Высечные ножницы

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в конструкции кривошипных механических ножниц для резки листового материала, например высечных. Цель изобретения - повышение производительности. Высечные ножницы содержат ползун 1, соединенный с основным коленным рычагом 2 кривошипно-коленного механизма привода ползуна 1. Опорная ось 8 дополнительного коленного рычага 4 сочленена с кривошипно-коромысловым механизмом регулировки хода ползуна 1. На кривошипном валу 7 закреплено зубчатое колесо 12, которое находится в зацеплении с зубчатым колесом 13 с тем же числом зубьев, установленным на дополнительном валу 14. На кривошипном 7 и дополнительном 14 валах закреплено не менее чем по два противовеса 15, 16 и 17, 18 на каждом валу по разные стороны относительно вертикальной плоскости симметрии высечных ножниц. Не менее чем один из этих противовесов установлен с возможностью поворота относительно своего вала и фиксации в заданном положении. При работе высечных ножниц возникают инерционные нагрузки, основная часть которых уравновешивается за счет выбора величины дисбалансов противовесов и положения радиусов их центров. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (11 4 " 23 D 15/12

5.ЫОИЗВ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

i 11; :.11м 1Е "..

Г Бб 491

Фиг.1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

Il0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4238365/31-27 (22) 17.03.87 (46) 23.12.89. Бюл. и 47 (71) Воронежский технологический институт б (72) И.Д.Церлюк, Л.П.Пономарев и Н.Н.Париенко (53) 621.967 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

11/ 431000, кл. В 23 D 25/12, 197.1. (h4) ВЫСЕЧНЫЕ НОЖНИЦЫ

57) Изобретение относится к обработе металлов давлением и может быть использовано в конструкции кривошип2 ных механических ножниц для резки листового материала, например высечных. Цель изобретения — повышение производительности. Высечные ножницы содержат ползун 1, соединенный с основным коленным рычагом 2 кривошипноколенного механизма привода ползуна

1. Опорная ось 8 дополнительного коленного рычага 4 сочленена с кри вошипно-коромысловым механизмом регулировки хода ползуна 1. На кривошипном валу 7 закреплено зубчатое колесо 12, которое находится в зацеплении с зубчатым колесом 13 с тем же числом зубьев, установленным на

1530343

55 дополнительном валу 14. На кривошипном 7 и дополнительном 14 валах закреплено не менее чем по два противовеса 15, 16 и 17, 18 на каждом валу по разные стороны относительно вертикальной плоскости симметрии высечных ножниц. Не менее чем один из этих противовесов установлен с возИзобретение относится к машиностроению, а именно к конструкции кривошипных механических ножниц для резки листового материала, например высечных.

Цель изобретения — повышение производительности.

На фиг.1 изображена кинематическая схема высечных ножниц при рабочем

I кривошипно-коленном механизме О, А

В Е Со 01, расположенном в крайнем положении, соответствующем нижнему положению его ползуна, и при крайнем положении I кривошипно-коромыслового механизма регулировки хода полэупа 0<1 С F. 0 (показан штриховыми

1 I линиями), соответствующем одиночным ходагг полэуна, а также показано второе крайнее положение рабочего криво.шипно-коленного механизма О,А В Е С 0„

I 1 (штриховые линии со сдвоенным пунктиром); на фиг. ? — кинематическая схема высечных ножниц при рабочем I ðèâîøèïíî-коленном механизме 01 А, В, С, О,, расположеннnM sa

II П II крайнем положении, при котором кривошип и шатун находятся по одну сторону относительно оси кривошипного вала, и при крайнем положении II кривоыиппо-коромыслового механизма регулировки хода ползуна Q„ц G Е О>

II Ir (показано штриховыми линиями), соответствующем его сдвоенным ходам; на фиг.3 — сечение по осям .От -О и

О, -Q<< кривошипного и дополнительного валов при кривошипе Q„ А рабочего кривошипно-коленного. механизма, расположенном в секущей плоскости между осяг1и О.г -07 и 0„ -0«.

Высечные ножницы содержат полэун

1, размещенный в направляющих станины и связанный шарниром С с основным коленным рычагом 2 рабочего кривошипно-коленного механизма О, АВЕРНО,, связанныгг в свою очередь с осью 3

35 можностью поворота oTHo(.HTpJIbHA своего вала и фиксации в заданном положении. Нри работе высечных ножниц возникают инерционные нагрузки, основная часть которых уравновешивается за счет выбора величины дисбалансов противовесов и положения радиусов их центров. 2 э.п. ф-лы, 3 ил. коленного шарнира В, которая связана с дополнительным коленным рычагом

