Yoga-mgn.ru

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

Особенности кривошипных горячештамповочных прессов

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.

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.

Кривошипные горячештамповочные прессы нового поколения

Качество про­дукции машиностроения зависит от качества изготавли­ваемых деталей, которое определяется, прежде всего, заготовительными производствами, в том числе, для ответственных деталей, ковкой или горячей штамповкой, которая получила наибольшее развитие в отраслях массового и крупносерийного производства, потребляющих более 60% штампованных поковок.

В производстве штампованных поковок повышенной точ­ности ведущую роль играют кривошипные горячештамповочные прессы (КГШП), которые имеют устойчивую тенденцию к увеличению мощности. Воронежский завод тяжелых механических прессов выпускает КГШП различной номинальной силы. В послед­ние годы большие работы были проведены по проектиро­ванию и изготовлению мощных КГШП с номинальной силой 80 МН и 125 МН.

Масштабы промышленного внедрения КГШП нового поколения производства ОАО «Тяжмехпресс» характеризуется статистическими данными об объемах, структуре и географии поставок этих машин, осуществленных в период 1985—2006г. Сопоставление этих данных с имеющими сведениями о поставках КГШП зарубежными производителями свидетельствует о том, что в рассматриваемый период ТМП стал безусловным лидером по количеству поставленных машин, которое составило:
— у ТМП за период 1885—2006 гг. около 570 единицы (на экспорт более 50%);
— у германской фирмы SMS Eumuco немногим более 500 единиц за последние 40 лет;
— у японской фирмы Sumitоmо Heavy Industries немногим более 100 единиц за последние 35 лет;
— у американской фирмы National Machinery около 500 единиц за период с 1950 по конец 80-годов, когда фирма была вынуждена отказаться от производства КГШП;
— у германской фирмы Hasenclever около 200 единиц с 1950 по 1995 год.

В области тяжелых кривошипных горячештамповочных прессов (силой 40МН и более) преимущество ТМП еще более ощутимо, ибо их доля в количественном выпуске у ТМП в 1,5—2 раза выше, а как для производителя уникальных машин (силой свыше 80МН) конкурентов у ТМП нет.

Показательно, что 87% экспортировавшихся КГШП составляют машины, поставленные в промышленно развитые страны, обладающие наиболее совершенной кузнечной индустрией с высоким уровнем требований к технологии и оборудованию.

Создание и совершенствование этих прессов потребовало про­ведения исследовательских и опытно-конструкторских работ в следующих основных направлениях:
• обеспечение прочности базовых деталей;
• достижение необходимой жесткости системы пресс-штамп;
• динамическая устойчивость машины;
• рациональная технология изготовления крупно­габаритных базовых деталей прессов.

В настоящее время целью работ ОАО «Тяжмехпресс» является создание кривошипного горячештамповочного пресса номинальной силой 160 МН и на его базе автоматической линии по производству коленчатых валов и балок передней оси с максимальной массой заготовки до 200 кг, длиной свыше 2300 мм и работой технологической операции до 2800 кдж.

Основные конструктивные особенности КГШП ОАО «Тяжмехпресс»:
1. Прессы усилием 10, 16 и 25 МН выполнены без промежуточных валов (без зубчатых передач).
2. Эксцентриковые валы всех прессов разгружены от масс маховиков. Маховики сидят на специальных втулках, закрепленных на станине.
3. Двухшатунная подвеска ползуна и жесткость прессов на уровне современных импортных образцов, позволяют получать поковки повышенной точности.
4. Ползуны прессов прямоугольные, рамной конструкции, уравновешиваемые двумя уравновешивателями.
5. Обеспечение необходимой затяжки станины и вывод пресса из распора осуществляется специальными гидравлическими гайками, установленными на стяжных шпильках сверху пресса.
6. Эксцентриковый механизм регулировки штамповой высоты перенесен на ползун, выполнен с электроприводом или гидромотором и имеет точность отсчета до 0,1 мм.
7. Все подшипники привода и исполнительного механизма смазываются непрерывно жидкой смазкой с помощью централизованной однолинейной системы смазки типа Trabon, гарантирующей дозированную подачу смазки в каждую точку подвода.
8. Имеет место двухступенчатое, безударное включение муфты.
9. Указатель усилия штамповки с цифровым отсчетом или с компьютерной обработкой сигнала и его запоминанием.
10. Прессы оснащаются системой непрерывного мониторинга, позволяющего эффективно контролировать температуру подшипников, работу системы смазки, нагрузку электродвигателя, усилие штамповки и т. д.

