Yoga-mgn.ru

Строительный журнал
10 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

КГШП (кривошипный горячештамповочный пресс): характеристики и особенности

КГШП (кривошипный горячештамповочный пресс): характеристики и особенности

Современный кривошипный горячештамповочный пресс (рис. 1) – изделие, подвижные детали и узлы которого массой от сотен килограмм до нескольких тонн в процессе работы циклически перемещаются со скоростями, соответствующими десяткам оборотов главного вала в минуту, при технологических нагрузках на исполнительном звене (ползуне) достигающих десятков меганьютонов. Оценка способности пресса к выполнению конкретного технологического процесса горячей объёмной штамповки (ГОШ) осуществляется, как правило, на основании графика допустимых усилий на его ползуне [1] без учёта возникающих при этом динамических нагрузок, в то время как их влияние на работоспособность и долговечность узлов пресса не вызывает сомнений и подтверждена рядом исследований [2–4].

В известных работах, посвящённых анализу динамических процессов в КГШП, его механизмы моделируются многомассовыми колебательными системами, позволяющими рассчитать нагрузки, связанные с крутильными колебаниями валов и растяжением-сжатием шатуна, ползуна и станины пресса [2–4]. Однако при штамповке на КГШП максимальные нагрузки возникают в конце рабочего хода ползуна, когда вращающая составляющая усилия со стороны ползуна на главный вал пресса минимальна. На этом временном отрезке элементы пресса: станина, шатун и ползун испытывают преимущественно деформации растяжения-сжатия, а главный вал работает на изгиб. В течение остального времени схема нагружения главного вала – кручение и изгиб. Очевидно, что при моделировании динамических процессов, протекающих в КГШП, необходимо учитывать эти особенности.

Динамическая модель [4], представляющая собой систему сосредоточенных масс, соединённых упруго-диссипативными связями, приведена на рис. 2. Основное отличие данной модели от уже известных [2–4] ‒ возможность исследования колебательных процессов в КГШП как с учётом крутильных деформаций валов, растяжения-сжатия шатуна, ползуна, станины пресса, так и изгибных колебаний его главного вала.

Рис. 1. Твердотельная модель КГШП модели К8544: а – в сборе, б – главный вал и детали кривошипно-ползунного механизма; 1 – главный (эксцентриковый) вал и диски тормоза и муфты; 2 – шатун; 3 – ползун; 4 – станина; 5 – муфта; 6 – привод

Рис. 2. Динамическая модель КГШП: Jmn, mmn – моменты инерции и массы, cmn, ψmn – жёсткости и коэффициенты диссипации, ηmn – зазоры в кинематических парах, Umn – функции положения, φmn, xmn – перемещения, где m = 1. 6 – номер механизма, n – номер массы механизма

Структура и основные характеристики динамической модели следующие:

1. Электродвигатель – маховик, связанные клиноремённой передачей. Одномассовая динамическая модель (m = 1, n = 1). Функция положения U11 = ω·t, где ω = const – угловая скорость электродвигателя.

2. Вал приводной – трёхмассовая динамическая модель (m = 2, n = 3).

3. Муфта (зубчатое колесо, постоянно вращающиеся детали фрикционной муфты, диск муфты) – двухмассовая динамическая модель (m = 3, n = 2). В зубчатом зацеплении, передаточное отношение которого определяется функцией = φ23, предполагается наличие зазора. Функция положения U32 = φ31 при работе пресса в автоматическом режиме (муфта включена). При работе пресса в режиме одиночных ходов на участке включения муфты предполагается, что ускорение дисков муфты изменяется по синусоидальному закону (1):

(1)

где φвм, φр – углы включения и разгона муфты.

На участке торможения имеет место разрыв связи с приводом (c32 = 0, ψ32 = 0).

4. Главный (эксцентриковый) вал – трёхмассовая динамическая модель (m = 4, n = 3). Расчёт крутильных колебаний. Первая масса – участок вала с диском муфты до эксцентрика. Вторая масса – эксцентрик. Третья масса – фрагмент главного вала после эксцентрика и диск тормоза. При работе пресса в автоматическом режиме воздействие тормоза на массу J43 отсутствует (U43 = φ43). При работе пресса в режиме одиночных ходов на участке включения тормоза предполагается изменение ускорения его диска по синусоидальному закону (2):

(2)

где φвт, φт – углы включения тормоза и торможения.

Расчёт изгибных колебаний главного вала выполняется одновременно с расчётом колебательных процессов в станине.

