Безмуфтовый механический пресс
MECHANICAL PRESS WITHOUT CONNECTOR

Изобретение относится к кузнечно-прессовому оборудованию и может быть использовано в конструкциях механических прессов.
Известен принятый в качестве аналога безмуфтовый механический пресс  (см. патент SU 1774921 А3, МПК  В30В 15/14, опубл. 07.11.1992), содержащий механизм переменной структуры и гидравлическую систему управления со сложным взаимодействием элементов системы управления во время переключения режимов с рабочего на холостой, что существенно снижает надежность работы и долговечность данного пресса.
В качестве аналога рассматривается механизм переменной структуры  (см. патент РФ 2 219 059 С2, МПК В30В 1/26,  опубл. 20.12.2003), в котором для переключения режимов с рабочего на холостой и обратно предусмотрено использование гибкого тросика, перемещающего шпонку, соединяющую для обеспечения рабочего режима эксцентриковую шайбу и конверсионное звено. Необходимость использования управляющего тросика и шпонки в системе соединения непрерывно движущихся эксцентриковой шайбы и конверсионного звена снижает надежность включения рабочего режима и его отключения, а, следовательно, и долговечность механизма.
Известен принятый в качестве прототипа механический пресс (патент RU 2 217 314 С2, МПК В30В 1/26, В30В 15/14,  опубл. 27.11.2003) состоящий из подвижно установленных на станине кривошипа и ползуна, соединенных друг с другом ломающимся двухзвенным шатуном, безмуфтового электромагнитного механизма управления прессом в виде установленного на станине электромагнита с сердечником,  передаточного механизма в виде коромысла, шарнирно соединенного со звеном ломающегося шатуна, средств управления электромагнитом безмуфтового пресса.
Наличие большого числа элементов управления (электромагнита, якоря электромагнита управления с двуплечим рычагом, передаточного механизма системы управления, ограничителей, пружин), совершающих относительно малые перемещения, которые должны вызывать заметные перемещения массивных звеньев рычажного механизма безмуфтового пресса, существенно снижают надежность и долговечность механического пресса по патенту RU 2 217 314 С2, МПК В30В 1/26, В30В 15/14,  опубл. 27.11.2003.
Таким образом, всем трем рассмотренным безмуфтовым прессам свойственны сложные гидравлические, электромеханические или механические системы переключения режимов работы прессов, снижающие их надежность, долговечность и срок службы.
Задача изобретения - повышение надежности, долговечности и срока службы безмуфтового пресса, экологической чистоты, техники безопасности и улучшение условий труда при его обслуживании.
Поставленная задача решается тем, что в предложенном безмуфтовом прессе, содержащем стойку, выполненные заодно со станиной пресса, подвижно установленные на стойке кривошип и рабочий ползун, соединенные друг с другом двухзвенным ломающимся шатуном, состоящим из верхнего и нижнего колен, вспомогательное коромысло, соединяющее нижнее колено шатуна с управляющим ползуном, и устройство управления, связанное с управляющим ползуном.
Данные существенные признаки и принципиально новое техническое решение проявляют технические свойства, не известные как в принятом прототипе, так и ни в одном из известных безмуфовых прессов.
На фиг. 1 изображена кинематическая схема рычажного семизвенного (с учетом стойки) механизма ABCEDF предлагаемого безмуфтового пресса в рабочем режиме, а на фиг. 2 - в холостом.
Механический безмуфтовый пресс содержит установленную на станине пресса (на фиг. 1, 2 не показана) стойку 1 с подвижно соединенными с ней кривошипом 2, рабочим ползуном 3 и управляющим ползуном 4. При этом  кривошип 2 жестко связан с маховиком, соединенным гибкой передачей с валом злектродвигателя (на фиг. 1, 2 маховик, гибкая передача и электродвигатель не показаны). Кривошип 2 и рабочий ползун 3 соединены шарнирно ломающимся двухзвенным шатуном, образованным верхним 5 и нижним 6 коленами, при этом нижнее колено 6 двухзвенного ломающегося шатуна и управляющий ползун 4 соединены друг с другом  вспомогательным коромыслом 7, шарнирно соединенным со звеньями 6 и 4. Управляющий ползун 4 жестко связан с выходным звеном устройства управления 8, например, штоком пневмодвигателя (на фиг. 1, 2 выходное звено устройства управления  и устройство управления показаны условно).
Механический безмуфтовый пресс с ломающимся шатуном работает следующим образом.
R
R
V
N
V
V
V
V
R
N
N
N
N
R
В рабочем режиме безмуфтового пресса (фиг. 1) управляющий ползун 4 неподвижно удерживается устройством управления  в положении F, при этом рабочее усилие пресса от кривошипа 2 к рабочему ползуну 3 передается через колена 5 и 6, образующие ломающийся двухзвенный шатун. Вспомогательное коромысло 7 выполняет в рабочем режиме роль подвижной опоры для колена 6. Полный ход S рабочего ползуна 3 от положения D  до положения D в рабочем режиме соответствует перемещению подвижных звеньев механизма из положения ABCDEF в положение ABCDEF и равен двум радиусам кривошипа 2.
W
V
N
При подаче управляющего сигнала в устройство управления 8 на выключение рабочих ходов пресса (переход на холостой режим) выходное звено (на фиг.1, 2 показано условно) управляющего устройства 8, например, шток пневмодвигателя, перемещает управляющий ползун 4 в неподвижное положение  F (фиг. 2). Такое перемещение управляющего ползуна 4 через воздействие вспомогательного коромысла 7 на колено 6 двухзвенного ломающегося шатуна приводит к «слому» двухзвенного ломающегося шатуна и к перемещению рабочего ползуна 3 выше области DD рабочих ходов рабочего ползуна 3.
W
0
1
1
1
1
1
W
0
0
0
0
W
W
W
W
W
W
W
W
W
W
W
W
W
W
W
1
Рабочий ползун 3 при таком  положении управляющего ползуна 4  совершает при вращении кривошипа 2 малые перемещения S (порядка 4% от  полного перемещения рабочего ползуна). Малые перемещения рабочего ползуна 3 объясняются его движением от верхнего положения D(D), соответствующего предельным положениям ABCDEF и ABCDEF подвижных звеньев механизма в режиме холостого хода, до нижнего положения D, соответствующего положению механизма ABCDEF и ABCDEF, при котором вспомогательное звено 7 и сторона ED колена 6 ломающегося шатуна BCD оказываются на одной прямой EDF.
Перемещения рабочего ползуна 3 в режиме холостого хода ввиду их малости   можно принять за приближенную остановку рабочего ползуна 3 в верхнем положении и считать пресс работающим на холостом ходу.
R
W
Следовательно, управление механическим безмуфтовым прессом для перевода его из рабочего режима в холостой и обратно с холостого на рабочий сводится к простому перемещению управляющего ползуна 4  из положения Fв положение F и обратно.
Указанное техническое решение позволяет обеспечить повышение надежности, экологической чистоты и долговечности пресса, а также повышение его срока службы и упрощение условий обслуживания при эксплуатации.
Таким образом, предложенная конструкция механического безмуфтового пресса, позволяющая за счет перемещения одного звена менять режим работы пресса, обеспечивает выполнение требований по обеспечению экологической чистоты окружающей среды при выполнении цели патентной заявки.