Оборудование и оснастка для формования металлических порошков
..pdfстержня; 20 – нижний упор центрального стержня; 21 – регулируемый упор нижнего положения выталкивателя; 22 – фрикционная муфта; 23 – блок-манометр; 24 – масляный карман; 25 – цилиндры принудительного увода матрицы; 26 – болты, регулирующие длину хода принудительного увода матрицы; 27 – матрица; 28 – пуансон нижний; 29 – клин регулировки высотного положения нижнего пуансона; 30 – механизм регулировки высоты камеры засыпки; 31 – верхний упор центрального стержня; 32 – пружина возврата питателя в рабочую зону; 33 – кулак вывода питателя из рабочей зоны; 34 – механизм регулировки верхнего положения центрального стержня; 35 – коробка передач; 36 – шкиф тормоза пресса; 37 – пружина-натяжитель ленты
тормоза пресса; 38 – воздушный цилиндр тормоза пресса
что позволяет осуществить схему двухстороннего прессования. Нижняя плита пресс-блока крепится к корпусу выталкивателя, располагающемуся в нижней части корпуса пресса.
Выталкиватель совершает возвратно-поступательные движения вверх-вниз. При движении вверх выталкиватель выталкивает прессовку из матрицы. Привод выталкивателя осуществляется от двухплечего рычага, опирающегося на кулак, закрепленный на главном валу пресса. Движение выталкивателя вниз обеспечивают собственный вес и воздушный цилиндр направленного одностороннего действия.
Засыпка порошка в полость матрицы производится с помощью питателя, получающего движение через систему рычагов от кулака на левом конце главного вала пресса. В рабочую зону питатель движется за счет энергии сжатой пружины, а из рабочей зоны – за счет поворота кулака.
Контроль за усилием прессования осуществляет блокманометр, показывающий величину давления масла в гидроподушке пресса. Блок-манометр, контролируя усилие формования, одновременно защищает пресс от перегрузки. При превышении заданного усилия прессования блок-манометр выключает электродвигатель и останавливает пресс.
Для удобства регулирования параметров прессовки пресс имеет возможность регулирования высоты и веса изделия.
51
elib.pstu.ru
Пресс-автомат К 8130 включает следующие узлы: пневмофрикционную муфту, коробку передач, тормоз, главный привод, верхнюю прессующую головку, упор выталкивателя, верхний и нижний упоры центрального стержня, блок прессующий, пневматическую и гидравлическую системы пресса.
Устройство и принцип работы этих узлов приведены ниже.
Перечень органов управления:
–кнопка «Привод» (пуск главного привода);
–переключатель режима работы (наладка, ручной проворот, работа);
–регулировка высотного положения верхнего пуансона;
–регулировка высотного положения нижнего пуансона;
–регулировка высотного положения верхнего упора центрального стержня;
–регулировка высотного положения нижнего упора центрального стержня;
–регулировка давления масла в гидроподушке пресса;
–выбор числа ходов пресса в минуту.
Контрольные приборы:
–манометр-указатель усилия автомата;
–манометр давления масла в смазочной системе;
–манометр давления воздуха в цеховой сети;
–лампа сигнальная «Сеть»;
–лампа сигнальная «Нет смазки»;
–лампа сигнальная «Нет воздуха»;
–лампа сигнальная «Привод»;
–счетчик изделий.
2.2.3. Пневмофрикционная муфта
Пневмофрикционная муфта предназначена для останова движения пресса без выключения электродвигателя. Устройство и принцип работы пневмофрикционной муфты показаны на рис. 22.
52
elib.pstu.ru
Рис. 22. Пневмофрикционная муфта пресса К 8130: 1 – шкив-корпус пневмофрикционной муфты; 2 – чугунные диски; 3 – стальной диск с фрикционными накладками; 4 – крышка воздушной камеры; 5 – диафрагма из прорезиненной ткани; 6 – вращающийся подвод сжатого воздуха; 7 – первичный вал коробки передач; 8 – воздушная камера
При подаче сжатого воздуха по воздухопроводу 6 сжатый воздух попадает в воздушную камеру 8 и оказывает давление на диафрагму 5. Под давлением диафрагмы чугунные диски 2 сближаются и защемляют стальной диск 3. Чугунные диски 2 с помощью шлицев сцеплены со шкивом, а стальной диск 3 находится в шлицевом зацеплении с валом 7. В результате защемления дисков вращающий момент со шкива 1 передается на вал 7. Величина вращающего момента определяется силами трения между дисками, которые, в свою очередь, определяются давлением сжатого воздуха.
При сбросе давления воздуха фрикционные диски расходятся и передача вращения прекращается. Фрикционная муфта включается в работу при задании режимов «Наладка», «Работа» и выключается при нажатии кнопки «Стоп».