К настоящему времени кузницы мира располагают 17-ью КГШП номинальной силой 110, 120, 125 и 160 МН и 27 КГШП номинальной силой 80МН. Создание столь крупных КГШП осуществлялось в основном в странах с высокоразвитым тяжелым машиностроением (США, Японии, Германии, России) на предприятиях, располагающих достаточно мощным научно-техническим и производственным потенциалом.

Тяжелые КГШП служат для производства крупных поковок массой примерно 50…150 кг, типовыми представителями которых в области автомобилестроения могут служить коленчатые валы двигателей, балки передней оси грузовых автомобилей и трубопроводные фланцы.

Читать еще:  Токарно-винторезный станок 1Н65 (ДИП-500, 165, 1М65)

Поскольку манипулирование столь тяжелыми поковками вручную крайне затруднительно, прессы подобных сил являются, как правило, основным штамповочным агрегатом механизированных или автоматизированных комплексов и прессовых линий. Такие линии, содержащие, кроме горячештамповочного пресса, ковочные вальцы, обрезной, выкрутной и калибровочный прессы, промышленные роботы, средства межпрессового транспорта, систему технологической смазки штампов, устройство выкатывания штампа, его для раскрытия и разворота верхней половины и другое оборудование, изготавливаются и поставляются ТМП комплектно.

Следует отметить, что современный уровень горячештамповочного производства характерен стремлением к достижению высокой гибкости изготовления поковок, которая должна обеспечивать быстрое реагирование на меняющиеся требования рынка, связанные в настоящее время с увеличивающейся серийностью их производства, с одной стороны, и с поэтапной поставкой поковок малыми партиями, обусловленной основными потребителями поковок, с другой. В этих условиях полная автоматизация горячештамповочного оборудования далеко не всегда оказывается экономически эффективной.

В ряде случаев (при производстве малых серий или сравнительно крупных серий малыми партиями) представляет интерес частичная автоматизация процесса, при которой автоматизируются операции, не требующие трудоемких работ при переналадке (нагрев, подача заготовок на первую позицию инструмента, удаление готовых поковок), а манипулирование поковкой при предварительной и окончательной штамповке осуществляется вручную или посредством устройств, управляемых оператором. При этом достигается определенное повышение производительности по сравнению с неавтоматизированной работой за счет облегчения труда оператора и принудительного поддержания стабильного темпа работы, а также существенное сокращение инвестиционных затрат (по сравнению с системами полной автоматизации). В пользу такого метода автоматизации говорят и практически неограниченный спектр изготавливаемых поковок и фактически достигаемая в настоящее время степень использования горячештамповочных установок, составляющая в среднем 60…65% у полностью автоматизированных и более 80% — у автоматизированных частично.

Поэтому уровень автоматизации горячештамповочных прессов ТМП варьируется в широких пределах от простейших устройств для подачи заготовок на первую позицию штамповки и до полностью автоматизированных комплектных установок, а его оптимальная величина в каждом конкретном случае определяется только в процессе совместной работы с заказчиком, в зависимости от производственных условий последнего.

Поскольку методы горячей штамповки базируются на крайне негибком принципе, в соответствии с которым посредством специально изготовленного инструмента (как правило, весьма трудоемкого) может производиться только определенная поковка, под гибкостью в области горячей штамповки следует понимать сведение к минимуму затрат труда и, главное, времени на переналадку всего оборудования технологической цепи при переходе от изготовления одной поковки к производству другой без какого-либо негативного влияния на качество поковок. Иными словами, гибкость горячештамповочного производства обеспечивается соответствующими концепциями комплектных горячештамповочных установок, в которых заложено использование наиболее подходящих для этих концепций вариантов известных методов горячей штамповки.