4 и с шатуном 5. Шатун 5 связан шарниром А с кривоыипом 6 кривошипного вала 7, а дополнительныц коленный рычаг 4 сочленен шарниром F. с опорной осью 8, связанной с KopotfblcJIoM 9 и шатуном 10 кривошипно-коромыслового механизма 0« GEO> регулировки хода полэуна. Шатун 10 связан с кривошипом 11 упомянутого механизма регулировки. На кривошипном валу 7 закреплено ведуцее зубчатое колесо 12, которое находится в зацеплении с дополнительньв1 зубчатым колесом 13 с тем же числом зубьев, закрепленным на дополнительном валу 14. На кривошипном валу 7 закреплено не менее двух противовесов 15 и 16 с возможностью поворота хотя бы одного иэ них относительно кривошипного вала

7 и фиксации в заданном положении, а на дополнительном валу 14 закрепI дено не менее двух противовесов 17 и 18 с возможностью поворота хотя бы одного из них относительно дополнительного вала 14 и фиксации в заданном положении. Противовесы 15 и 17 расположены по одну сторону относительно вертикальной плоскости, проходящей через продольную ось полэуна

1 перпендикулярно оси 0 -07 кривошип ного вала 7, а противовесы 16 и 18 по другую сторону упомянутой плоскости. Противовес 15 кривошипного вала 7 и противовес 17 дополнительного вала 14 выполнены в виде дебалансных полумуфт, например зубчатых, установленных на консоли 19 кривошипного вала 7 и на консоли 20 дополнительного вала 14 с возможностью регулировочного поворота относитель»о своих консолей и фиксации в заданном положении в соединении с основными зубчатыми полумуфтами 21, !

530 43

10!

5 .закрепленными на тех же консолях !9 и 20 (bur.3).

На другой консоли кривошилного вала чакреплена ступица ведомого звена привода, например шкива 22 клипоременной передачи. Противовесы

16 и 18 выполнены в виде дебалансных элементов зубчатого колеса !3 и шкива 22 (Ьиг.3).

Величины дисбалансов масс 1:, и

D!6 противовесов 15 -и 16 кривошипного вала 7 выбраны ич условий

D(g+D(6 (пв+0,5!чв) Г6 (1)

Die hiS D ieh (6 (2) и расстояние от нее до их центра;

D, и Ь,в — дисбалансы масс лроТНВоВ0соВ !8, расположенных по другую сторону относительно упомянутой вертикальной плоскости, и расстояние от нее до их центра;

m — масса полчуна с приведенной частью массы основного коленного рычага 2; 2 Гб /12 ф 6/14 5 Гб /15 где l), - и Ь1з дисбалансы масс противовесов 15, расположенных по одну сторону относительно упомянутой вертикальной плоскости, и расстояние от нее до их центра; дисбалансы масс противовесов t6, расположенных по другую сторону относительно упомянутой вертикальной плоскости, и расстояние от нее до их центра; масса кривошипа 6 с приведенной частью массы шатуна 5; часть массы шатуна 5 и часть массы основного 2 и дополнительного 4 коленных рычагов, приведенные к коленной оси 3; радиус кривошила 6. алансов масс В!! H 1!8 и 18 дополнительного из условий

D,,6и 1(6

1 ц +1! б 015 (шв+шс о t+>y) (®з + 5», (3) (4) Dn hn 1 в1 в ° где D Ь,.

Величины дисб противовесов 17 вала 14 выбраны дисбалансы масс противовесов 17, расположенных ло одну сторону относительнс упомянутой вертикальной плоскости, 1 1 — длины основного 2 и дополнительного 4 коленных рычагов

1 - — длина шатуна 5;

Ж, -,-9(,%,/(Ъ,+Ъ );

М, е,/Г Ж = е /Г; ЭЕ =е /Г

25 е — расстояние от оси 07 кривошилного вала 7 до линии

Вогб, проходящей череч крайние положения В и Re колено ной оси 3; е — расстояние от линии, проходящей через опорную ось 8 параллельно продольной оси полэуна 1, до этой оси; е>- расстояние от той же линии, проходящей через опорную ось 8, до среднего положения

В коленной оси 3. 1

35

l

Углы о установки радиусов центров масс противовесов 15 и f6 относительно линии продолжения кривошипа АО и

45> углы установки радиусов центров масс противовесов 17 и 18 относительно линии, проходящей через точку 0 14параллельно кривошипу 7, находят по следующему алгоритму. Вычисляют иэ значения g» P1,и kg, ttg для двух крайних положений Р Л В Fl О и о о о

От А6 В6 ЕС60 Рабочего кривошипноколенного механизма и принимают средние значения: например, для положения Е центра опорной оси 8, олреде, Г ляемого положением механизма регулиГ ? ровки О„ь Е С!9 ло Лиг.1 (положение

I) угол е =0,5(оС, + ос ), В =0,5(В< +

+В ); например, для положения F.

