SU1418064A1 - Устройство дл измерени отклонени перемещени ползуна вертикальной прессовой установки - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к кузнеч- но-прессовому машиностроению, в частности к конструкции устройств дл  измерени  отклонени  перемещени  пол .зука вертикальных прессовых установок . Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени  благодар  выполнению соответствующим образом блоков нагружени  ползуна, регистраци  упругих колебаний деталей установки , контроль положени  ползуна и измерение его хода. При ходе ползуна пресса вниз, жестко соединенна  с ним верхн   плита 1 контактирует со сферической поверхностью пуансона. Последний производит технологическую операцию, самоустанавливась ,в матрице относительно верхней плиты 1. При перекосе ползуна, а соответственно, и верхней плиты 1, колонки 6 воздействуют на шариковые направл кнцие 7, а последние - на втулку 11, смеща  ее в горизонтальной плоскости и поворачива  на угол перекоса ползуна. Втулка 11 в свою очередь воздействует на измерительные штифты 14, а последние - на регистрирующие элементы 12. 6 ип. ,f i (Л 4ib 00 О О) 4

Description

1

Изобретение относитс  к кузнечно- прессовому машгаюстроениго, в частности к конструкции устройств дл  измерени  отклонени  перемещени  ползуна вертикальной прессовой установки.

Цель изобретени  повышение точности .

На фиг. 1 показано устройство, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиго 3 - блок контрол  положени  ползуна в момент наладки перед началом измерени , на фиг 4

разрез Б-Б на фит, 2; на фтсг 5 - вид В на фиг„ 2; на фиг, 6 - схема измерени  отклонени  перемещени  ползуна ,

Прессова  установка в которой примен етс  устройство дл  измерени 

5

помощью гайки 17. В процессе наладки блока контрол  положени  ползуна на втулке 1 устанавливаютс  фиксирующие полукольца 18„

Блок регистрации упругих колебаний деталей прессовой установки выполнен (фиг,4) в В1ще кронштейна 19, смонтированного в нем датчика в виде упругой планки 20, а также установленного в кронштейне 19 и подпружиненного пружиной 21 относительно него штока 22 с размещенными на нем последовательно немагнитной 23 и магнитной 24 шайбами.

Блок нагружени  (фиг.1 вьтолнен в виде соедшченной пуансоном 5 шайбы 25 со стержнем 26, подпружиненными пружинами 27 относительно-вход 

отклонени  перемещени  ползуна, вклю- 20 щего в этот блок съемника 28.

чает штамп с верхней и нижней 2 плитами Нижн   плита 2 установлена на столе (не показан , -а верхнй  плита .1 посредством хвостовика 3 соединена с ползуном 4 жит пуансон 5.

Устройство содержит блоки нагруже- ни , регистрации упругих колебаний деталей установки, контрол  положени  ползуна 4, а также опору под

Опора под блок нагружени  выполнена (фиг.2) в виде смонтированных одна на другой цилиндрических пластин 29 и 30 с обращенными друг к Штамп также содер- 25 другу сферическими поверхност ми в

каждой из пластин 29 и 30.

В нижней плите 2 выполнено окно 31 диаметром, равным наружному диаметру пластин 29 и 30 и суммарной ве 30 наибольшего смещени  луансона 5 относительно продольной оси установки .

блок нагружени „

Блок контрол  положени  ползуна 4 выполнен (фиг.З) в виде смонтированной в верхней плите 1 колонки 6 с шариковыми нaпpaвл ющliми 7, установленного на нижней плите 2 корпуса 8 со ступенчатым центральным отверстием , размещенного в большем отверстии ступени кольца ; 9 со сферической вогнутой поверхностью, установленного между кольцом 9 и корпусом 8 подшипника 0, смонтированного на кольце 9 и в малом отверстии ступени корпуса 8 с охватом шарш( направл ющих 7 втул1 и 1 со сферической выпуклой поверхностью по форме упом нутой поверхности кольца 9, регистрирующих элементов 12, а также размещенных в корпусе 8 вдоль него и подпружиненных пружинами 13 измерительных штифтов I 4 с взаш-гно перпендикул рным расположением в каждой паре,

На торце втулки 1i установлен упругий элемент 15, предназначенный Дл см гчени  контакта втулки 1 1 с крьси- кой 16 при обратном ходе ползуна.

Усилие пружины П и,следовательно положение пп ифта 4 рет улируютс  с

5

0

,

каждой из пластин 29 и 30.

В нижней плите 2 выполнено окно 31 диаметром, равным наружному диаметру пластин 29 и 30 и суммарной ве- 0 наибольшего смещени  луансона 5 относительно продольной оси установки .

Пластины 29 и 30 смонтированы на столе в упом нутом окне 31 нижней плиты 2.