Как при решении вопросов автоматизации, так и при решении вопросов переналадки тяжелого горячештамповочного оборудования ТМП созданы соответствующие системы от гидравлической руки с ручным управлением для смены инструмента пресса 80 МН (фирма Ulma, Испания) и до автоматизированного участка смены, сборки и разборки штампов в линии с прессом 125 МН (фирма Forge de Monterrey, Мексика, фирма Corea Flange, Корея).

Обеспечение высокого качества поковок требует строгой воспроизводимости технологических процессов, которая при горячей штамповке подразумевает стабильность температурного режима поковки и инструмента. Здесь важнейшую роль играют многоуровневые системы программного управления всеми элементами горячештамповочной установки. Потребитель получает от ТМП не только высоконадежные системы управления, но и все необходимое для них программное обеспечение, разрабатываемое специалистами ТМП применительно к конкретным производственным условиям каждого потребителя.

Эффективность работы горячештамповочных комплексов и линий зависима не только от качества работы оборудования, но и в значительной степени от совершенства используемых потребителем технологических процессов горячей штамповки. Оптимизация и отработка этих процессов, осуществляемая при помощи моделирования на базе современных компьютерных технологий, также входит в объем услуг, предоставляемых ТМП.

Высокая конкурентоспособность современных горячештамповочных прессов ТМП и, особенно, тяжелых машин, является наиболее объективным показателем совершенства используемых конструктивных решений, методов расчета и экспериментальных исследований.

В целом, базируясь на результатах промышленного внедрения и принимая во внимание, что кривошипные горячештамповочные прессы являются основным и наиболее эффективным видом горячештамповочного оборудования для серийного изготовления высококачественных поставок, КГШП ОАО «Тяжмехпресс» нового поколения правомерно рассматривать как техническую основу совершенствования и развития кузнечно-штамповочного производства в современных условиях и в обозримой перспективе.

Прессы кривошипные горячештамповочные

По сравнению с установкой фирмы Hatebur (Швейцария), предназначенной для изготовления аналогичных поковок, автоматическая линия на базе КГШП стоит примерно в три раза дешевле. Кроме того, фирма Eumuco считает, что участок из трех линий будет более гибким при распределении производственной программы и иметь лучший коэффициент использования. Это объясняется тем, что при замене инструмента или при перерыве по другой производственной причине останавливается только одна линия, в то время как две остальные продолжают работу. Аналогичная линия создана на базе КГШП усилием 4000 тс конструктивного ряда MP. В состав линии входят механические ножницы, установленные отдельно от пресса. Линия используется для получения поковок ступицы с фланцем. Относительно тонкостенная и сложная по конфигурации поковка изготовляется с облоем для гарантии полного заполнения гравюры штампа. В качестве исходного материала используются прутки длиной 5—7 м. Во время штамповки позиции штампа загружены через одну. Темповая производительность линии составляет 540 поковок в час.

На базе этого комплекса фирма изготовила горячештамповочный автомат, грейферный перекладчик которого может совершать до 36 ходов в минуту, что позволило соединить его привод непосредственно с приводом КГШП. Привод перекладчика работает в масляной ванне и связан с эксцентриковым валом пресса посредством конических зубчатых колес и карданного вала. Предусмотрена муфта, позволяющая отключать привод перекладчика от КГШП и осуществлять транспортирование поковок с числом ходов перекладчика с помощью вспомогательного электродвигателя. Штамповка на каждой позиции производится через ход пресса.

Опыт эксплуатации аналогичных конструкций показывает, что линии со встроенными ножницами не находят широкого применения в кузнечно-штамповочном производстве. Это объясняется прежде всего их низкой надежностью из-за соединения штамповочного оборудования с заготовительным. Сбои в работе АК резки заготовок приводят к остановке всей линии. Поэтому больший эффект дает использование АК резки, производительность которого значительно выше автоматизированного КГШП для обеспечения заготовками нескольких линий. В этом случае при остановке АК резки линии могут продолжать работу, используя задел заготовок.

