных узлов такую же, как и у ана­логичных однокривошипных прессов (см. рис. 300). Плунжер­ная подвеска ползуна дает возможность создать герметическую полость в верхней головке (в траверсе) пресса, где размещает­ся, в масляной ванне, весь привод пресса. Вследствие этого обеспечивается почти бесшумная, плавная работа привода. Плунжерная подвеска ползуна у двухкривошипных прессов слу­жит для создания герметичности головки.

Большая -жесткость и прочность шестернеэксцентриковых валов позволяет строить их с расчетом на значительные уси­лия — до 45 Мн (4500 тс). Такие прессы с большим ходом (ти­хоходные) предназначены для вытяжных работ, а с меньшим ходом (быстроходные, табл. 28) используются в большей мере для вырубных работ. Этот тип прессов является одним из наи­более современных. Подобные прессы изготовляют также четырехкривошипными.

У двухкривошипных прессов (рис. 308) с шестернеэксцент­риковым приводом 3, расположенным в стойках станины, силы замыкаются в ползуне 9, стойках 4 и столе 11 пресса. Боковые усилия от шатунов 5 на ползун воспринимают направляющие. Ползун имеет значительно увеличенную базу направления из-за особой конструкции его привода. Закрытую высоту пресса регу­лируют специальным электродвигателем, установленным в ползуне 9 и приводящим во вращение через шестеренную переда­чу 8 одновременно два регулировочных винта 7 в гайках 6, пред­ставляющих одно целое с пятой шатунов 5. Муфта / и тормоз 2 пневматические фрикционные дисковые, принципиально такие же, как и у описанных ранее прессов. Смазка — насосами 10.

Рассмотренные прессы усилием более 4 Мы (400 тс) имеют значительную высоту над уровнем пола, так же как и четырехкривошипные (табл. 29). Высоту здания цеха определяют по наи­большей высоте установленного оборудования. Поэтому иногда приходится из-за одного пресса, имеющего большую высоту, все здание цеха поднимать до соответствующей отметки, хотя остальное оборудование не требует такого высокого помещения.

В связи с этим конструкторы разработали методы уменьшения строительной высоты мощных кривошипных прессов. Были по­строены два типа мощных кривошипных прессов, описание ко­торых дается далее.

Прессы двухкривошипные, шестерне-эксцентриковые с за­крытым приводом, расположенным в ползуне (рис, 309), строят с усилием от 1,5 до 30 Мн (150—3000 тс). Весь привод с элект­родвигателем и цилиндры пневматического уравновешивания вмонтированы в ползун. Это позволяет уменьшить строительную высоту пресса на 20—25% и снизить его вес. Электродвигатель,

установленный на ползуне, через клиноременную передачу при­водит во вращение маховик, свободно посаженный на приемном валу, на котором смонтирована также муфта включения с тор­мозом (на рис. 309 загорожены щитом).

Концы приемного вала за опорными подшипниками связаны соединительными муфтами с промежуточными эксцентриковы­ми валами, являющимися как бы продолжением приемного ва­ла. Каждый промежуточный эксцентриковый вал 4 имеет одну роликовую опору 3, находящуюся в ползуне, и другую — встро­енную в основной эксцентриковый вал 5. Вращение основного эксцентрикового вала осуществляется при помощи своеобразной зубчатой передачи от промежуточного эксцентрикового вала 4. На эксцентрик жестко посажены балансировочный контргруз 6 и. свободно (на бронзовых втулках) шестерня 8, состоящая из двух частей и имеющая два зубчатых венца. Зубчатый венец меньшего диаметра имеет тот же шаг, что и венец 2, жестко на шпонках посаженный на основной эксцентриковый вал 5. При вращении вала 4 после, включения муфты шестерня 8 своим вен­цом большего диаметра будет перекатываться по закрепленно­му в ползуне венцу 1 и вследствие разного числа зубьев у них возникнет вращательное движение соответственно передаточно­му числу. Одновременно венец меньшего диаметра будет, вра­щаясь, перекатываться по внутренним зубьям шестерни 2, что приведет к ее вращению, а вместе с ней и вал 5.

На консольном конце вала 5 на шпонке посажен эксцент­рик 7, а на нем — большая головка шатуна 9, связанного малой головкой с регулировочным винтом, проходящим через гайку, помещенную в столе пресса. При включении муфты эксцентрик 7 будет вращаться, и так как конец шатуна связан регулировоч­ным винтом со столом пресса, то шатун будет передвигать пол­зун сначала вниз, осуществляя рабочий ход, а затем вверх — обратный ход. Шатун и регулировочный винт при рабочем ходе работают на растяжение. Стойки пресса служат только для на­правления ползуна. Силы, развиваемые прессом при рабочем ходе, замыкаются в системе «стол — шатун — ползун».

Закрытую высоту пресса регулируют путем вращения гаек у регулировочных винтов. Вращение осуществляют синхронно при помощи трансмиссии и червячной передачи от специального электродвигателя.

В ползуне имеются два по диагонали расположенные ци­линдра пневматического уравновешивающего устройства. Шток у каждого поршня этого устройства закреплен в балке, прива­ренной к стойке пресса. Шток представляет собой трубу с проб­кой на конце, на котором насажен поршень. В пространстве между поршнем и верхней крышкой цилиндра через боковые сверления в штоке непрерывно действует сжатый воздух. В сто­ле пресса установлены пневматические подушки. Пресс в основ­ном предназначен для выполнения вытяжных работ.

Прессы двух- и четырехкривошипные с нижним закрытым приводом (рис. 310) выполняют с маховичным и безмаховичным приводом. В последнем случае применяют специальные электро­двигатели переменного тока с пониженным числом оборотов (360—600 об/мин). Такие прессы не имеют муфт включения. Каждый раз для выполнения рабочего хода включают электро-

двигатель. Хотя при безмаховичном приводе используется более мощный электродвигатель, работающий на пусковых моментах, но ввиду того, что при остановке пресса останавливается и эле­ктродвигатель, электроэнергия при паузах между рабочими ходами не потребляется, поэтому достигается даже некоторая экономия в расходе электроэнергии. Весь привод спрятан под сто­лом пресса, что, с одной стороны, позволяет значительно сокра­тить высоту пресса над уровнем пола (до 35% и более) и пони­зить центр тяжести пресса (повышается его устойчивость), но, с другой стороны, ухудшает условия ремонта привода, демон­тажа и т. п.

Электродвигатель при безмаховичном приводе можно вклю­ чать на прямой или обратный ход путем нажатия соответствую­ щей кнопки, что облегчает условия установки и наладки штам­ пов. Кроме того, можно получать различные скорости в процес­ се хода ползуна, что является важным условием при выполне­ нии глубокой вытяжки. После выключения электродвигатель останавливается колодочным тормозом, воздействующим на ротор. *

От электродвигателя через несколько ступеней зубчатой пе­редачи вращаются валы с эксцентриками 6 (см. рис. 310), свя­занными посредством шатунов 5 (всего четыре шатуна по углам пресса) с тягами. Тяги состоят из трубы 4, имеющей в верхней части упорную винтовую нарезку, проходящую через гайку 2, которая может вращаться в ползуне, но не может передвигать­ся в нем поступательно. В нижней (гладкой) части труба имеет направление в столе пресса. Внутри трубы проходит стержень 3 тяги, имеющей в нижней части вилку для соединения с ма­лой головкой шатуна. Труба затянута на стержне между вил­кой и гайкой /, навинченной на конец стержня и закреплен­ной на нем от самопроизвольного отвинчивания при помощи шпильки.

Закрытую высоту пресса регулируют путем синхронного вра­щения в ту или иную сторону гаек 2, находящихся в ползуне. Гайки вращаются специальным электродвигателем, установленным на ползуне пресса. Для уменьшения закрытой высоты гайки навинчивают на винтовую нарезку тяг, а для увеличения — свинчивают.

Направляющие для ползуна, расположенные с фасадной стороны, регулируют при помощи продольного клина 7. При регу­лировке направляющих необходимо следить, чтобы не изгибалась ось тяг (трубы 4). Стойки пресса разгружены от передачи усилий, развиваемых на ползуне. Пресс в силовом отношении замкнут в системе «стол — тяги — ползун».

Четырехкривошипные прессы независимо от конструкции в меньшей степени подвержены перекосам лобовой плоскости пол­зуна по отношению к плоскости стола, чем прессы двухкривошипные и тем более однокривошипные.

У прессов с верхним приводом внутренний ползун передви­гается шатуном от коленчатого вала, а наружный 8 (рис. 322, а) — при помощи двух кулачков 4, расположенных на коленчатом валу 3 с боков колена. По поверхности кулач­ков 4 сверху и снизу катятся ролики 2 и 10, оси которых закреп­лены в траверсах 1 и 6, связанных четырьмя стяжными болта­ми 5 в отдельную раму, к которой на четырех винтах 11 подвеши­вают наружный ползун 8. Положение этого ползуна закрепляют

на винтах 11 гайками 12 и 13, расположенными в прили­вах 7 наружного ползуна 8. Рама несколько иного вида (см. рис. 322, б) жестко притянута болтами к наружному ползуну. В первом случае (см. рис. 322, а), кроме направления наружно­го ползуна, направляют еще и стяжные болты 5 рамы при по­мощи специальных перекладин 9, соединяющих стойки пресса. Во втором случае (см. рис. 322, б) — вся система имеет только направляющие у наружного ползуна. Муфта включения у прес­сов номинальным усилием до 0,8 Мн (80 тс) имеет две поворачи­вающихся шпонки, а у больших прессов — фрикционная.

У пресса с нижним приводом (рис 323) наружный ползун 7 в процессе работы остается неподвижным, но его положение можно изменять. При помощи маховика 2 через червячную пе­редачу 13 и втулку 12 с зубчатым венцом можно одновременно

вращать гайки 11 и этим поднимать или опускать винты 1, а с ними и наружный ползун. 7, находящийся в направляющих сто­ек 16. Прижим осуществляют, поднимая стол 8 при помощи ку­лаков 10 и закрепленных в столе 8 роликов 19. Кулаки 10 поса­жены на коренном валу 9, который приводится во вращение с двух сторон при помощи зубчатых колес 20. На этих колесах

находятся кривошипные пальцы 18, связанные шатунами 17 с поперечиной 3. Средняя часть этой поперечины сильно развита, и в ней помещается гайка 15 с зубчатым венцом 14, которые от маховика 4 при помощи конической передачи могут вращаться в ту или иную сторону. При вращении в гайку 15 входит (или выходит) винт 5, закрепленный во внутреннем ползуне 6. Таким образом можно изменять положение внутреннего ползуна. При вращении коренного вала 9 кулаки 10 поднимают стол и прижи­мают заготовку к наружному ползуну 7. Кривошипы 18 пере­двигают поперечину 3, а с нею — и внутренний ползун 6, осуще-

ствляя требуемый цикл для выполнения вытяжной операция в соответствии с графиком, показанным на рис. 320.

К недостаткам прессов с кулачковым приводом следует от­нести быстрый по сравнению с другими элементами пресса из­нос рабочей поверхности кулаков, соприкасающихся с ролика­ми. На этой поверхности получаются вмятины, что приводит к неровному ходу процесса прижима заготовки.

Кривошипно-коленорычажные прессы двой­ного действия применяют для особенно глубокой вытяжка и крупных деталей. Эти прессы имеют закрытую станину. Строят их усилием до 23 Мн (2300 тс). Привод внутреннего ползуна осуществляется от кривошипно-шатунного механизма, а наруж­ного— при помощи коленорычажного механизма» приводимого в движение от кривошипного вала. Коленорычажные системы очень разнообразны. Из них можно выделить дне основные схе­мы привода наружного ползуна: с боковым ползуном и без бако­вого ползуна.

При наличии бокового ползуна наружный ползун подвеши­вают в четырех точках. Боковой ползун 3 (рис 324) приводится в движение от кривошипа 1, имеющегося на конце коленчатого вала. При крайнем верхнем положении кривошипа 1 боковой ползун 3, находящийся в боковых направляющих 11 стойки пресса, также занимает крайнее верхнее положение и при помо­щи звеньев устанавливает вертикально рычаги 4,. жестко закреп­ленные на двух валах 5, параллельных коленчатому валу. На валах 5 жестко закреплено по два рычага 6, соединенных ша­тунами 7 с регулировочными винтами 8. При помощи гаек 9 можно отрегулировать необходимое нижнее положение наруж­ного ползуна 10 относительно стола пресса.

Как следует из рас. 324, б, крайнему верхнему положению кривошипа 1 и бокового ползуна 3 соответствует крайнее ниж­нее положение наружного (прижимного) ползуна 10. Наоборот, при крайнем нижнем положении кривошипа 1 и бокового ползу­на 3 (рис. 324, в) наружный ползун 10 поднимается до своего крайнего верхнего положения. В этот момент вследствие опере­жения колено 2 коренного вала не дойдет до своего крайнего верхнего положения на угод с_оп. В соответствии с этим внут­ренний ползун 12 также не будет поднят до крайнего верхнего положения. Выстаивание наружного ползуна в крайнем нижнем положении происходит за счет прохождения звеньями механиз­ма пути вблизи нейтральных положений шарниров, когда пере­движение шарниров практически не вызывает перемещения на­ружного ползуна и поглощается упругими деформациями систе­мы звеньев привода. Но, несмотря на это, сила прижима наружного ползуна все же будет несколько пульсировать.