3. Пресса

Техническая система пресса, схема которого представлена на рис.51, предназначена для реализации процесса прессования. В отличие от прокатки и волочения, которые являются непрерывными процессами, прессование требует наличие заднего свободного конца заготовки и, следовательно, является дискретным. Поэтому мощность, развиваемая источником энергии и потребляемая в очаге деформации, имеет нелинейный характер. Эта нелинейность наглядно выражена в циклограмме (рис.51), которая представляет собой закономерность изменения силы прессования (мощности) во времени.

F (N)

F_max

F_cp

F_min t

₁ ₂

₁ - время рабочего хода (F = F_max);

₂ - время холостого хода (F = F_min)

Рис.51. Циклограмма работы пресса

Необходимо ввести понятие средней силы (мощности) за цикл (₁ + ₂), которая существенно меньше, чем максимальное значение. Следует отметить, что в ранее рассматриваемых процессах прокатки и волочения такого представления мощности нет.

Характер циклограммы работы пресса в некоторой степени определяет характер технологического процесса прессования. На рис.52 представлена структурная схема прессования.

Следует учитывать тот факт, что при составлении этой схемы элемент 2 (канал передачи энергии от источника к потребителю) представлен дополнительным компонентом (2б) – устройством, отражающим циклограмму работы пресса. Его функция – накопление (аккумулирование) энергии в паузах между рабочими ходами.

2б

1 2 3

2а

4

Рис.52. Структурная схема процесса прессования

Исходя из вышеприведенного анализа, можно сделать вывод, что элементом 1 является электродвигатель с постоянной скоростью вращения вала (отсутствует связь I₄ – I₁). Отсутствие оперативного управления параметрами очага деформации предполагает нулевое значение уровня связи I₄ – I₃ .

Как видно из рис.8, при прессовании инструмент (ползун) осуществляет прямолинейное перемещение под действием силы прессования (рабочий ход) и обратное прямолинейное перемещение, т.е. осуществляет возвратно-поступательное движение. Движение первичного источника энергии вала электродвигателя – вращательное. Поэтому в энергетическом канале должно присутствовать устройство – преобразователь движения, преобразующее вращательное движение вала электродвигателя в возвратно-поступательное движение инструмента.

В зависимости от вида механизма, преобразующего вид движения, прессы (молоты) делятся на механические, гидравлические и пневматические.

3.1. Механические пресса (молоты)

Винтовые пресса

В прессах (молотах) этого типа преобразователем движения служит пара «винт – гайка» (рис. 53). Гайка винта расположена в поперечине и неподвижна. При этом винт 10, соединенный с маховиком 7, движется вверх – вниз, все время прижимаясь к фрикционным дискам 6, которые получают движение от электродвигателя М или электродвигателя – редуктора.

Рис.53. Общий вид (а) и кинематическая схема (б)

фрикционного винтового пресса:

1 - стол; 2 - станина; 3 - направляющие; 4 - электродвигатель;

5 – клиноременная передача; 6 – фрикционные диски; 7 – маховик;

8 – гайка; 9 – ползун; 10 – винт; 11 – рычажный механизм;

12 – переключатель; 13 – упор; 14 – отверстие для выталкивателя

При этом к маховику прижимается только один диск 2. Их горизонтальное перемещение изменяет состав фрикционной пары, а следовательно, направление движения маховика – винта. Переключение дисков происходит во время остановки маховика, в конце рабочего хода система укреплена 11, 12, 13.

В момент начала движения она минимальна, т.к. контакт маховика и диска происходит по окружности минимального диаметра. При дальнейшем вращении винта он ввинчивается в гайку и перемещает маховик вниз. При этом контакт происходит по окружностям все с большим и большим радиусом. При этом увеличивается скорость движения подвижных частей, а следовательно, их кинетическая энергия. Происходит аккумулирование энергии (на циклограмме это время холостого хода). Прессование начинается тогда, когда система получила максимальную энергию. Так как при прессовании при перемещении ползуна (во многих случаях) происходит значительное торможение, то маховик отсоединяется от диска, т.е. электродвигатель не участвует при дальнейшем прессовании. Тогда циклограмма работы пресса будет иметь следующий вид (рис.54). В идеальном случае площади фигур, отражающие работу [Вт · с], будут одинаковы.

47