4.1 Основні ознаки конструктивного поділу універсальних кривошипних пресів

 

В залежності від конструктивного виконання основних деталей та вузлів розрізняють такі універсальні кривошипні преси:

1)            вертикальні, горизонтальні та з нахилом;

2)            одностійкові та двостійкові;

3)            відкриті та закриті;

4)            з відкритим та закритим приводом;

5)            з кривошипним, колінчастим чи ексцентриковим валом, з шестерне-ексцентриковим приводом;

6)            одно- та багатокривошипні;

7)            з одно- та багатоступеневим приводом;

8)            з верхнім та нижнім приводом.

 

В залежності від розташування направляючих станини та напрямку руху головного повзуна розрізняють вертикальні, нахилені та горизонтальні преси. Преси з нахилом оснащені спеціальним пристосуванням, яке дозволяє виконувати нахил станини пресу від її горизонтального положення на 30...40 °.

 

В двостійкових пресах головка шатуна виконавчого механізму розміщена між опорами валу, а в одностійкових – з однієї сторони, т.т. на виступаючій консолі кривошипного головного валу.

 

В залежності від форми станини розрізняють відкриті та закриті преси. Відкриті преси мають С-подібну станину, що забезпечує зручний доступ до столу пресу спереду та з боків. Проте, жорсткість такої станини менша, що погіршує умови роботи штампу. Закриті преси мають станину рамного (аркового) типу, з доступом до робочого простору спереду та з задньої сторони.

 

За зовнішнім оформленням конструкції розрізняють преси з відкритим та закритим приводом, іноді з герметизованим приводом.

 

Згідно конструктивного виконання розрізняють преси з ведучим кривошипним головним валом, який може бути виконаний у вигляді кривошипного, колінчастого чи ексцентрикового валу, та преси з шестерне-ексцентриковим приводом.

 

В залежності від кількості кривошипів (ексцентриків) та відповідно кількості шатунів розрізняють одно- та багатокривошипні преси, т.т. одно- та багатошатунні чи багатоточкові. Багатошатунна підвіска повзуна покращує умови його роботи та дозволяє нецентральне навантаження при робочому ході.

 

Суттєві відмінності між пресами пов’язані також зі структурою кінематичної схеми приводу. В швидкохідних пресах використовуються одна чи дві ступені передач від двигуна до головного валу виконавчого механізму. В тихохідних пресах з малим числом ходів повзуна передбачають від двох до чотирьох ступенів передач.

 

4.2 Кривошипні преси загального призначення

 

Незважаючи на наявність великої кількості видів сучасних пресів, різних за своїм призначенням, близько 90 % всього парку кривошипних машин складають кривошипні преси загального призначення. Вони є досить універсальними машинами і придатні для виконання багатьох операцій листового та об’ємного штампування.

 

За сучасною класифікацією преси загального призначення є відкритими та закритими (рис. 4.1).

Відкриті преси можуть бути одностійковими та двохстійковими. Станина відкритих одностійкових пресів має коробчасте січення. В двохстійкових пресах станина складається з двох несучих стійок, що з’єднані місцевими ребрами та приливами. Це дає можливість передбачити наскрізний простір на рівні штампового простору для полегшення видалення відштампованих деталей.

 

Одностійкові преси мають дві модифікації – з нерухомим та рухомим столом. Двохстійкові відкриті преси можуть бути з нахилом та без нахилу станини. Преси з нахилом встановлюють на спеціальні стійки, на яких вся станина пресу може повертатись. Площина столу пресу може складати кут 30...35 ° до горизонталі, що полегшує видалення деталей після штампування.

 

Преси з нахилом та без нахилу можуть бути одно- та двохкривошипними. В довхкривошипних пресах повзун, великої довжини, підвішений на двох шарнірах до двох ідентичних кривошипно-шатунних механізмів.