1530343

+Л16) Я7 °

2 дА6 у

50 центра опорной оси 8, определяемого положением механизма регулировки

0„< Г Е Оч по Лиг.2, угол о тт it ll

=05(oC, +,,), P =05(P, + ) . В частном случае (<чиг.2) покачало и

Высечные ножницы работают следующим образом.

Вращение от электродвигателя передается на ведомое звено привода 22 и далее на кривошипиый вал 7. При этом возникают центробежные силы инерции от неуравновешенных масс т> кривошипа 6 и шатуна 5, приведенных к точке А, величина которых определяется

Где Я > — угловая cKopocth кривошипного нала 7.

Шатун 5 преобразует вращательное движение кривошипного вала 7 в качательное движение дополнительного коленного рычага 4. При этом возникает сила инерции массы m, приведенной к точке В, основную часть которой составляет ее касательная составляющая первого порядка F определяемая известным образом

m r <(cos g< X< Ú sing, )biz где С, — угол между продольной осью 0>АО кривошипа 6 и линией, проходящей через центр 0 кривошипного ва1 ла 7 параллельно упомяну той линии В<,В .

Дополнительный коленный рычаг 4 передает движение через ось 3 коленного шарнира Р на основной коленный рычаг 2 и через него — на полчун 1, совершающий нозвратно-поступательное движение. При этом возникает сила инерции, составляющая первого порядка которой Р определяется

Fc m Г6Я (% + A0 (cos CP, +

Х,Ъ,з и Ч, ), .

Вращение от кривошипного вала и закрепленного па нем ведущего зубчатого колеса 12 передается на дополнительное зубчатое колесо 13 с тем же числом зубьев, установленное на дополнительном валу 14. В речультате дополнительный вал 14 вращается с угловой скоростью Я,, равной угловой скорости криношипного вала Я

5 и направленной в противоположную ей сторону.

При вращении противовесов, закрепленных на кривошипном 7 и на дополнительном 14 валах, возникают центробежные силы инерции, величины которых определяются известным образом

Поскольку величины дисбалансон

Р,з, D 6, D

1 I

Ь

I I 2

1< 1 соз 0 Гп ч сон 1 х mA Г6Яу +

z z

+те Лт ™с ь < ®i+ ч)" 4>P е

2 Я 2 т«гас < -0,5тег а, -0,5тьгб т

-0,5тсгь Мо (<А +<А ) (Жg 9 4,+Ж, %1У, О, где j arcsin(Æ,Ú ) величина угла . I т

40 между продольной осью кривошипа 6 и ползуна 1 н положении I при (P 0;

cos $ 1

Ы =arcsiп(т Ж 9 +z Ж (%,+

+h ) ) /(2mA +r

Т

0> А продолжения кривошипа 6 в положении 1; cos c<. = 1;

m М. (Ф, +71 ) -m Е, h s

1 2

=агсз дп- — — - — — — — -"; — - — с а ® + 4) (+ +++с "д

55 величина угла установки радиусов центров масс противовесов 17 и 18 относительно линии, параллельной

1 продольной оси 0> А, кривошипа 6 в положении 1; cos p 1.

1530343 ш Xo (!!|+34)-ш чину

+, h ) -М, а5) = О. ш !! +0,5 пз

Проекция AcT

6 в положении I, при. угле р =0, составляет величину

I т, r

d F! F сов Г sing Г sin() (Ц, О)

= шсгв Р2 4) У7 -(m!!+0,5 г! гвЫ7 " г

0 5 (mg3C, Ъ g+mggg2 (% +7!4) ) шв +0,5ns

0 5(шв+г!с<о(2+ 4) М4+ 5) гв!)т"

З 0 шв+m М (1!2+% 4) (! 94+ 5

Проекция остаточной силы инерции первого порядка на продольную ось

0 Л кривошипа 6 в положении I, I о

» при угле Ч! — — составляет вели2

I 1 I

ДГ ЕД Iс Г 7cosoL +F„I4cos р, (g,* »/2) швгв 7 !!!с о (!!2+а4) 1! гь(" 7

- (и !! +О, 5 m I!) rs с 7 +О, 5 (m s +

+ сЯф(%2+%4) (МР 4 дс1 !5) Г.,Я, "с ге о(2+ а4) (й„(0,5 (З !Ф 4+

Последний сомножитель представляет разность двух достаточно маль!х и близких по величине значений параметров кривошипно-коленного механизма высечных ножниц и близок к нулю.

Проекция остаточной силы инерции первого порядка на ось, перпендикуг лярную продольной оси !17А кривошипа 6, в положении I по h r.1, при !! угле !!! = 2, составляет величину !!

ДР - -Fs+FÄ7»ng -Р„!4»n р (ср, =! /2) шв®I>s га Я +(па+0,5тв) г6 Q7 "

0 5(n KIh +mc Яо (% 7!4) ) 5 (шь+!!!с со (1!2+ !4) (! 4+

+ 1 д гб !