На основе анализа зарубежных и отечественных АК на базе КГШП можно сформулировать их особенности в зависимости от вида применяемых средств автоматизации.

Особенности АК с грейферными перекладчиками, привод которых осуществляется от пресса: высокая темповая производительность; простая система управления; число ходов ползуна в минуту ограничено числом ходов перекладчика; узкая специализация.

Особенности АК с грейферными перекладчиками, имеющими независимый от пресса привод: скорость ползуна не ограничена числом ходов перекладчика, что позволяет увеличить стойкость штампа; число ходов перекладчика может варьироваться в зависимости

от технологического процесса, что обеспечивает достаточно высокую универсальность.

Особенности АК с манипуляторами или роботами: высокая универсальность; сложная система управления; целесообразность использования для загрузки первой позиции штампа простейших механизмов.

СОЗДАНИЕ КОМПЛЕКСНЫХ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ КУЗНЕЧНО-ШТАМПОВОЧНЫХ ПРОИЗВОДСТВ

Специализированные кузнечно-штамповочные цехи обычно имеют массовый или крупносерийный характер производства.

Признаки масштабности производства приведены в табл. 11.

Штампованные поковки подразделяются на легкие (массой до 1 кг), средние (массой 2—10 кг) и тяжелые (массой 10—150 кг). Примерная характеристика кузнечно-штамповочных цехов по масштабу производства (со средней массой поковки более 1 кг) дана: мелкие цехи — с годовым выпуском поковок до 10000 т, средние — 10000—50000 т, крупные — свыше 50000 т.

Специализированный кузнечно-штамповочный цех ВАЗа с объемом производства 56 тыс. т поковок — один из наиболее крупных в СССР. Он обеспечивает штампованными деталями годовую программу— выпуск 660 тыс. автомобилей [19]. Особенности цеха следующие:

ограниченная номенклатура изготовляемых поковок; закрепление за каждой единицей оборудования двух-трех наименований поковок;

изготовление на автоматизированном горячештамповочном оборудовании более одной трети поковок (по номенклатуре);

высокая организация производства, отвечающая современным требованиям.

Большинство действующих кузнечных цехов имеют объем производства поковок до 500 тыс. в год; около 60% цехов и участков выпускают лишь до 3,5% всего количества поковок и штамповок.

Средняя трудоемкость производства 1 т поковок, например для автомобилей, равна 7—9 чел.-ч при себестоимости 178 руб. в крупных кузнечных цехах и в то же время в маломощных цехах трудоемкость 1 т доходит до 200—300 чел.-ч при себестоимости до 500 руб.

Основные направления создания комплексных кузнечно-штамповочных производств на базе отечественного автоматизированного горячештамповочного оборудования высокого технического уровня следующие:

создание мощных КГШП с учетом современных достижений на основе отработанных прогрессивных технологических процессов;

создание автоматизированных КГШП, АК и линий для точной и малоотходной штамповки поковок;

комплексное решение проблемы создания на базе выпускаемого и осваиваемого автоматизированного оборудования новых высокопроизводительных и переоснащения действующих кузнечных производств.

Задача создания комплексных кузнечно-штамповочных производств требует комплексного решения многих технических, производственных и научно-технических проблем, и основой ее осуществления является производственный союз заказчика и изготовителя. Экономически целесообразные размеры крупных специализированных кузнечно-штамповочных цехов определяются применяемым горячештамповочным оборудованием, технологией и организацией производства.

В настоящее время осуществляется такой комплекс работ по созданию высокопроизводительного автоматизированного кузнечно-штамповочного цеха на Рязанском заводе автоагрегатов (РЗАА) — филиале АвтоЗИЛа. В создании цеха участвуют АвтоЗИЛ, ПО «Воронежтяжмехпресс», ПО «ВоронежКПО», ВНИИТВЧ, несколько научно-исследовательских организаций.