 

 

 

 

Рис. 4.1 – Класифікація конструкцій універсальних кривошипних пресів загального призначення

 

 

Закриті преси також бувають одно-, двох- та четирьохкривошипні. Число кривошипних механізмів визначає розміри штампувального простору. Суттєвою особливістю конструкції приводу є розміщення його валу (валів). Застосовують перпендикулярне та паралельне до фронту преса розміщення валів. Двох- та чотирьохкривошипні закриті преси можуть конструюватись з верхнім та нижнім розміщенням приводу.

 

4.3 Відкриті преси загального призначення

 

В промисловості переважає штампування дрібних та середніх деталей, що обумовило широке розповсюдження відкритих пресів. Ці порівняно прості та надійні машини складають до 85 % всього парку кривошипних пресів.

 

Преси без нахилу з паралельним фронту розташуванням колінчастого валу за останній час знаходять все більше застосування, поступово витісняючи одностійкові преси. Ці преси мають більш вдале компонування колінчастого валу, без наявності консольного ексцентрику, що дозволяє зменшити розміри валу, збільшити величину ходу повзуна та зробити роботу на пресі більш безпечною. Преси без нахилу станини найбільш часто застосовують при зусиллях 63…400 тс.

 

Відкриті універсальні листоштампувальні преси іноді проектують з столом-рогом, що значно збільшує штамповий простір. Їх використовують при виконанні операцій, які неможливо здійснити при звичайних конструкціях столу. Зокрема, в дрібносерійному виробництві, це можуть бути такі операції, як відгинання кромки, фальцювання, обробка габаритних кільцеподібних деталей (типу ободів).

 

Для габаритних штампів та громіздких деталей застосовують двохстійкові преси з рухомим столом, номінальним зусиллям 10…160 тс. Застосування рухомого столу зменшує загальну жорсткість пресу, тому ці преси не використовують для точного штампування.

 

Відкриті двохстійкові преси з нахилом зусиллям 63…160 тс. (ГОСТ 9408-89) завдяки універсальності та зручності використання є найбільш розповсюдженими в листовому штампуванні (рис. 4.2). Як правило ці преси є швидкохідними, більше 80 ходів повзуна за хв.

Станини відкритих пресів можуть бути литими та зварними. Одностійкові станини коробчастого типу є більш жорсткими. Для підвищення жорсткості відкритих пресів іноді використовують стяжні болти, але це ускладнює обслуговування пресу.

 

У відкритих однокривошипних пресах регулювання ходу повзуна виконується за рахунок проміжної ексцентрикової втулки, розміщеної на шийці кривошипного валу. Закриту висоту пресу регулюють гвинтом шатуна.

 

Рис. 4.2 – Схема конструкції відкритого універсального кривошипного пресу з нахилом станини

1 – основа станини; 2 – станина; 3 – повзун; 4 – шатун; 5 – маховик;

6 – клинопасова передача; 7 – електродвигун; 8 – виштовхував; 9 – запобіжний пристрій; 10 – механізм регулювання закритої висоти; 11 – механізм регулювання ходу повзуна; 12 – привід засобів автоматизації; 13 – гальмо;

14 – ресивер; 15 – муфта; 16 – зрівноважував; 17 – головний вал;

18 – пневмоподушка

 

Відкриті преси номінальним зусиллям більше 160 кН оснащують зрівноважувачами повзуна 16 та запобіжниками від перевантаження.

 

4.4 Конструкція ексцентрикової втулки відкритих пресів

 

Відкриті універсальні преси переважно оснащують механізмом регулювання величини ходу повзуна за допомогою спеціальної ексцентрикової втулки, що розміщення на кривошипі головного валу.

 

Принцип роботи механізму регулювання ходу повзуна за допомогою ексцентрикової втулки можна зрозуміти за його типовою конструкцією (рис. 4.3).

Рис. 4.3 – Конструкція та принципова схема механізму регулювання величини ходу повзуна за допомогою ексцентрикової втулки

1 – ексцентрикова втулка; 2 – кривошип; 3 – механізм фіксації; 4 – шатун; R – радіус кривошипа головного валу; O₁ – вісь кривошипу;  O₂ – вісь ексцентрикової втулки; R_c – результуючий радіус кривошипу ексцентрикового механізму;  r – радіус зміщення осі O₂ по відношенню до осі O₁

 

В даному механізмі шатун 4 посаджений не на шийку кривошипного валу, а на проміжну ексцентрикову втулку 1. При повороті цієї втулки точка O₂ рухається по колу з центром O₁ і таким чином змінюється величина радіусу кривошипу R_c механізму. Максимальне значення ходу повзуна буде коли точка O₂ перебуває на одній лінії з центрами O та O₁. При цьому будемо мати максимальне значення радіус кривошипу ексцентрикового механізму R_c ( R_c=R+r).

 

4.5 Закриті преси загального призначення

 

Висока жорсткість закритих двохстійкових станин дозволяє виготовляти листоштампувальні преси зусиллям 40...3500 тс. Ці преси характеризуються більшими розмірами штампувального простору та мають більші технологічні можливості в порівнянні з закритими пресами. Закриті преси мають, також, більшу величину ходу, але менше число ходів. Їх виготовляють у швидкохідному та тихохідному виконанні.

 

Основні параметри одно- та двохкривошипних пресів: зусилля –  100...1600 тс. при довжині ходу 130...800 мм та числі ходів 6...40 в хв. Номінальні зусилля чотирьохкривошипних пресів 1000...6300 тс. при довжині ходу 250...1000 мм та числі ходів 5...18 за хв. Порівняно мале число ходів обумовлює наявність в системі приводу двох-трьох ступенів зубчастих передач.

 

Однокривошипні листоштампувальні закриті преси (рис. 4.4) призначені для виконання вирубки, витягування та інших операцій листового штампування.

 

Рис. 4.4 – Схема закритого універсального пресу

1 – стіл; 2 – стійка; 3 – повзун; 4 – врівноважувач; 5 – шатун; 6 – пасова передача; 7 – електродвигун; 8 – ресивер; 9 – стяжна шпилька; 10 – поперечина (траверса); 11 – механізм регулювання закритої висоти; 12 – запобіжник; 13 – гідропневматична подушка; 14 – гальмо; 15 – муфта; 16 – маховик; 17 – зубчата передача; 18 – головний вал шестерне-ексцентрикового типу; 19 – виштовхувач; 20 – шпонка

 

Ці преси часто мають зварну конструкцію станини. В повзуні розміщене пристосування для регулювання закритої висоти пресу. В останні роки ці преси виконують із сумуючим типом приводу, коли крутний момент до головного валу передається через два зубчастих колеса 17, розміщених на кінцях валу. Також часто головні вали цих пресів виконані у вигляді шестерне-ексцентрикового приводу 18.

 

Сумуючий тип приводу отримав свою назву тому, що на колеса шестерне-ексцентрикового типу рух передається одночасно двома шестернями проміжного валу. Роздвоєний потік потужності на швидкохідній ступені зубчастої передачі шумується на тихохідній ступені при обертанні шестерне-ексцентрикового головного валу. Крутний момент, що передається кожною шестернею при роботі пресу, суттєво знижується з застосуванням двостороннього приводу. Це дозволяє зменшити розміри зубчатих передач, покращити компоновку приводів, зменшити розміри верхньої поперечини та висоту пресу.

 

Окрему групу однокривошипних закритих пресів складають гарячештампувальні преси. Їх відносять до вертикальних двохстійкових однокривошипних закритих пресів. Преси цього типу випускають зусиллям 4…140 МН з довжиною ходу повзуна 200…500 мм, числом ходів 35…100 в хв. КГШП мають порівняно невеликі розміри штампового простору, але характеризуються високою жорсткістю станини та енергоємністю конструкції.

 

До однокривошипних закритих пресів відносять також обрізні преси, які використовують для обрізки облою штампованих поковок.

 

Двох- та чотирьохкривошипні закриті преси будують переважно з перпендикулярним розміщенням валів приводу по відношенню до фронту преса. Кривошипно-шатунні механізми будують двох типів з обертанням кривошипів в одну сторону, в тихохідних пресах, та в різні сторони. В останньому випадку покращуються умови роботи направляючих пресу, оскільки горизонтальні реакції від шатунів замикаються на повзуні пресу.