5. Кривошипно-ползунный механизм – четырёхмассовая динамическая модель (m = 5, n = 4). Шатун – двухмассовая динамическая модель. Предполагается, что шатун работает только на растяжение-сжатие. Жёсткости шатуна на растяжение и сжатие различны. Ползун – двухмассовая динамическая модель. Первая масса ‒ сам ползун, вторая – его хвостовик. В соединениях эксцентрик главного вала – шатун и шатун – ползун имеются зазоры. Функция, связывающая положение ползуна и шатуна с углом поворота главного вала U51(φ42), приведена в работах [1, 4], U53 = x52.

6. Станина и главный вал – девятимассовая динамическая модель. Массы m6ni – n = 3, i = 1 – левая стойка станины, i = 2 – правая стойка станины.Деформация растяжение-сжатие. Массы m42 (эксцентрик), m41 (муфта), m43 (тормоз) – главный вал. Деформация растяжение-сжатие и изгиб. Изгиб фрагментов главного вала рассчитывается как линейное отклонение его положения под воздействием сосредоточенной силы.

Движение масс динамической модели (рис. 2), описывается двадцатью двумя обыкновенными, нелинейными, кусочно-непрерывными дифференциальными уравнениями второго порядка (математическая модель), составленными с помощью уравнения Лагранжа 2-го рода с «лишними» координатами [4].

Расчёт упруго-инерционных и диссипативных параметров (cmn, mmn, Jmn, ψmn) осуществляется на основе твердотельной модели пресса (рис. 1) в соответствии с методикой, предложенной в работах [4, 5].

На рис. 3 представлено основное окно программного решения «Динамика кривошипного пресса» [6], в рамках которого предусмотрена возможность ввода, тестирования и сохранения параметров динамической модели кривошипного пресса и реализуемой с его помощью технологии. Компьютерное моделирование динамики пресса на основе данной программы позволяет решить следующие задачи:

● исследовать влияние конструктивных параметров пресса на уровень протекающих в его элементах динамических процессов, что представляет несомненный интерес при выполнении работ, связанных с проектированием нового и совершенствованием существующего оборудования;

● определить пригодность пресса для выполнения технологического процесса в зависимости от степени износа его кинематических пар;

● выполнить сравнительный анализ возможных технологий изготовления одной и той же поковки с точки зрения их влияния на динамику пресса.

Рис. 3. Определение параметров КГШП и параметров расчёта

На рис. 4 приведено окно результатов компьютерного моделирования динамики пресса К8544 при выполнении им технологической операции предварительной штамповки поковки каретки синхронизатора коробки передач грузового автомобиля КАМАЗ [7].

Рис. 4. Результаты динамического анализа КГШП

Уровень динамических процессов в механизме можно оценить:

● путём визуального анализа графиков изменения перемещений, скоростей, ускорений его элементов, связанных с соответствующими массами динамической модели, нагрузками, возникающими при деформации этих элементов, диаграммам пересопряжения зазоров в кинематических парах;

● на основе значений ряда критериев, отражающих общий уровень динамических процессов в исследуемом механизме.

Кроме графическое представление изменения кинематических параметров движения масс модели и нагрузок на них воздействующих, так и рассчитать значения ряда критериев, характеризующих интенсивность динамических процессов в механизмах пресса, основными из которых являются максимальная (Рmax), минимальная (Pmin) и средняя (Рср) нагрузки, коэффициенты динамичности. Учитывая, что элементы пресса в процессе работы испытывают нагрузки различного направления, в дальнейшем будем считать, что деформация и соответствующая ей сила отрицательны, если они возникают в результате приложения к ползуну пресса нагрузки однонаправленной с технологической. Средняя нагрузка рассчитывается в соответствии с выражением (3):

(3)

где Т1 и Т2 – начальный и конечный моменты отрезка времени, на котором исследуются динамика пресса; P(t) – текущее значение нагрузки.

Традиционно под коэффициентом динамичности понимается отношение максимальных абсолютных величин реального ускорения исследуемого звена механизма к идеальному, рассчитанному только на основе уравнений кинематики. Такой способ расчёта коэффициента динамичности не всегда приемлем для КГШП. Например, при работе пресса в автоматическом режиме идеальное ускорение главного вала равно нулю, соответственно использование коэффициента динамичности теряет смысл. При решении задач, связанных с исследованием влияния на динамику пресса применения различных вариантов технологических схем горячей объёмной штамповки одного и того же изделия, в качестве коэффициентов динамичности предлагается использовать выражения (3) и (4):

Читать еще:  Классификация сверлильных станков с ЧПУ: виды и особенности

(4)

(5)

где Рср, Рsср, Pmax и Psmax – соответственно средняя динамическая, средняя статическая, максимальные по абсолютной величине динамическая и статическая нагрузки в исследуемом элементе механизма, рассчитанные на временном отрезке [Т1, Т2]. Коэффициент Km определяет относительный уровень максимальной нагрузки в исследуемом механизме (детали, фрагменте детали) пресса и является показателем прочности. Значение Ks зависит от амплитуды, частоты, скорости затухания колебаний и является показателем, определяющим износ и усталостное разрушение.

Рецензенты:

Володин И.М., д.т.н., профессор, заведующий кафедрой механики пластического деформирования, Липецкий государственный технический университет, г. Липецк;

Козлов А.М., д.т.н., профессор, заведующий кафедрой технологии машиностроения, Липецкий государственный технический университет, г. Липецк.

Характеристики механического пресса

Пресс кривошипный горячештамповочный К8538

Технические характеристики

Пресс кривошипный горячештамповочный К8538 Предназначены для производства поковок из черных и цветных металлов методом горячей штамповки

Модель к8538
Начало серийного производства 1973
Номинальное усилие, кН 6300
Ход ползуна, мм 200
Расстояние между столом и ползуном, мм 560
Расстояние между столом и ползуном, мм 560
Мощность двигателя главного движения кВт 40
Размер стола ширина/длинна мм 640/820
Габариты станка Длинна Ширина Высота (мм) 2480_3065_4590
Масса кг 42065

Характеристики станков

  • токарные станки
  • сверлильные станки
  • расточные станки
  • шлифовальные станки
  • заточные станки
  • электро станки
  • зубообрабатывающие станки
  • резьбообрабатывающие станки
  • фрезерные станки
  • строгальные станки
  • долбежные станки
  • протяжные станки
  • отрезные станки
  • прочее оборудование

Характеристики КПО

  • прессы механические
  • прессы гидравлические
  • машины гибочные и правильные
  • машины и вальцы ковочные
  • ножницы
  • автоматы кузнечно-прессовые
  • молоты
  • комплексы оборудования на базе кузнечно-прессовых машин
  • автоматические производственные линии
  • устройства механизации и автоматизации к кузнечно-прессовому оборудованию
  • Разное кузнечно прессовое оборудование

Характеристики импортного оборудования

  • Токарные станки
  • Сверлильные станки
  • Расточные станки
  • Шлифовальные станки
  • Заточные станки
  • Электроэррозионные станки
  • Зубообрабатывающие станки
  • Фрезерные станки
  • Кузнечно-прессовое оборудование
  • Прочее оборудование
  • Трубообрабатывающие станки
  • Ленточнопильные станки
  • Обрабатывающие центры
  • Хонинговальные станки

Характеристики Электротехнического оборудования

  • Аппараты высокого напряжения (свыше 1000 В)
  • Аппараты низкого напряжения
  • Изделия порошковой металлургии
  • Кабельные изделия
  • Комплексные устройства управления электроприводами. Электропривод
  • Комплектные устройства управления, распределения электрической энергии и защиты на напряжение до 1000 В
  • Медицинская техника
  • Оборудование насосное (насосы, агрегаты и установки насосные)
  • Оборудование для кондиционирования воздуха и вентиляции
  • Полупроводниковые приборы и преобразователи на их основе
  • Приборы и средства автоматизации общепромышленного назначения
  • Светотехнические изделия
  • Силовые конденсаторы и конденсаторные установки
  • Технологическое оборудование
  • Трансформаторы (автотрансформаторы). Комплектные трансформаторные подстанции. Реакторы
  • Тяговое и крановое электрооборудование
  • Ультразвуковое оборудование
  • Химические и физические источники тока
  • Электрические машины
  • Электроизоляционные материалы
  • Электрокерамические изделия, изоляторы
  • Электросварочное оборудование
  • Электротермическое оборудование
  • Электроугольные изделия

Характеристики насосного оборудования

  • Вакуумные насосы
  • Дренажные, песковые, шламовые насосы
  • Насосные станции, установки и мотопомпы
  • Насосы для бочек
  • Насосы для воды
  • Насосы для скважин и колодцев
  • Насосы для топлива
  • Насосы химические и для агрессивных сред
  • Фекальные насосы
  • Прочие поверхностные насосы
  • Прочие погружные насосы
  • Прочие самовсасывающие и циркуляционные насосы
  • Прочие насосы

Марки стали и сплавов

  • Черные металлы, стали, чугун
  • Цветные металлы и сплавы
  • Прочие стали и сплавы
  • Зарубежные аналоги

Прочее оборудование

  • Холодильное оборудование
Новости

10.02.19 — Добавлены характеристики на холодильное оборудование

01.11.17 — Добавлены характеристики на насосное оборудование

16.02.17 — Обновлены характеристики на пресс КА4537

Делитесь информацией

Не нашли на портале характеристики на нужное вам оборудование?
Отправьте нам модель отсутствующего у нас оборудования, и мы Вас оповестим, как только добавим характеристики этого оборудования на сайт.

КГШП (кривошипный горячештамповочный пресс): характеристики и особенности

Аббревиатурой КГШП называют горячештамповочный пресс кривошипного типа. Исключительно высокая мощность отдельных моделей такого оборудования делает его оптимальным выбором для предприятий, занимающихся переработкой металлического лома.

Горячештамповочный кривошипный пресс номинальной силой 14000 тс. Используется для горячей штамповки коленчатых валов массой до 200 кг в составе современной роботизированной линии

Использование КГШП, в частности, позволяет успешно решать такую насущную для данных предприятий проблему, как пакетирование лома металлов, обладающих невысокой пластичностью (алюминиевые и титановые сплавы, бронзы и др.). Между тем приобретение пресса данного типа является для преимущественного большинства таких предприятий непозволительной роскошью. Основной сферой применения КГШП, которые представлены на современном рынке в большом разнообразии модификаций, является оснащение производства, выпускающего свою продукцию крупными, средними и мелкими сериями.

На видео ниже можно увидеть в работе кривошипный горячештамповочный пресс K8540.

Конструктивные особенности

Поскольку штамповка на станках данной категории выполняется при высоких температурах (1000–1200 ° ), их конструкция отличается некоторыми особенностями.

  • Для оснащения КГШП средней и невысокой мощности используются асинхронные двигатели, а на оборудование, развивающее большие усилия (свыше 31,5 МН), могут устанавливаться синхронные агрегаты и даже двигатели, работающие на постоянном токе.
  • От электродвигателя вращение на конструктивные элементы станка передается посредством мощной клиноременной передачи.
  • Принимающий вращение вал, установленный в подшипниках скольжения, с одной стороны оснащен маховым колесом, а вторым концом соединяется с элементами открытой понижающей передачи, вращение от которой передается на эксцентриковый вал.
  • На одном конце эксцентрикового вала устанавливается тормоз ленточного типа, а на втором – муфта включения, работающая за счет наличия в ее конструкции нескольких фрикционных дисков.
  • На станке установлена система, обеспечивающая в зависимости от необходимости включение либо муфты, либо тормоза. Конструктивно такая система связана и с узлом торможения махового колеса.
  • На кривошипно-шатунном механизме установлены верхние направляющие ползуна. Нижняя часть ползуна соединяется с подвижной частью штампа, установленного на прессе.
  • Для регулировки закрытой высоты КГШП используется специальный клиновой механизм, который монтируется на рабочем столе оборудования.
  • Станина, отличающаяся высокой жесткостью, собирается из отдельных конструктивных элементов, соединяемых друг с другом при помощи стяжных шпилек. Чтобы обеспечить требуемый уровень сжимающих напряжений, создаваемых такими шпильками, их затяжку выполняют в нагретом состоянии.
  • Нижняя (неподвижная) часть штампа фиксируется на рабочем столе пресса.
  • КГШП также оснащаются системами смазки и управления, причем система управления обязательно содержит в своем составе контрольно-диагностическое оборудование.

Применение кривошипного горячештамповочного пресса возможно как в автономном режиме, так и при встраивании в состав специализированных линий, на которых выполняется штамповка.

Схема штампа КГШП

Если сравнивать КГШП с обычным кривошипным оборудованием, то в его работе также можно выделить несколько особенностей.

  • Для того чтобы штампуемый на таком оборудовании металл не успел остыть, необходима высокая скорость выполняемой обработки.
  • Максимальный выход энергии за короткий промежуток времени, в течение которого выполняется горячая штамповка, обеспечивается за счет использования высокомощного привода.
  • Шатун пресса нельзя регулировать, что делает его более жестким и прочным.
  • Муфта включения имеет в своем оснащении увеличенное количество фрикционных дисков.

Сравнительные данные штамповки на КГШП и молотах

Современные модели станков данной категории еще более усовершенствованы. Так, на них устанавливаются кривошипно-клиновые механизмы, которые пришли на смену конструкциям кривошипно-шатунного типа. Такие механизмы позволяют выполнять штамповку с более высокой точностью, а элементы их конструкции, характеризующейся меньшей площадью поверхности контакта, изнашиваются менее интенсивно.

Характеристики и принцип работы

Оснастить прессом данного типа штамповочное производство целесообразно в том случае, если вас интересует мощное и надежное оборудование, работающее с исключительно высокой производительностью.

Кинематическая схема кривошипного горячештамповочного пресса

Принцип работы КГШП заключается в следующем.