В задачи создания нового цеха входят: комплектная поставка заводом-изготовителем (главным образом ПО «Воронежтяжмехпресс») основного технологического оборудования высокой монтажной готовности, обеспечивающего ускоренный ввод в действие и освоение производственных мощностей; оснащение цеха высокоэффективным автоматизированным отечественным оборудованием; обеспечение заводом-изготовителем совместно с заказчиком достижения проектных технико-экономических показателей цеха.

Читать еще:  Технические характеристики токарно-винторезного станка 163, схемы

ПО «Воронежтяжмехпресс» разрабатывает, изготовляет и поставляет около 70 единиц горячештамповочного оборудования в комплекте со штамповым инструментом и средствами автоматизации, в том числе автоматизированные комплексы и автоматические линии: АЛ для штамповки коленчатых валов и балок передней оси автомобиля ЗИЛ-130 на базе КГШП усилием 12500 тс с манипуляторами грузоподъемностью 160 кг; АК на базе

КГШП усилием 1600—6300 тс; механизированные комплексы на базе КГШП двойного действия усилием 500/500 и 800/800 тс; АК на базе чеканочных прессов усилием 2500 тс; другое оборудование (ножницы, вальцы, нагревательные установки, винтовые прессы и ДР.).

На автоматизированном оборудовании намечено осуществление 18 типовых технологических процессов точной и малоотходной штамповки.

Новый кузнечно-штамповочный цех АвтоЗИЛа характеризуется высокими технико-экономическими показателями. Проектная мощность цеха — свыше 100 тыс. т поковок в год. Рост производительности труда составит 40—50%. Общая годовая экономия металла по цеху составит 11000 т.

Создается и изготовляется в ПО «Воронежтяжмехпресс» новое автоматизированное горячештамповочное оборудование для Ижевского машиностроительного завода. Особенность создания нового цеха заключается в том, что он был спроектирован и подготовлен к установке универсальных КГШП. В настоящее время осуществляется его перестройка на автоматизированные процессы и оборудование. В цехе будет действовать 37 АЛ, в том числе с роботами и манипуляторами. Основная номенклатура поковок — легкие детали, удлиненные и круглые в плане, с годовым выпуском в среднем 200—600 тыс. шт. Они будут изготовляться на линиях с КГШП усилием 1000—2500 тс.

Ведется проработка нового кузнечно-штамповочного цеха Горьковского автозавода (ГАЗ) производительностью 70 тыс. т поковок в год. В основу цеха закладываются прогрессивные процессы малоотходной штамповки и высокопроизводительное автоматизированное горячештамповочное оборудование ПО «Воронежтяжмехпресс». В составе оборудования цеха: проектируемая АЛ для изготовления коленчатых валов с КГШП усилием 8000 тс; АЛ для штамповки поковок шестерен с зубом, в которую входит КГШП усилием 6300 тс; механизированная линия для штамповки круглых в плане поковок с КГШП усилием 8000 тс и другое оборудование.

ПЕРСПЕКТИВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ И РАЗВИТИЯ КГШП

В последнее десятилетие зарубежными фирмами, ПО «Воронежтяжмехпресс» на основе анализа информационных материалов, опыта создания и эксплуатации КГШП, результатов проводимых испытаний и исследований КГШП осуществлено и осуществляется много мероприятий по совершенствованию конструкций, оптимизации параметров, расширению эксплуатационных возможностей, специализации, дальнейшему развитию КГШП.

Выбор КГШП в зависимости от типа производства, которое обеспечивает оптимальные решения для определенного вида поковок, — одна из актуальных задач. Принцип работы и конструкция КГШП в основном определяют оптимальную производительность,

Автор: Администрация Общая оценка статьи: Опубликовано: 2011.08.02 Обновлено: 2020.03.04

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

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

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.
Читать еще:  Хотите купить шлифовальные станки по дереву б/у в Москве?

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.

Особенности кривошипных горячештамповочных прессов

ГОСТ 6809-87
(CT СЭВ 1828-79,
CT СЭВ 1275-87)

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ПРЕССЫ КРИВОШИПНЫЕ ГОРЯЧЕШТАМПОВОЧНЫЕ

Параметры и размеры. Нормы точности

Hot stamping crank presses. Parameters and dimensions.
Norms of accuracy

Дата введения 1989-01-01

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством станкостроительной и инструментальной промышленности

РАЗРАБОТЧИКИ

А.С.Григоров, А.М.Барский, В.Н.Горожанкин, Г.А.Купырева

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 28.08.87 N 3408

3. Стандарт содержит все требования СТ СЭВ 1828-79, СТ СЭВ 1275-78, PC 1166-74

5. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

Обозначение НТД, на который дана ссылка

6. Ограничение срока действия снято по протоколу N 3-93 Межгосударственного Совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 5-6-93)

7. ПЕРЕИЗДАНИЕ (август 1998 г.) с Изменением N 1, утвержденным в марте 1988 г. (ИУС 6-88)

Настоящий стандарт распространяется на кривошипные горячештамповочные прессы (далее — прессы), предназначенные для производства поковок из черных и цветных металлов и сплавов, изготовляемые для нужд народного хозяйства и экспорта.

Стандарт не распространяется на прессы двойного действия. Степень соответствия настоящего стандарта СТ СЭВ 1828-79, СТ СЭВ 1275-87 приведена в приложении 1.

1. ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ И РАЗМЕРЫ

1. ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ И РАЗМЕРЫ

1.1. Основные параметры и размеры прессов должны соответствовать указанным на черт.1 и в табл.1.

Примечание. Чертеж не определяет конструкцию пресса.

Наименование основных параметров и размеров

Номинальное усилие пресса, кН

Наименьшее расстояние между столом (промежуточной плитой, установленной на столе) и надштамповой плитой ползуна в его нижнем положении, Н, ±1,0

Величина регулировки расстояния между столом и ползуном, не менее

величина хода ±3,0

усилие, кН, не менее

величина хода ±3,0

усилие, кН, не менее

Размеры стола**, не менее:

Размеры ползуна**, не менее:

Размеры окон в стойках пресса, не менее:

________________
* Определяется максимально допускаемой частотой включений муфты и тормоза.

** Размеры, ограничивающие на столе (ползуне) габариты устанавливаемого штампа.

Примечание. Методы расчета удельной массы и удельного расхода энергии приведены в приложении 2.

1.2. Размеры Т-образных пазов для крепления штампов в столах, ползунах и подштамповых плитах должны соответствовать указанным на черт.2 и в табл.2.

Номинальное усилие пресса, кН

1. Допускается вместо фасок , , выполнять скругление угла радиусом, не превышающим размеры фасок.

2. Допускается занижение дна паза на ширине на глубину, соответствующую значению . В углах, образуемых при занижении дна, следует снять фаски или углы скруглить.

1.3. Расположение и размеры мест крепления штампов устанавливает изготовитель.

1.4. Прессы должны быть оснащены:

устройствами, обеспечивающими безопасность работы в соответствии с ГОСТ 12.2.113*;
______________
* На территории Российской Федерации действует ГОСТ 12.2.113-2006. — Примечание изготовителя базы данных.

устройствами для съема и установки штамповых вставок;

устройствами для автоматической смазки и сдува окалины из ручьев штамповых вставок;

указателями технологического усилия.

1.5. По требованию потребителя прессы должны быть изготовлены:

с величиной хода и величиной усилия нижнего выталкивателя, увеличенными в 2,5 раза по сравнению с ходом и усилием, указанными в табл.1;

с количеством штырей нижнего выталкивателя до трех штук;

с устройствами загрузки заготовок на первую позицию штампа, грейферными перекладчиками и транспортерами для отвода отштампованных изделий.

1.6. Конструкция прессов должна обеспечивать возможность встраивания их в автоматизированные комплексы, автоматические линии, в том числе оснащенные промышленными роботами.

1.7. На прессы, изготовляемые для экспорта или входящие в состав автоматизированных комплексов и автоматических линий, допускается изменение параметров верхнего и нижнего выталкивателей пресса, указанных в табл.1.

2. НОРМЫ ТОЧНОСТИ

2.1. Общие требования при проведении проверок — по ГОСТ 15961.

Перед проверкой пресс должен быть выверен по уровню в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Отклонение от горизонтального положения верхней поверхности стола пресса не должно превышать 0,1 мм на длине 1000 мм.

Проверка пресса должна проводиться при величинах зазоров, установленных ТУ на конкретный пресс в соответствии с минимальными зазорами, обеспечивающими движение ползуна под нагрузкой, с учетом допустимого температурного расширения ползуна и направляющих при включенных устройствах, уравновешивающих ползун.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

2.2. Если конструктивные особенности пресса не позволяют произвести измерение на длине, к которой отнесен допуск, то последний должен быть выбран для наибольшей возможной длины измерения по соответствующей степени точности ГОСТ 24643.

2.3. Для проверок должны применяться следующие средства измерения:

уровень брусковый с ценой деления 0,02 мм по ГОСТ 9392;

поверочные линейки типа ШД, класса точности 1 по ГОСТ 8026;

поверочные угольники 90° типа УШ, класса точности 1 по ГОСТ 3749;

набор щупов класса точности 1 по ТУ 2-034-225;

концевые плоскопараллельные меры длины по ГОСТ 9038;

индикатор типа ИЧ класса точности 1 по ГОСТ 577;

штативы для измерительных головок типа ШМ-II и ШМ-III по ГОСТ 10197.

2.4. Допуск плоскостности и параллельности верхней и нижней поверхностей надштамповой плиты — не более 0,08 мм на длине 1000 мм. Выпуклость не допускается.

2.5. Нормы точности и методы проверок прессов должны соответствовать указанным в пп.2.5.1-2.5.5.

Отклонение от плоскостности равно разности показаний наибольшего и наименьшего значений толщины щупа, проходящего между проверяемой поверхностью и нижней поверхностью линейки.

Отклонение от плоскостности равно разности показаний наибольшего и наименьшего значений толщины щупа, проходящего между поверхностью ползуна и нижней поверхностью линейки.

Проверка плоскостности нижней поверхности ползуна проводится до установки его на пресс.

Допускается проводить проверку плоскостности нижней поверхности ползуна на собранном прессе при помощи поверочной линейки и щупа.

2.5.3. Параллельность нижней поверхности надштамповой плиты ползуна поверхности стола или верхней поверхности подштамповой плиты.

Отклонение от параллельности на длине 1000 мм не должно превышать:

0,16 мм — при усилии пресса до 25000 кН;

0,20 мм — при усилии пресса св. 25000 кН.

На поверхность клинового стола или подштамповой плиты, установленной на столе 1 (черт.5), устанавливают на стойке индикатор 2 так, чтобы его измерительный наконечник касался поверхности надштамповой плиты ползуна 3.

Отклонение от параллельности измеряют между столом (подштамповой плитой) и надштамповой плитой ползуна в его нижнем положении и при среднем положении регулировки в двух взаимно перпендикулярных направлениях и в четырех точках: четыре крайние точки по две в каждом из указанных направлений.

Отклонение от параллельности определяют как наибольшую разность показаний индикатора в крайних точках проверки.

2.5.4. Перпендикулярность хода ползуна к верхней поверхности подштамповой плиты или стола.

Отклонение от перпендикулярности на длине 1000 мм не должно превышать:

0,6 мм — при усилии пресса до 25000 кН;

0,8 мм — при усилии пресса св. 25000 кН.

На подштамповую плиту, установленную на столе, или клиновой стол 1 (черт.6) устанавливают угольник 2. Стойку индикатора 3 крепят к нижней поверхности ползуна 4 так, чтобы его измерительный наконечник касался измерительной поверхности угольника 2.

Измерение проводится на полной длине хода ползуна вниз при среднем положении регулировки в двух взаимно перпендикулярных плоскостях.

Отклонение от перпендикулярности определяют как наибольшую разность показаний индикатора на длине хода ползуна.

2.5.5. Радиальное и торцевое биение маховика

Радиальное и торцевое биение маховика не должно превышать допуска, указанного в табл.3.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector