МУФТА КРИВОШИПНО-ШАТУННОГО ПРЕССА
CLUTCH OF CRANK PRESS

Изобретение относится к машиностроению, в частности к приводу фрикционных муфт кривошипно-шатунных прессов, преимущественно с дисковой рабочей поверхностью.
Известна конструкция пневматических приводов муфт [Кузнечно-штамповочное оборудование: учебник для ВУЗов / А.Н.Банкетов и др., под ред. А.Н.Банкетова . - 2-е изд., - М.: Машиностроение, 1982, §3.3, с.62-69], имеющих опорные диски, диафрагмы, подводящие головки, которые работают таким образом, что при впуске воздуха мембрана смещает нажимной диск, вставки зажимаются между опорными нажимными дисками, благодаря чему возникает момент трения.
Наиболее близким аналогом по совокупности существенных признаков является привод фрикционной муфты, содержащий маховик с корпусом, имеющим окна на цилиндрической поверхности и смонтированный в нем ведущий диск, взаимодействующий через фрикционные накладки с ведомым диском, имеющим отверстия, при этом, с целью повышения службы путем снижения тепловой напряженности снабжен дефлекторами, закрепленными на торцах ведомого диска, а маховик имеет ступицу и обод, жестко связанные между собой радиально расположенными ребрами, а последние выполнены в виде вентиляторных лопаток [А.С. СССР №666328, заявка №2338338/25-27 от 22.03.76, опуб. 05.06.79, бюл. №21 / А.В. Новиков, В.В. Корнилов, В.В. Каржан, А.Г. Крупенко, - / фрикционная муфта].
Недостатком данного привода является необходимость использования двух энергоносителей: электрической энергии сжатого воздуха, низкий КПД, возможность выброса масляных паров в атмосферу цеха, большой шум при выхлопе из пневмоцилиндров.
Изобретение направлено на упрощение конструкции, повышение быстродействия при обеспечении большого усилия, равномерно передаваемого на площадь нажимного диска.
Это достигается тем, что в приводе муфты кривошипно-шатунного пресса, содержащей нажимной, опорный и ведомый диски, привод перемещения нажимного диска, имеющий крышку, при этом привод перемещения нажимного диска выполнен в виде модулей, каждый из которых содержит шток, установленный с возможностью поступательного перемещения и передачи усилия на нажимной диск, торцевой электродвигатель с ротором, установленным на валу и магнитно связанным с внешними и внутренними статорами, установленными на станине кривошипно-шатунного пресса, а также механизм преобразования крутящего момента, соединенный посредством планетарного редуктора с валом ротора и связанный со штоком.
Сущность изобретения иллюстрируется чертежом, где на фиг.1 изображен заявленный привод муфты пресса, разрез в вертикальной плоскости, на фиг. 2 - вид на внешние и внутренние статоры со стороны воздушного зазора с проекциями роторов, на фиг.3 изображена кинематическая схема одного из модулей привода.
Привод муфты пресса включает в себя маховик 1, на котором закреплен опорный диск 2 и крышка 3. Крышка закреплена с помощью шпилек 4. Маховик на валу установлен консольно, вращение валу передается ведомым диском 5, расположенном на шлицах вала. В диске 5 установлены фрикционные вставки 6 из материала типа ретинакса или ферродо. Также имеется нажимной диск 7. Нажимной диск имеет кольцевую выемку, стойку 8, которая установлена на станине пресса. На стойке закреплены внешние 9 и внутренние 10 кольцевые статоры, которые через воздушный зазор связаны с дисковым ротором 11, установленном на валах 12 модульных приводов, в состав которых входят редуктор и преобразователь крутящего момента, которые размещены в корпусе 13. Нажимной диск 7 направляется и фиксируется по шлицам 14 и движется благодаря выдвижению штоков 15 приводов. Кроме того, по периферии маховика 1 и нажимного диска 7 установлены пружины 16. Внешний статор образован внешними статорными модулями 17, каждый и которых представляет собой законченное электротехническое изделие и содержит основание, магнитопровод и трехфазную обмотку. Модуль генерирует перемещающееся магнитное поле, аналогичное вращающемуся, на только в его плоском (развернутом) варианте. Такие модули обычно входят в состав линейных приводовконвейеров, когда в качестве ротора выступает алюминиевая доска. Внутренний статор составлен из аналогичных внутренних роторов 18. В центре стойки 8 и крышки 3 имеются отверстия для обслуживания муфты. Следует уточнить, что позициями 17 и 18 обозначены собственно статорные модули на фиг.2, а позициями 9 и 10 - их совокупности (внешний статор 9 и внутренний 10). Зоны действия роторов - их проекции на части модулей обозначены кругами на фиг.2 (6 штук), захватывающими зоны действия статорных элементов 17 и 18. Шток 15 перемещается в поступательных направляющих 19, имеет внутреннюю резьбу 20, которая через тела качения - шары 21 взаимодействует с ходовым винтом 22, который установлен на одном валу 23 с зубчатым колесом 24 с внутренним зацепление» Внутри корпуса модуля закреплено зубчатое колесо 25 с внутренним зацеплением. Ротор 11 вращает шестерню 26 внешнего зацепления, которая закреплена на одном валу 12 в подшипнике 27 с ротором. Между колесами 24 и 25 с одной стороны и 26 с другой стороны установлено несколько сателлитов в водиле 28. Каждый из сателлитов представляет собой зубчатый блок 29 из двух шестерен, которые вращаются на валах 30 в подшипниках 31 водила.
Привод муфты пресса работает следующим образом: при подаче команды на включение модули статора подключаются к сети, причем направление перемещения поля в модулях внутренних и внешних статоров противоположное. Если, для примера, принять, что направление перемещения поля во внутренних статорах по часовой стрелке, а внешних против часовой стрелки, то, как видно из фиг.2, в дисковых роторах, 11 асинхронного типа возникает движущий момент, заставляющий вращаться роторы против часовой стрелки. Вращение роторов 11, следовательно, и валов 12 приводит к вращению шестеренок редуктора и преобразователя крутящего момента, который преобразует момент вращения выходных валов редукторов в перемещении штока 15 справа налево. Штоки, перемещаясь, перемещают нажимной диск 7, сжимают пружины 16 и прижимают нажимной диск 7 к вставкам 6. Вставки 6, посаженные в гнездах диска на ходовой посадке, зажимаются между опорным 2 и нажимным 7 дисками, благодаря чему возникает момент трения, передаваемый на вал, роторы 11 стопорятся, статорные элементы отключаются, происходит рабочий ход пресса, Затем статорные элементы переподключаются в обратном направлении, роторы раскручиваются в обратном направлении, штоки 15 идут слева направо, диск 7 отодвигается вправо под действием пружин 16 по шлицам 14, контакт между вставками 6 ведомого диска 5 и опорным диском 2 нарушается, кинематическая связь между маховиком и валом пресса разобщается, напряжение со статорных элементов снимается, привод готов к повторению цикла.
Рассмотрим более подробно работу модулей. Поступательное выдвижение штоков 15 в направляющих 19 связано с работой винтовой пары качения, т.е. с взаимодействием внутренней резьбы 20 через шары 21 с наружной резьбой винта 22. Винт, установленный на валу 23 вращается совместно с колесом 24, которое в свою очередь приходит во вращение из-за взаимодействия зубчатого блока 29 из двух шестерен с зубцами колес 24 и 25 при перемещении зубчатого блока и его вала по орбитальной траектории в водиле 28.
Данная конструкция по сравнению с известивши аналогами имеет следующие технико-экономические преимущества:
1) отсутствует надобность в сжатом воздухе;
2) наличие нескольких модулей, например 6 (фиг.2), приводит к распространению эффективной площади воздушного зазора по всей поверхности внешнего и внутреннего статоров, что обеспечивает равномерность возникновения больших усилий, передаваемых на площадь нажимного диска - минимум 6 точек контакта;
3) в состав привода не входит ременная передача, что также увеличивает быстродействие из-за сочетания с модульностью и минимальной длиной кинематических цепей;
4) поскольку для включения муфты и разгона ведомых частей за короткое время необходим момент значительно меньший, чем расчетный, взятый из условия преодоления полезного сопротивления, то появляется возможность управления включением с помощью задания некоторого оптимального закона включения статоров, при этом данный закон может быть непрерывным, а не двухступенчатым, который обычно применяется в пневматических приводах;
5) возможность введения регулирования рабочего момента приводит к уменьшению динамического момента в валопроводах, что повышает надежность пресса в целом.