  • От приводного электрического двигателя крутящий момент последовательно передается на следующие элементы – маховое колесо, промежуточный вал и зубчатую передачу.
  • После того как количество оборотов махового колеса достигает номинального значения, включается муфта.
  • Во фрикционную муфту под большим давлением подается сжатый воздух, и эксцентриковый вал соединяется с механизмом «ползун-шатун».
  • В тот момент, когда включается муфта, происходит отключение ленточного тормоза.
  • Эксцентриковый вал, соединенный посредством фрикционной муфты с механизмом «ползун-шатун», придает ползуну возвратно-поступательное движение.
  • Нижняя часть ползуна, соединенная с подвижной половиной штампа, сообщает движение и ей, за счет чего и выполняется основная технологическая операция по деформированию металла – штамповка.
  • В тот момент, когда ползун начинает совершать движение вверх и размыкает половинки штампа, срабатывает механизм выталкивателя, за счет которого готовое изделие извлекается из зоны обработки.
Читать еще:  Гриндер GRIT GIS 75 — высокопроизводительный ленточно-шлифовальный станок

В зависимости от потребностей, которые испытывает штамповочное производство, КГШП могут дополнительно оснащаться и другими узлами, в качестве которых могут выступать микропривод для регулировки угла поворота главного вала, подштамповая плита выдвижного типа, гидрозажимы для инструмента и др.

Подштамповый блок для пресса серии КБ8040

В соответствии с положениями ГОСТа, на которые при выборе оборудования ориентируется любое штамповочное производство, прессы данной категории характеризуются следующими параметрами.

  • Развиваемое номинальное усилие – 6300–63000 кН.
  • Величина хода ползуна – 200–460 мм.
  • Количество непрерывных ходов, совершаемых ползуном, – 100–40 мин-1.
  • Расстояние (минимальное) между столом и подштамповой плитой – 560–1150 мм.
  • Рабочий ход механизма клиновой регулировки хода – не менее 10 мм.
  • Усилие, которое могут развивать выталкиватели, величина их хода.
  • Размеры рабочего стола и ползуна.
  • Размеры боковых окон, имеющихся в станине.

мтомд.инфо

Кривошипный горячештамповочный пресс. КГШП.

Раздел:Кузнечно-прессовое оборудование

Кривошипные горячештамповочные прессы предназначаются для выполнения различных технологических процессов горячей штамповки из сортового металла: открытой и закрытой штамповки, горячего прессования и т.д., в условиях крупносерийного и массового производства.

На рисунке 1 показана типовая конструкция КГШП. К достоинствам этих прессов относится быстроходность, высокая жесткость конструкции, сравнительно небольшие размеры штампового пространства. Большое число ходов пресса обусловлено необходимостью уменьшения продолжительности контакта штампа с заготовкой при обработке горячего металла.

Рисунок 1 — Кривошипный горячештамповочный пресс


1 – главный эксцентриковый вал; 2 – шатун; 3 – ползун; 4 – хобот ползуна;
5 – дополнительные направляющие ползуна; 6 – клиновой стол;
7 – механизм верхнего выталкивателя; 8 – механизм нижнего выталкивателя;
9 – приводной вал; 10 – уравновешиватель ползуна; 11 – ресивер;
12 – пневмофрикционная муфта включения; 13 – пневмофрикционный тормоз;
14 – маховик; 15 – станина

Главные особенности КГШП состоят в следующем:

  • жесткая конструкция главных узлов и пресса в целом, что вызвано необходимостью резко уменьшить величину упругой деформации деталей пресса в целях повышения точности штамповки;
  • усиленные направляющие ползуна, что вызвано необходимостью уменьшения величин перекосов ползуна при внецентренной нагрузке;
  • увеличенное число ходов ползуна, что обусловлено необходимостью уменьшения продолжительности контакта штампа с заготовкой при обработке горячего металла.

Неподвижная часть штампа крепится на клиновом столе пресса. Такая конструкция стола пресса предназначена для расклинивания главного механизма в случае заклинивания, а также для регулировки закрытой высоты штампового пространства при наладке штампов.

Вторая часть штампа крепится к ползуну с помощью сменной подштамповой плиты. Ползун имеет направляющие поверхности, образованные на его боковых поверхностях (количество направляющих поверхностей может быть различным, чаще всего 4).

Рисунок 2 — Варианты регулировки закрытой высоты в КГШП

а – с помощью клинового стола; б – с помощью эксцентриковой оси в нижней головке шатуна;

1 – наклонная плоскость основания стола; 2 – поперечный клин; 3 – клиновая подушка стола; 4 – эксцентриковый вал; 5 – шатун; 6 – эксцентриковая ось; 7 – ползун

Устройство регулирования закрытой высоты штампового пространства с помощью клинового стола (см. рисунок 2, а) имеет ряд недостатков: трудности при наладке; засорение мест скольжения стола по станине; большая металлоемкость стола. Поэтому в современных конструкциях КГШП регулирование закрытой высоты штампового пространства осуществляется при помощи эксцентриковой оси, соединяющей шатун с ползуном, или дополнительной эксцентриковой втулки в этом соединении (см. рисунок 2, б).

