RU2193970C2

RU2193970C2 - Screw press

Info

Publication number: RU2193970C2
Application number: RU2001103122/02A
Authority: RU
Inventors: Б.А. Степанов; В.А. Демин; В.С. Тимохин
Original assignee: Московский государственный индустриальный университет
Priority date: 2001-02-06
Filing date: 2001-02-06
Publication date: 2002-12-10

Abstract

FIELD: mechanical engineering, particularly, designs of presses with screw actuating mechanisms. SUBSTANCE: installed in bed guides is slide connected with non-self-braking mechanism in the form of nut and screw carrying working flywheel on its end. Driving flywheel in the form of ring is installed coaxially to working mechanism and connected to electric motor. Driving and working flywheels are engageable with each other by means of electromagnetic field set up by coils connected with DC source. Driving flywheel may be connected with electric motor by means of belt transmission. Coils may be installed on external side of working flywheel or on internal side of driving flywheel. EFFECT: simplified press design, prolonged service life of press, reduced friction losses. 4 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, а именно к конструкциям прессов с винтовым исполнительным механизмом. The invention relates to mechanical engineering, namely to the design of presses with a screw actuator.

Известен винтовой пресс, содержащий станину, в направляющих которой установлен ползун, связанный с несамотормозящимся механизмом, выполненным в виде гайки и винта, несущего на своем торце рабочий маховик, а также ведущий маховик, установленный соосно рабочему маховику с возможностью взаимодействия с ним, выполненный в виде кольца и соединенный с электродвигателем (SU 740527, 15.06.1980, В 30 В 1/18). Known screw press containing a bed, in the guides of which a slider is installed, connected with a non-self-locking mechanism made in the form of a nut and a screw carrying a working flywheel at its end, as well as a leading flywheel mounted coaxially to the working flywheel with the possibility of interaction with it, made in the form rings and connected to an electric motor (SU 740527, 06/15/1980, 30 V 1/18).

Известная конструкция пресса имеет следующие недостатки:
- фрикционная связь дисков с маховиком приводит к потерям на трение и износу контактирующих поверхностей;
- силовое взаимодействие дисков с маховиком приводит к перекосам винта и износу винтовой пары, а необходимость в нажимном устройстве усложняет конструкцию пресса;
- наличие крупногабаритных дисков увеличивает габаритные размеры пресса и его массу.The known design of the press has the following disadvantages:
- friction coupling of the disks with the flywheel leads to friction losses and wear of the contacting surfaces;
- force interaction of the disks with the flywheel leads to misalignment of the screw and wear of the screw pair, and the need for a pressing device complicates the design of the press;
- the presence of large disks increases the overall dimensions of the press and its mass.

Технической задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является упрощение конструкции пресса, повышение его долговечности и сокращение потерь на трение. The technical problem to which the claimed invention is directed is to simplify the design of the press, increase its durability and reduce friction losses.

Для решения поставленной задачи известный винтовой пресс, содержащий станину, в направляющих которой установлен ползун, связанный с несамотормозящимся механизмом, выполненным в виде гайки и винта, несущего на своем торце рабочий маховик, а также ведущий маховик, установленный соосно рабочему маховику с возможностью взаимодействия с ним, выполненный в виде кольца и соединенный с электродвигателем, согласно изобретению снабжен катушками, соединенными с источником постоянного тока, а ведущий и рабочий маховики установлены с возможностью взаимодействия между собой посредством электромагнитного поля, созданного упомянутыми катушками. To solve this problem, a well-known screw press containing a bed, in the guides of which there is a slider connected with a non-self-locking mechanism made in the form of a nut and a screw carrying a working flywheel at its end, as well as a leading flywheel installed coaxially with the working flywheel with the possibility of interaction with it made in the form of a ring and connected to an electric motor, according to the invention is equipped with coils connected to a direct current source, and the driving and working flywheels are installed with the possibility interaction with each other by means of an electromagnetic field created by said coils.

Кроме того, ведущий маховик соединен с электродвигателем посредством ременной передачи. In addition, the drive flywheel is connected to the electric motor via a belt drive.

Катушки установлены на внешней стороне рабочего маховика. Coils are mounted on the outside of the working flywheel.

Катушки установлены на внутренней стороне ведущего маховика. Coils are mounted on the inside of the drive flywheel.

Конструкция пресса поясняется чертежом, на котором изображен общий вид пресса в разрезе. Пресс содержит станину 1, в направляющих 2 которой установлен ползун 3 с закрепленной в нем гайкой 4. Последняя образует винтовую несамотормозящую винтовую пару с винтом 5, установленным посредством подпятника 6 в станине 1 с возможностью вращения. На верхнем конце винта 5 закреплен рабочий маховик 7, на ободе которого смонтированы катушки 8, питаемые током от источника постоянного тока (на чертеже не показан). Рабочий маховик 7 охватывает выполненный в виде кольца ведущий маховик 9, который образует ременную передачу 10 с электродвигателем 11. На станине 1 смонтированы цилиндры 13, питаемые сжатым воздухом или жидкостью под давлением, которые своими штоками взаимодействуют с ползуном 3. Рабочий маховик 7 взаимодействует с тормозом 14, установленным на станине 1. Рабочий маховик 7, катушки 8 и ведущий маховик 9 образуют электромагнитную муфту скольжения, назначение которой - передача электромагнитным полем вращающего момента от ведущего вала ведомому. The design of the press is illustrated in the drawing, which shows a General view of the press in section. The press contains a frame 1, in the guides 2 of which a slider 3 is installed with a nut 4 fixed therein. The latter forms a non-self-locking screw screw pair with a screw 5 mounted rotatably by a thrust bearing 6 in the frame 1. At the upper end of the screw 5, a working flywheel 7 is fixed, on the rim of which coils 8 are mounted, powered by a current from a direct current source (not shown in the drawing). The working flywheel 7 covers a drive flywheel 9 made in the form of a ring, which forms a belt drive 10 with an electric motor 11. On the frame 1, cylinders 13 are mounted, fed by compressed air or pressure liquid, which interact with the slider 3 by their rods. The working flywheel 7 interacts with the brake 14 mounted on the bed 1. The working flywheel 7, the coils 8 and the leading flywheel 9 form an electromagnetic slip clutch, the purpose of which is to transmit torque from the drive shaft by the electromagnetic field to the driven shaft.

Пресс работает следующим образом. В исходном состоянии ползун 3 находится в крайнем верхнем положении, рабочий маховик 7 заторможен тормозом 14, а ведущий маховик 9 вращается с заданной угловой скоростью от электродвигателя 12. При включении пресса тормоз 14 растормаживает рабочий маховик 7, а в катушки 8 подается постоянный ток, что вызывает магнитный поток. В результате электромагнитной индукции в рабочем маховике возникают вихревые токи, которые создают в свою очередь магнитный поток. Взаимодействие магнитных полей рабочего и ведущего маховиков вызывает появление вращающего момента. Необходимым условием возникновения вращающего момента является разница в скоростях вращения ведущего ω₁ и рабочего ω₂ маховиков или скольжения s = (ω₁-ω₂)/ω₁. Вращающий момент имеет наибольшее значение при скольжении s=1(ω₁ = 0) и уменьшается по мере уменьшения s. Под действием этого момента рабочий маховик 7 и винт 5 начинают вращаться, с винта 5 свинчивается гайка 4, и ползун 3 перемещается вниз. По мере перемещения ползуна 3 его скорость увеличивается, т. к. увеличивается угловая скорость рабочего маховика 7. Во время холостого хода приближения ползуна 3 происходит разгон рабочего маховика 7 (накопление кинетической энергии) за счет торможения ведущего маховика 9. При достижении заданной кинетической энергии рабочего маховика 7 катушки 8 обесточиваются, и дальнейшее перемещение ползуна 3 происходит по инерции. С момента соприкосновения верхнего штампа с заготовкой начинается рабочий ход ползуна 3, во время которого кинетическая энергия рабочего маховика 7 переходит в энергию пластического формоизменения заготовки. Рабочий ход заканчивается при полной остановке маховика 7. В этот момент включаются цилиндры 13, под воздействием которых ползун 3 перемещается вверх. При приближении ползуна 3 к крайнему верхнему положению срабатывает тормоз 14, который останавливает рабочий маховик 7 и фиксирует исходное положение ползуна 3. Электродвигатель 12 посредством ременной передачи 11 разгоняет ведущий маховик 9 до заданной угловой скорости. Цикл закончен.Press works as follows. In the initial state, the slider 3 is in its highest position, the working flywheel 7 is braked by the brake 14, and the leading flywheel 9 rotates at a given angular speed from the electric motor 12. When the press is turned on, the brake 14 brakes the working flywheel 7, and a direct current is supplied to the coils 8, which causes magnetic flux. As a result of electromagnetic induction, eddy currents occur in the working flywheel, which in turn create a magnetic flux. The interaction of the magnetic fields of the working and leading flywheels causes the appearance of torque. A necessary condition for the occurrence of torque is the difference in rotational speeds of the driving ω ₁ and operating ω _{2 of the} flywheel or slip s = (ω ₁ -ω ₂ ) / ω ₁ . The torque is of greatest importance when sliding s = 1 (ω ₁ = 0) and decreases with decreasing s. Under the influence of this moment, the working flywheel 7 and the screw 5 begin to rotate, the nut 4 is screwed from the screw 5, and the slider 3 moves down. As the slider 3 moves, its speed increases, because the angular speed of the working flywheel 7 increases. During the idle approach of the slider 3, the working flywheel 7 accelerates (accumulation of kinetic energy) by braking the leading flywheel 9. When the specified kinetic energy of the worker is reached the flywheel 7 of the coil 8 is de-energized, and the further movement of the slider 3 occurs by inertia. From the moment of contact of the upper stamp with the workpiece, the working stroke of the slider 3 begins, during which the kinetic energy of the working flywheel 7 passes into the energy of plastic forming of the workpiece. The working stroke ends when the flywheel 7 is completely stopped. At this moment, the cylinders 13 are turned on, under the influence of which the slider 3 moves up. When the slider 3 approaches the extreme upper position, the brake 14 is applied, which stops the working flywheel 7 and fixes the initial position of the slider 3. The electric motor 12 accelerates the drive flywheel 9 by a belt drive 11 to a given angular speed. The cycle is over.

Предлагаемый пресс отличается простотой конструкции, т.к. в нем отсутствуют лобовая фрикционная передачи, приводные диски и механизм нажатия дисков к маховику. В приводе пресса отсутствуют тяжелонагруженные детали и пары трения, приводящие к износу деталей. Пресс обладает простотой наладки и обслуживания. The proposed press is simple in design, because it lacks frontal friction gears, drive discs and a mechanism for pressing discs to the flywheel. In the press drive there are no heavily loaded parts and friction pairs leading to wear of the parts. The press is easy to set up and maintain.

Claims

1. A screw press containing a bed, in the guides of which a slider is installed, connected with a non-self-locking mechanism made in the form of a nut and a screw carrying a working flywheel at its end, as well as a leading flywheel mounted coaxially to the working flywheel with the possibility of interaction with it, made in in the form of a ring and connected to an electric motor, characterized in that it is equipped with coils connected to a direct current source, and the driving and working flywheels are installed with the possibility of interaction between each other by means of m electromagnetic field generated by said coils.

2. Press according to claim 1, characterized in that the drive flywheel is connected to the electric motor via a belt drive.

3. Press according to any one of paragraphs. 1 and 2, characterized in that the coils are installed on the outside of the working flywheel.

4. Press according to any one of paragraphs. 1 and 2, characterized in that the coils are installed on the inner side of the drive flywheel.