На пластине 29 установлена матрица 32 с провальным отверстием 33.

Блок измерени  хода ползуна А содержит (фиго5 стойку 34, прикреплен-. ную винтами 35 к нижней плите 2, ос- ,нование 36, соединенное винтами 37 с верхней плитой 1, и упругую пластину 38, Последн   представл ет собой балочку равного сопротивлени , на 5 которую наклеены тензодатчики (не показаны/ . Один конец упругой пластины 38 находитс  в контакте со скосом на стойке 34, а второй прикреплен с помошью планки 39 и винтов 40 к основанию 36. Сила прижати  упругой пластины 38 к скосу на стойке 34 регулируетс  за счет смещени  основани  36 или установки прокладок (не показаны) между планкой 39 и основанием 36.

Устройство работает следующим образом .

Перед начс лом проведени  измерений между крышкой 16 и втулкой 11 .ещают фнксируицие полукольца 18,

0

которые способствуют установке втулки 11 в среднее исходное положение Это положение  вл етс  исходным при регистрации ее горизонтального -и углового смещений. Далее полукольца 18 удал ют и включают ползун 4 пресса на рабочий ход.

При ходе ползуна 4 пресса вниз жестко соединенна  с ним верхн   плита 1 контактирует со сферической поверхностью пуансона 5. Последний, направл емый съемником 28, сжимает пружины 27 и производит вырубку заготовки . При этом пуансон 5 и матрица 32, св занна  с пластиной 29, самоустанавливаютс , поворачива сь на определенный угол относительно верхней плиты 1 и пластины 30, практически не вли   на погрешности перемещени  ползуна. Перекос ползуна 4, обусловленный геометрическими погрешност ми изготовлени  и сборки пресса , увеличенными зазорами за счет износа и тепловой деформации направл ющих ползуна, а также упругой деформацией деталей установки под нагрузкой , полностью передаетс  верхней плите 1, в которой неподвижно закреплены колонки 6. Последние, двига сь вниз, воздействуют через .шариковые направл ющие 7 на втулку 11, неподвижную в продольном направлении , смеща  ее в горизонтальной плоскости и поворачива  на угол, равный углу перекоса ползуна 4.

Эти горизонтальные и угловые смещени  втулки 11, соответствующие погрешност м положени  ползуна в пространстве при его холостом и рабочем ходе, привод т к перемещению измерительных штифтов 14. Последние деформируют регистрирующие элементы 12, на которых наклеены тензодатчики (не показаны). Преобразование электрических сигналов от тензодатчиков и их регистраци  производитс  с помощью любой стандартной тензометри- ческой аппаратуры.

Блок контрол  положени  ползуна производит измерение и регистрацию смещений последнего в горизонтальной плоскости, а также угла его перекоса по разности показаний вертикально расположенных на рассто нии 1 друг от друга измерительных штифтов 14. Дл  надежности контакта штифтов 14 с боковой поверхностью втулки 11 примен етс  гайка 17, обеспечивающа  регулируемый поджим штифта к втулке 11 даже при большой частоте упругих колебаний ползуна в момент

резкого приложени  или сн ти  нагрузки . Высокой точности измерени  также способствует.отсутствие продольного перемещени  втулки 11 относительно измерительных штифтов 14 и

расположение последних во взаимно перпендикул рных направлени х. Установка на нижней плите 2 двух измери- тельньк блоков контрол  положени  ползуна со штифтами 14, размещенных

противоположно друг другу, дает возможность регистрировать линейные и угловые смещени  и колебани  ползуна установки как в статике, так и в динамике. Например, если в одном

из блоков контрол  штифты 14 даже при значительно сжатых пружинах 13 не успевают прижатьс  к быстро удал ющейс  от них боковой поверхности втулки 11, совершающей вместе с ползуном колебани  с большой частотой, то противоположно.расположенные штифты в другом блоке регистрируют смещение в их сторону.

Наложение двух осциллограмм, полученных с помощью двух противоположно установленных регистрирующих элементов 12 друг на друга, позвол ет получить все параметры колебательного процесса ползуна в данной плоскости.

Рассто ние 1 между измерительными штифтами 14 определ етс  следующим образоМо

При ходе ползуна 4 вниз (фиг.б) угол ср его перекоса в направл ющих

равен

2Z

L

2Z

H costf

где Z - величина одностороннего за 45 зора в направл ющих;

L - длина опорной части направл ющих;

Н - высота ползуна. Угол ц может быть измерен с по- 50 мощью двух измерительных штифтов 14, расположенных по вертикали один над другим в блоке контрол  положени 

ползуна

555

tgtf

Лг:;.й;

Г-

где Д( - перемещение верхнего измерительного штифта при перекосе ползуна;

5

uj - перемещение нижнего измерительного штифта при перекосе ползуна;

о разность между перемещени ми верхнего и нижнего штифтов , характеризующа  угол перекоса ползуна. Приравн в правые, части этих двух уравнений, получим выражение дл  определени  рассто ни  1 между двум  измерительными штифтами 14, установленными по вертикали один над другим

S 1 - H.cosCf .

Из этого вьфажени  следует, что с уменьшением угла ( перекоса ползуна и увеличением его высоты Н, при определенной разности S между перемещени ми двух измерительных штифтов 1А, которую МО7ШО измерить с помощью имеющихс  регистрирующих элементов (датчиков, индикаторов и т.п.) рассто ние между измерительными штифтами возрастает. Следовательно, дл  повышени  точности измерени  угла перекоса ползуна рассто ние 1 между штифтами 14 (фиГоЗ), расположенными в блоке контрол  положени  ползуна по вертикали один над другим, должно быть максимально возможным.

Учитыва , что

Sln(f

2Z

-R2Z

и ввиду малости угла наклона ползуна к направл ющим тангенс и синус угла наклона примерно равны, соотношение между рассто нием и высотой ползуна Н имеет вид

1 Г н

Так как величина 5 зависит от точности регистрирунмцих и тарирук дих устройств, определ емой в первом приближении ценой делени  имеющихс  измерительных средств, а максимальна величина сумматорного зазора 2Z в направл ющих находитс  по нормам точности :на отечественные прессовые установки при проверке на отклонение от перпендикул рности хода ползуна к поверхности стола, наибольшее значение вьгшеприведенного соотношени  равно

i 1 О

Н77

п - --// н

6А6

где о макс 0,0 мм - цена делени  индикатора часового типа по

ГОСТу;

,01 мм - величрша суммарного зазора между ползунрм и направл ющими

однокривошипных

открытых прессов усилием менее 0,16 МН по ГОСТу,

а наименьшее равно

1

н

где 5,„ 0,001 мм - цена делени  многооборотного

индикатора часового типа по ГОСТу;

|р- 0,0025,

пл с

,4 мм - величина суммарного зазора между ползуном и направл ющими двухкривошипиых закрытых прессов усилием более 16 МН по ГОСТу.

Такую же максимальную величину суммарного зазора между ползуном и направл ющими имеют четырехкривошип- ные закрытые листоштамповочные прессы с величиной хода более 0,71 м по ГОСТу.

Таким образом, отношение рассто - и  1 между измерительными штифтами 14 в предлагаемом устройстве к высоте ползуна Н листоштамповочных кривошипных прессов находитс  в предеах -i- 0,0025 - 1,0. п

Смещение Л, верхнего измерителього штифра 14 при перекосе ползуна 4 в направл ющих определ етс  из ледукнцего уравнени :

tgtj)

U,

-Г

А,

2Z

где h - рассто ние между нижней плос- костью ползуна и продольной осью

верхнего измерительного штифта, откуда

ZOj ) .

Д1

Аналогично получаетс  выражение дл  вычислени  смещени  нижнего измерительного штифта 14:

чики малых перемещений и т.п.) имеют высокую чувствительность.

Таким образом, процесс деформации g (разделени ) заготовки регистрируетс  полностью с записью самописцем или осциллографом величины вертикальных упругих колебаний ползуна при резком приложении и сн тии нагрузки. 10 Фиксируетс  также величина перебега ползуна после скола материала в случае вьтолнени  операции вырубки- пробивки.

Шток 22 блока регистрации упругих может быть найдено требуемое .рассто - is колебаний ползуна имеет надежное на . 2(Н 4 2h + 21) Л,,-

В случае известного соотношени  смещений нижнего и верхнего измерительных щтифтов

AL Н U Н + 2h

ние 1 между ними при заданных величинах Н и h дл  определенной прессовой установки:

Н +

2h ,Ьг .- (

- О.

Подставл   в зависимость - tgCf

Лг-,

выражение дл  определени  смещени  U, верхнего измерительного штифта 14, получаем уравнение дл  вычислени  наименьшего утла наклона С| ползуна к направл ющим, который позвол ет измерить предлагаемое устройств

&iL-Z(H 2h) Cf arctgJ--

Блоки контрол  положени  ползуна позвол ют зафиксировать горизонтальные и угловые смещени  ползуна пресса при холостом ходе (отсутствии блока нагружени ) и при рабочем ходе под нагрузкой как в статике, так и в динамике.

При ходе ползуна вниз, когда пуансон доходит до заготовки на 1-2 мм, происходит контакт верхней плиты 1 с магнитной шайбой 24 блока регистрации упругих колебаний

Дальнейшее перемещение верхней плиты 1 происходит совместно со штоком 22, скос которого деформирует упругую планку 20, св занную с регистрирующими элементами. Вследствие небольшой величины хода подпружиненного штока 22, котора  равна

S t + (2 - 4)

мм.