53
elib.pstu.ru
2.2.4. Коробка передач
Коробка передач предназначена для регулирования числа ходов пресса в минуту. Число ходов пресса в единицу времени определяет его производительность и зависит от конфигурации формуемых изделий. Чем больше протяженность изделия по высоте, тем большее количество порошка засыпается в прессформу, тем больший промежуток времени уходит на операцию засыпки. Поэтому с увеличением высоты формуемых изделий число ходов пресса в единицу времени уменьшается. Время засыпки удлиняет также наличие узких стенок в изделиях и низкая текучесть шихты.
Принцип работы коробки передач показан на рис. 23. Движение от пневмофрикционной муфты передается на
вал 1, на котором скользит блок кулачковой муфты, являющийся одновременно шестерней зубчатой пары 10. В зависимости от положения блок-шестерни вращение на вал 2 может передаваться тремя путями: первым – через зубчатую пару 10, вторым – через зубчатую пару 9 и третьим – через зубчатую пару 11. Зубчатые пары 9 или 11 вступают в работу при смещении блокшестерни влево или вправо до зацепления кулачковых муфт соответственно.
Вращение с вала 2 на вал 3 передается через зубчатые пары 12 и 13. Зубчатые пары вступают в работу поочередно при условии зацепления с центральным блоком кулачковой муфты, скользящей по валу 3 и сдвигаемой при переключении влево или вправо.
Вращение с вала 3 на вал 4 передается через прямозубую зубчатую пару, находящуюся в зацеплении постоянно. Таким образом, вал 4 получает 6 скоростей вращения. Вал 4 является промежуточным, с него вращение через две косозубые зубчатые пары передается на вал 5, являющимся главным валом прессавтомата, на котором сосредоточены все кулаки привода.
54
elib.pstu.ru
Рис. 23. Коробка передач пресс-автомата К 8130: 1 – первичный вал коробки передач; 2, 3 – промежуточные валы коробки передач; 4 – выходной вал коробки передач; 5 – главный вал пресса; 6 – кривошип главного привода; 7 – кулак привода выталкивателя; 8 – шатун; 9, 10, 11 – зубчатые пары передачи вращения с вала 1 на вал 2; 12, 13 – зубчатые пары передачи вращения с вала 2 на вал 3; 14 – косозубая пара передачи вращения с вала 4 на вал 5; 15 – кулак привода питателя; 16 – кулаки привода командо-аппарата; 17 – кулачковая муфта;
18 – шкив тормоза; 19 – воздушный цилиндр тормоза
Косозубое зацепление уменьшает шум и придает плавность работе пресса. Переключение скоростей проводят на выключенном прессе с помощью специальных рычагов, расположенных на задней панели пресса. Рычаг, управляющий нижним блоком кулачковой муфты, фиксируется в трех позициях, рычаг, управляющий верхним блоком – в двух позициях. На табличке, закрепленной на прессе, указано число оборотов, соответствующее каждой позиции рычагов.
55
elib.pstu.ru
2.2.5. Тормоз пресса
Устройство и принцип работы тормоза приведены на рис. 24.
Механический пресс-автомат оборудован тормозом, который позволяет быстро остановить движение пресса. Быстрый останов пресса необходим для безопасных условий труда в случае поломки, а также при работе пресса в режиме «Наладка», когда движение должно закончится после цикла освобождения прессовки. Такой режим позволяет формовать изделия сложной конфигурации, не допускающей автоматического съема пресссовок.
Рис. 24. Тормоз пресс-автомата К 8130: 1 – стальная лента; 2 – фрикционная накладка; 3 – маховик; 4 – штырь крепления ленты к корпусу пресса; 5 – пружина; 6 – поршень воздушного цилиндра
В нерабочем положении при отсутствии в сети сжатого воздуха пружина 5 тянет стальную ленту 1, плотно прижимая фрикционную накладку 2 к поверхности шкива 3. Пресс находится в заторможенном состоянии. При подаче сжатого воздуха в цилиндр поршень 6 сжимает пружину 5 и освобождает шкив, пресс можно включать в работу.
При экстренном останове пресса сжатый воздух выпускается из цилиндра, и пружина вновь натягивает ленту. Силы трения
56
elib.pstu.ru
увлекают ленту за шкивом, в результате давление со стороны ленты на шкив возрастает и эффект торможения увеличивается.
По мере износа фрикционной накладки лента периодически подтягивается за счет резьбовой пары винт – гайка.
2.2.6. Главный привод пресса
Устройство и принцип работы главного привода пресса показаны на рис. 25. На пресс-автомате главный привод обеспечивает движение верхней прессующей головки, которая с помощью закрепленного на ней верхнего пуансона осуществляет процесс прессования изделий.
Рис. 25. Главный привод пресс-автомата К 8130: 1 – верхняя пресссующая головка; 2 – колонки крепления верхней прессующей головки; 3 – ползушка; 4 – шатун; 5 – косозубое колесо; 6 – эксцентрик
Ход верхней прессующей головки строго регламентирован и составляет 265 мм. Верхний пуансон перемещается вниз и обратно также строго на эту длину, чем достигается размерная
57
elib.pstu.ru
точность изделий. Нижний торец верхнего пуансона относительно верхней прессующей головки можно опускать на длину до 40 мм.
Главный вал пресса и шатуны вращаются на подшипниках скольжения, в которые по встроенным трубопроводам под давлением подается смазка.
2.2.7. Верхняя прессующая головка
Верхняя прессующая головка получает движение от главного привода пресса через четыре колонки. В работе пресса она выполняет следующие функции: осуществляет прессующие движения, контролирует усилие прессования и защищает пресс от перегрузки, регулирует высотное положение верхнего пуансона, уравновешивает собственный вес, при необходимости принудительно уводит матрицу.
Устройство верхней прессующей головки и принцип работы ее узлов представлены на рис. 26.
Функцию прессования в пресс-автомате выполняет верхний пуансон, вмонтированный в верхнюю плиту пресс-блока. Верхняя плита пресс-блока через промежуточный фланец крепится к винту 8 верхней прессующей головки. Таким образом, при движении головки вниз происходит уплотнение верхним пуансоном порошка, засыпанного в матрицу.
Высота изделия определяется расстоянием между верхним и нижним пуансонами по достижении верхним пуансоном нижней мертвой точки. Чтобы изменить высоту изделия, следует опустить или приподнять верхний пуансон относительно верхней прессующей головки. Это можно осуществить, вращая червяк 6, находящийся в зацеплении с колесом 15. При повороте колеса за счет внутренней резьбовой пары винт 8 может менять высотное положение в пределах 40 мм. Регулирование высоты изделий в большем диапазоне достигается за счет подбора промежуточных плит и проектированием длин верхнего и нижнего пуансонов.
58
elib.pstu.ru
Рис. 26. Верхняя прессующая головка пресс-автомата К 8130: 1 – блокманометр; 2 – гидравлическая подушка; 3 – ручной насос подкачки масла; 4 – вентиль; 5 – гидравлический цилиндр принудительного увода матрицы; 6 – червяк механизма регулировки высотного положения верхнего пуансона; 7 – воздушный цилиндр – уравновешиватель верхней прессующей головки; 8 – винт; 9 – цилиндр; 10 – литой корпус верхней прессующей головки; 11 – винт регулировки усилия принудительного увода матрицы; 12 – манометр, регистрирующий усилие принудительного увода матрицы; 13 – плунжер; 14 – промежуточная втулка;
15 – червячное колесо с внутренней резьбой
Усилие прессования от верхнего пуансона передается на винт 8 и далее через червячное колесо 15 и промежуточную втулку 14 на плунжер 13. Плунжер имеет резиновую манжету и плотно входит в цилиндр, в котором находится масло. Под усилием плунжера масло сжимается, в результате повышается его давление, которое измеряется блок-манометром 2. Контролируя положение стрелки манометра, можно с определенной точностью оценить усилие прессования. Цена деления манометра в переводе на усилие прессования указывается в табличке, которая закреплена на передней панели прессующей головки.
Защита пресса от перегрузки происходит по следующей схеме. В гидравлическую подушку 2 с помощью ручного насо-
59
elib.pstu.ru
са 3 закачивается масло до давления, соответствующего усилию прессования изделия.
На это усилие настраивается контрольная стрелка блокманометра. Если в процессе работы подвижная стрелка манометра, показывающая текущее давление, превысит расчетное, то она коснется контрольной и разомкнет электрическую цепь, управляющую питанием электродвигателя пресса.
Электродвигатель обесточивается, и пресс останавливается. Защита пресса от перегрузки в основном преследует цель защитить от поломки прессующий пресс-инструмент.
Уравновешивание веса верхней прессующей головки осуществляется с помощью двух воздушных цилиндров 7. Наличие воздушных цилиндров позволяет создать за счет сжатого воздуха подпор верхней прессующей головке при ее движении вниз. Это уравновешивает вес прессующей головки, и он уже не входит составляющей в усилие прессования.
Принудительный увод матрицы можно осуществить с помощью двух гидравлических цилиндров 5. Плунжеры гидравлических цилиндров при движении верхней прессующей головки вниз упираются в головки болтов, ввернутых в колонки прессблока, принуждая их к совместному движению. Поскольку плита матрицы жестко связана с колонками пресс-блока, она также начинает движение вниз.
Принудительное движение матрицы вниз может быть использовано в нескольких случаях. Одним из них является наличие разноплотности формуемого изделия. Принудительно двигая матрицу вниз, можно повысить плотность нижней части прессовки, увеличивая давление прессования со стороны нижнего пуансона. Вторая причина может быть связана с перераспределением порошка при формовании изделий, имеющих переменное сечение по высоте, например с боковой конусностью.
Если необходимости в принудительном уводе нет, его можно исключить, ввернув болты до упора в колонки прессблока. Точно так же с помощью вкручивания и выкручивания
60
elib.pstu.ru