I I шс с о (1!2 4) !!!. с с 1! 5 ш!!+ „ (2+ ) (S4+ з.

) Поскольку уравновешивание сил инерции первого порядка достиГнуто Н для углов g, =0 и (!, = ---, оно имеет место и для всех остальных значений

g,в положении I.

Пои переводе из положения О С Е 0> механизма регулировки хода

I !! ползуна 1 в другое положение противовесы 15 и 16 устанавливают под другим

15 углом сс. к продольной оси 0 А кривог.ипа 6, а противовес 17 и 18 — поп другим углом к линии, параллельной продольной Оси 07Л кривошипа 1. Рели20 чины углов о!. и р Определяют по Описанному алгоритму. 77ебалансные полумуйты 15 и 17 сдвигают вдоль КоНсолей 19 и 20 до их рассоединения с основными полумуфтами 2 1, поворачивают на требуемые углы и р — р и л Г

25 вновь сдвигают вдоль консолей 19 и

20 до их соединения с основными полумуфтами 21 (!!иг.3).

Поскольку расстояния от центров

30 масс противовесов до вертикальной плоскости 0„4Л! 7 (фиг.3), проходящей через центральную продольную ось полэуна 1 перпендикулярно оси !!7О7 кривошипного вала 7, выбраны из условий (2) и (4), моменты сил инерции первого порядка относительно координатных осей, находяцихся в упомянутой плоскости, равны нулю.

4Обормула из обретения

1. Высечные ножницы, содержащие станину, кривошипный вал, смонтированньп! в опорах станины, шатун, шар45 нирпо связанный с кривошипным валом и несуций коленный шарнир, основной и дополнительные коленные рычаги, связанные с коленным шарниром, полэун, установленный в направляющих станины и связанный с основным коленным рычаго:!, опорную ось, установленную на дополнительном коленном рычаге, и кривошипно-коромысловый механизм регулировки хода ползуна, связанньп! с опорной Осью О т л и ч а ю ц и е с я тем, что, с целью повышения производительности, они снабжены уравновешивающим механизмом, выполненным в виде не менее двух

1530343 (4) D ц hII ° П16Ь16, где D q и

D16

° II противовесов, закрепленных на кривошипном валУ IIO P 31161e T II Hei oT носительно вертикальной плоскости, проходящей через продольную ось ползуна перпендикулярно оси кривошипного вала, дополнительного вала, установленного в опорах станины параллельно кривошипному валу, не менее двух дополнительных противовесов, 10 закрепленных на дополнительном валу по разные стороны от упомянутой вертикальной плоскости, двух одинаковых зубчатых колес, закрепленных на кривошипном валу и дополнительных валах с воэможностью взаимодействия между собой, при этом по крайней мере один иэ противовесов установлен с возможностью регулировочного поворота относительно своего вала. 20

2. Ножницы по п.1, о т л и ч а— ю щ и е с я тем, что один иэ противовесов кривошипного и один из проти вовесов дополнительного валов выполнены в виде дебалансных зубчатых муфт, установленных на консолях этих валов с воэможностью регулировочного поворота.

3. Ножницы IIn п.1, о т л и ч а— ю щ и е с я тем, что величины дисбалансов масс В,зи Э,6 противовесов кривошипного вала выбраны иэ условий, D< +D<6 (шд +0,5шь) г6 (1) ленньм рычагов, привеt денные к коленной оси;

Г6 — радиус кривоиипа а величины дисбалансов Масс D <7 и D

Рц +D<60>5(mg+mс®о(да+М ®А+

Ь1т - дисбалансы масс противовесов, расположенных по одну сторону относительно упомянутой вертикальной плоскости, и расстояние от нее до их центра;

h 1s - дисбалансы масс противовесов, расположенных по другую сторону относительно упомянутой вертикальной плоскости, и расстояние от нее до их центра;

m — масса ползуна с при-

С веденной частью массы основного коленного рычага;

D,â h» -"16h

16 16

4 гДе Л 1з и h

ЯС1 Е

КОЛЕННОЙ ОСИ; расстояние от линии, проходящей через опорную ось параллельно продольной оси пол9УНар ДО ЭТОЙ OCHр расстояние от той же линии, проходящей через опорную ось, до среднего положения коленной оси. е

1 2 е длины ОснОВнОГО и допол кительного коленных рычагов;

ls- длина шатунами

1530343

iz

ФяЗ

Составитель Ю.Филимонов

Корректор В.Кабаций

Техред М.дидик

Редактор Л.Зайцева

Подписное

Тираж 831

Заказ 7809 12

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Проиэводственно-иэдательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул. Гагарина, 101