где t - толщина заготовки, помещенной на матрице 32 блока нагружени ,

регистрирующие элементы (тензодатуи- ки, индукционные бесконтактные датправление в вертикальной плоскости и контролирует только вертикальные смещени  ползуна А. Во врем  рабочего хода ползуна шток 22 св зан с

верхней плитой 1 и ползуном 4 посредством магнитной шайбы 24, что позвол ет фиксировать их микросмещение (в пределах упругой деформации) как вверх, так и вниз.

Немагнитна  шайба 23 предназначе- на дл  предотвращени  вли ни  магнитного пол  шайбы 24 на точность показаний регистрирующ гх элементов блока регистрации упругих колебаний.

Блок измерени  хода ползуна 4 работает при ходе вниз и вверх. При этом упруга  пластина 38, выполненна  в виде балки равного сопротивени  с наклеенными на нее тензодатчиками , контактирует со скосом стойки 34 и деформируетс , благодар  чему фиксируетс  величина хода ползуна на всем диапазоне его перемещени . Это позвол ет св зать поперечные колебани  ползуна, регистрируемые блоком контрол  положени  ползуна и вертикальные колебани  при нагрузке - разгрузке, регистрируемые блоком 7 регистрации упругих колебаНИИ , с ходом ползуна в любой момент времени.

Измерение всех перечисленных параметров , характеризующих точность установки, может производитьс  с

помощью предлагаемого устройства как при холостых перемещени х ползуна при сн том блоке нагружени , так и под нагрузкой. В последнем случае продольна  ось блока нагружени  может совпадать с осью ползуна (центральна  нагрузка) или смещатьс  относительно оси ползуна (эксцентрична  нагрузка) в рекомендуемых пределах . При этом блок нагружени  не .

9 U

имеет контакта с нижней плитой 2 и не вли ет на точность закрепленных на ней измерительньпх и регистрирующих- устройств.

После подъема ползуна 4 в крайнее верхнее положение пуансон 5 перемещаетс  вверх пружинами 27, а измерительные штифты 34 поджимаютс , к втулкам 1, установившимс  в исходное среднее) положение, с помощью пружин 13. При ходе вверх плита 1 отрьг- ваетс  от магнитной шайбы 24 и шток 22 остаетс  в верхнем положении за счет прзпкины 21.

Тарировка всех описанных регистрирующих элементов осуществл етс  с помощью индикаторов часового типа, устанавливаемых в регулируемые держатели на столе или с помощью любых других известных устройств.

Технико-экономический эффект от внедрени  изобретени  по сравнению с базовым объектом обеспечиваетс  повышением точности измерени .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  измерени  отклонени  перемещени  ползуна вертикальной прессовой установки, включан цей штамп с двум  плитами, нижн   из которых установлена на столе, а верхн   посредством хвостовика соединена с ползуном , а также пуансон, содержащее блоки нагружени , регистрации упругих колебаний деталей установкиа контрол  положени  ползуна, а также опору под блок нагружени , отличающеес  тем, что, с целью повышени  тачности, блок контрол  положени  ползуна выполнен в виде смонтированной в верхней плите колонки с

   806410

   шариковыми направл ющими, установленного на нижней плите корпуса со ступенчатым центральным отверстием, размещенного в большем отверстии кольца со сферической вогнутой поверхностью , установленного между кольцом и корпусом подшипника,, смонтированной на кольце и в малом от0 верстии ступени корпуса с охватом шариковых направл ющих втулки со сферической вьтуклой поверхностью по форме упом нутой поверхности кольца, регистрирующих элементов, а также

   5 размещенных в корпусе вдоль него и подпружиненньк относительно корпуса пар измерительных штифтов с взаимно- перпендикул рным расположением в каждой паре и возмойшостыо их взаимодей0 стви  с втулкой и регистрирующими элементами, блок регистрации упругих, колебаний выполнен в виде кронштейна, смонтированного в нем датчшса в виде упругой планки,- а также установленно5 го в кронштейне и подпружиненного относительно него штока с размещенными на нем последовательно немагнитной и магнитной шайбами, опора под блок нагружени  вьтолнена в виде

   0 смонтированных одна на другой двух цилиндрических пластин с обращенными друг к другу сферическими поверхност ми в каждой из пластин, в нижней плите выполнено окно диаметром,

   35 равным наружному диаметру упом нутых пластин и суммарной величине наибольшего смещени  пуансона относительно продольной оси установки, при этом пластины смонтированы в упом нутом

   0 окне, а штифты установлены с возможностью взаимодействи  с втулкой и соответствующими регистрируклцими элементами .

   N

   .,

   Вид 8

   Фиг. 5

   Фиг. 6