Рисунок 3 — Конструкция уравновешивателя ползуна


1 – корпус пневмоцилиндра; 2 – верхняя крышка; 3 – поршень; 4 – шток;
5 – нижняя крышка; 6 – фланец предназначенный для удержания уплотнения

Большая масса ползуна с шатуном и эксцентриковым валом не позволяет уравновесить массы всех деталей исполнительно механизма. Поэтому уравновешивается только масса ползуна с массой верхней половины штампы.

При опускании ползуна пресса находящийся под поршнями 3 (см. рисунок 3) уравновешивающих цилиндров воздух выталкивается в ресивер (см. рисунок 1, поз. 11). Уравновешиватель фактически играет роль пружины, а ресивер используется для более плавного роста усилия на ползуне. Правильное уравновешивание достигается соответствующим подбором воздушного давления, изменяемого при помощи редукционных вентилей.

Высокая жесткость кривошипно-ползунного механизма КГШП обеспечивается:

  • применением в качестве главного вала эксцентрикового вала;
  • коротким, без регулировки длины шатуном;
  • массивным ползуном с двойным направлением.

На рисунке 4 приведена кинематическая схема изучаемого КГШП усилием 80 МН конструкции НКМЗ. Особенностью конструкции данного пресса является то, что он имеет двусторонний привод эксцентрикового вала и, соответственно, два двигателя, две пневматические фрикционные муфты включения, два пневматических фрикционных ленточных тормоза, подъемный стол и лебедку для установки и смены штампов.

Рисунок 4 — Кинематическая схема КГШП


1 – приводной электродвигатель; 2 – клиноременная передача; 3 – маховик;
4 – приводной вал; 5 – опоры качения приводного вала; 6 – ведущая шестерня;
7 – ведомое колесо; 8 – опоры качения ведомого колеса 7; 9 – пневмофрикционная муфта включения; 10 – ленточный тормоз; 11 – опоры скольжения главного вала; 12 – главный эксцентриковый вал; 13 – шатун; 14 – ползун; 15 – направляющие ползуна; 16 – стол пресса; 17 – станина; 18 — тахометр

КГШП (кривошипный горячештамповочный пресс): характеристики и особенности

Аббревиатурой КГШП называют горячештамповочный пресс кривошипного типа. Исключительно высокая мощность отдельных моделей такого оборудования делает его оптимальным выбором для предприятий, занимающихся переработкой металлического лома.

Горячештамповочный кривошипный пресс номинальной силой 14000 тс. Используется для горячей штамповки коленчатых валов массой до 200 кг в составе современной роботизированной линии

Использование КГШП, в частности, позволяет успешно решать такую насущную для данных предприятий проблему, как пакетирование лома металлов, обладающих невысокой пластичностью (алюминиевые и титановые сплавы, бронзы и др.). Между тем приобретение пресса данного типа является для преимущественного большинства таких предприятий непозволительной роскошью. Основной сферой применения КГШП, которые представлены на современном рынке в большом разнообразии модификаций, является оснащение производства, выпускающего свою продукцию крупными, средними и мелкими сериями.

На видео ниже можно увидеть в работе кривошипный горячештамповочный пресс K8540.

Конструктивные особенности

Поскольку штамповка на станках данной категории выполняется при высоких температурах (1000–1200 ° ), их конструкция отличается некоторыми особенностями.

  • Для оснащения КГШП средней и невысокой мощности используются асинхронные двигатели, а на оборудование, развивающее большие усилия (свыше 31,5 МН), могут устанавливаться синхронные агрегаты и даже двигатели, работающие на постоянном токе.
  • От электродвигателя вращение на конструктивные элементы станка передается посредством мощной клиноременной передачи.
  • Принимающий вращение вал, установленный в подшипниках скольжения, с одной стороны оснащен маховым колесом, а вторым концом соединяется с элементами открытой понижающей передачи, вращение от которой передается на эксцентриковый вал.
  • На одном конце эксцентрикового вала устанавливается тормоз ленточного типа, а на втором – муфта включения, работающая за счет наличия в ее конструкции нескольких фрикционных дисков.
  • На станке установлена система, обеспечивающая в зависимости от необходимости включение либо муфты, либо тормоза. Конструктивно такая система связана и с узлом торможения махового колеса.
  • На кривошипно-шатунном механизме установлены верхние направляющие ползуна. Нижняя часть ползуна соединяется с подвижной частью штампа, установленного на прессе.
  • Для регулировки закрытой высоты КГШП используется специальный клиновой механизм, который монтируется на рабочем столе оборудования.
  • Станина, отличающаяся высокой жесткостью, собирается из отдельных конструктивных элементов, соединяемых друг с другом при помощи стяжных шпилек. Чтобы обеспечить требуемый уровень сжимающих напряжений, создаваемых такими шпильками, их затяжку выполняют в нагретом состоянии.
  • Нижняя (неподвижная) часть штампа фиксируется на рабочем столе пресса.
  • КГШП также оснащаются системами смазки и управления, причем система управления обязательно содержит в своем составе контрольно-диагностическое оборудование.

Применение кривошипного горячештамповочного пресса возможно как в автономном режиме, так и при встраивании в состав специализированных линий, на которых выполняется штамповка.

Схема штампа КГШП

Читать еще:  Мастерим своими руками: тиски в домашних условиях

Если сравнивать КГШП с обычным кривошипным оборудованием, то в его работе также можно выделить несколько особенностей.

  • Для того чтобы штампуемый на таком оборудовании металл не успел остыть, необходима высокая скорость выполняемой обработки.
  • Максимальный выход энергии за короткий промежуток времени, в течение которого выполняется горячая штамповка, обеспечивается за счет использования высокомощного привода.
  • Шатун пресса нельзя регулировать, что делает его более жестким и прочным.
  • Муфта включения имеет в своем оснащении увеличенное количество фрикционных дисков.

Сравнительные данные штамповки на КГШП и молотах

Современные модели станков данной категории еще более усовершенствованы. Так, на них устанавливаются кривошипно-клиновые механизмы, которые пришли на смену конструкциям кривошипно-шатунного типа. Такие механизмы позволяют выполнять штамповку с более высокой точностью, а элементы их конструкции, характеризующейся меньшей площадью поверхности контакта, изнашиваются менее интенсивно.

Характеристики и принцип работы

Оснастить прессом данного типа штамповочное производство целесообразно в том случае, если вас интересует мощное и надежное оборудование, работающее с исключительно высокой производительностью.

Кинематическая схема кривошипного горячештамповочного пресса

Принцип работы КГШП заключается в следующем.

  • От приводного электрического двигателя крутящий момент последовательно передается на следующие элементы – маховое колесо, промежуточный вал и зубчатую передачу.
  • После того как количество оборотов махового колеса достигает номинального значения, включается муфта.
  • Во фрикционную муфту под большим давлением подается сжатый воздух, и эксцентриковый вал соединяется с механизмом «ползун-шатун».
  • В тот момент, когда включается муфта, происходит отключение ленточного тормоза.
  • Эксцентриковый вал, соединенный посредством фрикционной муфты с механизмом «ползун-шатун», придает ползуну возвратно-поступательное движение.
  • Нижняя часть ползуна, соединенная с подвижной половиной штампа, сообщает движение и ей, за счет чего и выполняется основная технологическая операция по деформированию металла – штамповка.
  • В тот момент, когда ползун начинает совершать движение вверх и размыкает половинки штампа, срабатывает механизм выталкивателя, за счет которого готовое изделие извлекается из зоны обработки.

В зависимости от потребностей, которые испытывает штамповочное производство, КГШП могут дополнительно оснащаться и другими узлами, в качестве которых могут выступать микропривод для регулировки угла поворота главного вала, подштамповая плита выдвижного типа, гидрозажимы для инструмента и др.

Подштамповый блок для пресса серии КБ8040

В соответствии с положениями ГОСТа, на которые при выборе оборудования ориентируется любое штамповочное производство, прессы данной категории характеризуются следующими параметрами.

  • Развиваемое номинальное усилие – 6300–63000 кН.
  • Величина хода ползуна – 200–460 мм.
  • Количество непрерывных ходов, совершаемых ползуном, – 100–40 мин-1.
  • Расстояние (минимальное) между столом и подштамповой плитой – 560–1150 мм.
  • Рабочий ход механизма клиновой регулировки хода – не менее 10 мм.
  • Усилие, которое могут развивать выталкиватели, величина их хода.
  • Размеры рабочего стола и ползуна.
  • Размеры боковых окон, имеющихся в станине.

Горячештамповочный пресс

Кривошипные горячештамповочные прессы (КГШП) чисто теоретически могли бы использоваться тогда, когда предприятие производит массовую переработку лома цветных металлов и сплавов. Некоторые из таких материалов, например, сплавы алюминия с магнием, титановые сплавы, ряд высококремнистых бронз и др. – в холодном состоянии обнаруживают весьма малую пластичность и в процессе последующего предварительного компактирования могут разрушаться. Дальнейшая переработка такого лома сопряжена со значительными трудностями.

НО, об использовании такого пресса на предприятиях приема лома можно только мечтать – ни одна металлоприемка не сможет позволить себе купить такое оборудование (речь идет о прессах с большим номинальным усилием) – это будет просто не целесообразно, проблемы с пластичностью лома цветных и черных металлов, при пакетировании, легко решаются методом увеличения плотности кубов или отправляются на комбинат в том виде, как есть.

Область применения таких прессов – производство крупносерийное и мелкосерийное. Существуют различные конструкции и модификации горячештамповочных прессов, что отличает их по габаритам и номинальному усилию.

Конструкция

Особенности выполнения технологических операций при высоких (до 1000…1200 0 С) температурах обусловили следующий состав узлов такого оборудования:

  1. Асинхронный электродвигатель переменного тока (для КГШП особо больших усилий, превышающих 31,5 МН, в качестве привода применяются синхронные двигатели, и даже приводы постоянного тока).
  2. Мощная клиноременная передача.
  3. Приёмный вал, вращающийся в подшипниках скольжения, на котором с одной стороны устанавливается маховик, а с другой – открытая понижающая передача, предающая крутящий момент на эксцентриковый вал.
  4. Эксцентриковый вал, на одном конце которого монтируется ленточный тормоз, а на другом – фрикционная многодисковая муфта включения.
  5. Система включения (муфта, тормоз), с которой конструктивно связан также узел торможения маховика КГШП.
  6. Кривошипно-шатунный механизм с дополнительными верхними направляющими ползуна. К нижнему торцу ползуна крепится подвижная половина штампа.
  7. Клиновой механизм регулировки закрытой высоты пресса, который устанавливается на столе пресса.
  8. Жесткая станина, собираемая из отдельных элементов, и скрепляемая между собой стяжными шпильками. Они затягиваются в горячем состоянии, чтобы создать требуемый уровень сжимающих напряжений.
  9. Стол пресса, к которому крепится неподвижная часть штампа.
  10. Системы смазки и управления горячештамповочным прессом. Последняя обязательно включает в себя элементы контрольно-диагностической аппаратуры.

КГШ могут работать либо автономно, либо в составе специализированных штамповочных линий.

Особенностями работы КГШП, по сравнению с обычным кривошипным оборудованием, считаются:

  • Высокая быстроходность, чтобы обеспечить минимальное время остывания заготовки/отхода;
  • Высокая мощность привода, что связано с необходимостью обеспечить повышенный расход энергии в течении достаточно короткого технологического цикла горячей штамповки;
  • Наличие верхнего и нижнего выталкивателей (соответственно, в ползуне и столе), использование которых исключает залипание горячих заготовок в штампе;
  • Нерегулируемость шатуна, что делает его более жёстким и прочным;
  • Увеличенное количество дисков муфты включения.

На современных конструкциях КГШП вместо традиционного, кривошипно-шатунного механизма устанавливают кривошипно-клиновой, который выгодно отличается повышенной точностью штамповки и меньшим износом поверхностей контакта.

Принцип работы и технические характеристики

При включении электродвигателя КГШП крутящий момент через клиноременную передачу передаётся последовательно на маховик, промежуточный вал, и зубчатую передачу. Включение муфты допускается только при полном разгоне маховика до номинального числа оборотов (происходит обычно за 8…15 с). Далее во фрикционную муфту подаётся сжатый воздух, в результате чего происходит соединение эксцентрикового вала с узлом «ползун-шатун»; одновременно отключается также ленточный тормоз. Эксцентриковый вал пресса сообщает возвратно-поступательное перемещение ползуну, который посредством установленного на нём штампового инструмента производит необходимые операции по деформированию металла.

После окончания рабочего хода срабатывает механизм нижнего выталкивателя, и готовое изделие извлекается из нижней половины штампа. Аналогичным по назначению устройством оснащаются и ползуны КГШП.

Горячештамповочные прессы при необходимости, оборудуются и другими узлами, в числе которых – микропривод поворота главного вала при его наладке, выдвижная подштамповая плита, гидрозажимы инструмента и пр.

ГОСТ нормирует следующие характеристики КГШП:

  1. Номинальное усилие, МН (стандартно выпускаются горячештамповочные прессы с диапазоном усилий 6,3…125 МН).
  2. Ход ползуна, мм (от 200 до 520 мм).
  3. Число непрерывных ходов ползуна, мин -1 (от 100 до 32).
  4. Минимальное расстояние между столом и подштамповой плитой, мм (от 560 до 1800 мм).
  5. Величина рабочего хода механизма клиновой регулировки хода, мм (от 10 до 20 мм).
  6. Усилие и ход верхнего и нижнего выталкивателей.
  7. Размеры стола (слева направо и спереди назад), мм.
  8. Размеры ползуна (слева направо и спереди назад), мм.
  9. Размеры боковых окон в станине (используются для установки средств механизации и автоматизации: транспортёров, перекладчиков и т.п.).
  10. Мощность привода, кВт (для серийно производимых КГШП составляет от 40 до 400 кВт).
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector