Устройство для прессования предметов, а также пресс высокого давления

 

Изобретения относятся к области обработки металлов давлением и могут быть использованы при прессовании предметов, в частности сминаемых емкостей, заполненных громоздкими деталями, например радиоактивными отходами. Устройство для прессования содержит фундаментную плиту, станину и установленный с возможностью перемещения в станине штамп с размещенной в нем головкой, выполненной с возможностью поворота относительно станины. Головка содержит расположенный по центру палец, который одним концом соединен с возможностью поворота со штампом так, что обеспечивается возможность поворота головки в штампе. На другом конце пальца имеется резьбовой хвостовик для фиксированного от проворота крепления в головке штампа. Упомянутая головка выполнена сменной. Пресс высокого давления, в частности гидравлический пресс для прессования, содержит фундаментную плиту, станину и перемещаемый в станине штамп с поворотной относительно станины головкой, имеющей возможность поворота относительно штампа посредством пальца, соединенного одним концом со штампом. В результате обеспечивается уменьшение нагрузки, передаваемой головкой штампа на станину. 2 с. и 9 з.п.ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к устройству и гидравлическому прессу высокого давления для прессования предметов с фундаментной плитой, станиной и с головкой штампа, выполненной с возможностью перемещения в станине.

Подобные устройства стали известными в различных формах выполнения и являются пригодными для прессования предметов различных форм. Известны, например, устройства более легкой конструкции для узко ограниченных и низких требований к силе давления, которые выполнены в основном как струбцины (GB 1513367). Устройства, пригодные для прессования сминаемых барабанов, заполненных отходами, должны удовлетворять, однако, высоким критериям относительно силы давления и конструкции. Прежде всего при этом может идти речь о радиоактивных или иначе загрязненных отходах, которые заключены в бочки или другие подходящие емкости.

Во время процесса сжатия для прессования на головку штампа могут воздействовать силы, действующие в окружном направлении. Эти силы создаются громоздкими деталями (например, стальными трубами) в сминаемом барабане и воздействуют на станину устройства. В известных устройствах станина должна поэтому соответственно рассчитываться и выполняться с большими размерами так, что в результате возникают более высокие конструктивные затраты. Несмотря на эту сложную конструкцию, повреждение за счет сил, действующих в окружном направлении, не может быть исключено. В частности, громоздкие стальные детали или детали в форме труб могут создавать значительные силы в окружном направлении.

Задачей настоящего изобретения поэтому является уменьшение сил, передающихся посредством головки штампа на станину.

Согласно изобретению эта задача в устройстве для прессования предметов с фундаментной плитой, станиной и с выполненным с возможностью перемещения в станине штампом с размещенной на штампе головкой штампа, которая выполнена с возможностью поворота относительно станины, решается за счет того, что головка штампа содержит расположенный по центру палец, который на одном конце соединен с возможностью поворота со штампом так, что головка штампа установлена с возможностью поворота в штампе, а палец на другом конце снабжен резьбовым хвостовиком для фиксированного от проворота крепления в головке штампа так, что головка штампа выполнена сменной.

Как только громоздкие детали при прессовании заклиниваются и создают силу в окружном направлении, головка штампа поворачивается относительно станины и тем самым относительно фундаментной плиты. За счет этого заклиненные громоздкие детали освобождаются так, что в окружном направлении больше не действует никакая сила. Установка с возможностью поворота головки штампа предотвращает воздействие в окружном направлении сил на станину, которая поэтому может быть рассчитана на меньшие нагрузки.

Устройство содержит, таким образом, штамп, на котором установлена с возможностью поворота головка штампа. Штамп служит для приложения необходимой силы на головку штампа. За счет разъема между штампом и головкой штампа можно дополнительно устанавливать известные устройства. Кроме того, возможной является замена головки штампа.

Далее, головка штампа содержит расположенный по центру палец, который на одном конце соединен со штампом с возможностью поворота. Вес головки штампа несет палец, который просто и с малыми затратами установлен на штампе с возможностью поворота.

Кроме того, палец на другом конце снабжен резьбовым хвостовиком для фиксированного от проворота крепления на головке штампа. Резьбовой хвостовик позволяет быстрое и простое крепление, а также быструю смену пальца.

Предпочтительные формы выполнения и дальнейшего развития изобретения следуют из зависимых пунктов формулы изобретения.

Согласно предпочтительной форме выполнения палец нагружен предварительным напряжением. Предварительное напряжение выбрано предпочтительно несколько больше, чем сила веса головки штампа. Тем самым головка штампа удерживается в каждом положении в определенном месте на штампе, а не прилегает к штампу только при прессовании. За счет этого надежно предотвращаются повреждения в области поверхностей соприкосновения между штампом и головкой штампа.

В предпочтительной форме дальнейшего развития другой конец пальца опирается в штамп через шайбу и шпильку с резьбой. Этот другой конец пальца связан со штампом с возможностью поворота. Установка с помощью шайбы и шпилек с резьбой позволяет простую и выгодную с точки зрения затрат конструкцию без специальных опор.

Согласно предпочтительной форме выполнения палец выполнен с возможностью поворота относительно шайбы. Относительное движение между шпильками с резьбой и шайбой, а также между шайбой и штампом не имеет места. Износ вследствие вращения головки штампа относительно штампа поэтому происходит только в области шайбы и пальца, которые оба могут легко заменяться.

Предпочтительно шпильки с резьбой опираются на расположенную в штампе шайбу. Как только в единичных случаях возникает движение шпилек с резьбой относительно штампа, между шпильками с резьбой и штампом нет никакого непосредственного контакта. Повреждения могут появляться только на пальцах с резьбой и шайбе, которые могут быстро и просто заменяться.

Согласно предпочтительной форме выполнения шпильки с резьбой для опоры головки штампа входят в окружную канавку. Эта окружная канавка обуславливает боковое направление шпилек с резьбой и тем самым фиксацию головки штампа.

В предпочтительной форме выполнения шпильки с резьбой предварительно напряжены посредством тарельчатых пружин. Тарельчатые пружины позволяют достичь больших сил предварительного напряжения при малой потребности места и малых затратах. Сила предварительного напряжения может изменяться быстро и просто за счет замены тарельчатых пружин без каких-либо сложных операций.

Предпочтительным является то, что штамп и головка штампа центрированы относительно друг друга через заплечик. За счет этого обеспечивается определенное положение головки штампа относительно станины в каждом положении поворота. Заплечик одновременно воспринимает возможно возникающие поперечные силы и разгружает палец, который соединяет головку штампа со штампом.

Предпочтительным является то, что штамп с головкой штампа выполнен подвижным в основном в вертикальном направлении посредством гидравлики, причем выполнена с возможностью поворота относительно станины только головка штампа. То есть штамп с головкой штампа является подвижным вверх и вниз, например, посредством соответствующего гидравлического устройства. При этом поворотным, как правило, является не штамп, а только головка штампа.

Согласно изобретению вышеуказанная задача в прессе высокого давления, в частности гидравлическом прессе высокого давления для прессования предметов, в частности для прессования емкостей, содержащих громоздкие детали, с фундаментной плитой, станиной и со штампом, выполненным с возможностью перемещения в станине, решается за счет того, что в штампе установлена головка штампа, выполненная с возможностью поворота относительно станины, причем головка штампа содержит расположенный концентрично палец, который соединен с возможностью поворота одним концом со штампом так, что головка штампа установлена в штампе с возможностью поворота. Так как пресс высокого давления, в частности гидравлический пресс высокого давления, может создавать силы давления порядка нескольких тысяч тонн, в частности в области около 2000 тонн, является возможным, что при прессовании громоздких деталей они заклиниваются и создают силы в окружном направлении, которые лежат в области от нескольких тонн до нескольких сотен тонн, в частности в области от 50 до 200 тонн. Как только подобные громоздкие детали заклиниваются, головка штампа поворачивается относительно станины и тем самым относительно фундаментной плиты так, что заклиненные громоздкие детали освобождаются и силы в окружном направлении существенно уменьшаются. В частности, в области названного в качестве примера нагружения силой давления такого пресса высокого давления и связанных с этим возможных названных в качестве примера сил в окружном направлении названное решение задачи согласно изобретению дает существенные преимущества как при конструктивном расчете такого пресса высокого давления, так и при выполнении процесса прессования с таким прессом высокого давления.

Дальнейшая предпочтительная форма выполнения предусматривает в указанном прессе высокого давления, в частности в гидравлическом прессе высокого давления, что палец на другом конце снабжен резьбовым хвостовиком для фиксированного от проворота крепления в головке штампа так, что головка штампа выполнена сменной. Так, в частности, при высокой нагрузке силой давления в прессе высокого давления является особенно выгодным, если после возможного износа головки штампа она выполнена заменяемой. Преимущество, в частности, состоит в том, что не нужно заменять или с большими затратами демонтировать и снова монтировать весь штамп, для того чтобы установить новую головку штампа. В противоположность этому, согласно изобретению, привинченная головка штампа является легко отделяемой от штампа и, таким образом, сменной.

Ниже изобретение описывается более подробно с помощью примера выполнения, который схематически представлен на чертеже. При этом показывает: Фигура 1 схематический вид соответствующего изобретению устройства или пресса высокого давления и Фигура 2 крепление головки штампа в увеличенном масштабе на штампе в названном устройстве или прессе высокого давления.

Представленное на Фигуре 1, соответствующее изобретению устройство 10 содержит фундаментную плиту 11, станину 12, штамп 13 и головку штампа 14. Далее предусмотрен держатель 15, во внутреннее пространство 20 которого установлена бочка 16. Головка штампа 14 выполнена с возможностью перемещения относительно станины в направлении стрелки 18. Для движения служит штамп 13, который содержит подходящие устройства, не представленные на фигуре более подробно. При спрессовывании бочки 16 находящиеся в бочке 16 громоздкие предметы могут вызывать силы, действующие на головку штампа 14 в окружном направлении. Это обстоятельство обусловлено громоздкими частями нецентрированного введения силы давления на прессуемый предмет (например, бочку, которая может содержать такие предметы).

В прессе высокого давления, в частности гидравлическом прессе высокого давления, на подлежащий прессованию предмет прилагаются силы давления в области нескольких тысяч тонн, в частности в области порядка 2000 тонн. Это может явиться следствием того, что в окружном направлении возникают силы от одной тонны до нескольких сотен тонн. Головка штампа 14 поэтому установлена на штампе 13 с возможностью вращения вокруг своей средней оси 17 в направлении стрелки 19. За счет этого головка штампа 14 выполнена поворотной относительно станины 12. В частности, в гидравлическом прессе высокого давления возможные действующие в окружном направлении силы, таким образом, значительно уменьшаются.

На Фигуре 2 представлено подробно соединение между штампом 13 и головкой штампа 14. Головка штампа 14 содержит расположенный по центру палец 21, который снабжен для фиксированного от проворота крепления на головке штампа 14 резьбовым хвостовиком 22. На другом конце пальца 21 расположена шайба 24, которая соединена через кольцо 25 с пальцем 21 с возможностью вращения, но фиксированная в аксиальном направлении. На шайбе 24 расположены несколько равномерно распределенных по окружности шпилек 28 с резьбой. Шпильки 28 с резьбой опираются в окружной канавке 30 на другую шайбу 23. Эта шайба 23 расположена на штампе 13.

Как только при прессовании возникает сила в окружном направлении головки 14 штампа, последняя поворачивается вместе с пальцем 21. Шайба 24 и шпильки 28 с резьбой в идеальном случае не движутся. Если напротив возникает вращательное движение шайбы 24 в направлении стрелки 19, шпильки 28 с резьбой надежно направляются за счет окружной канавки 30. В любом случае возможно вращение головки 14 штампа в направлении стрелки 19 вокруг своей средней оси 17. Износ штампа 13 или головки 14 штампа надежно предотвращается за счет шайб 23, 24 и шпилек 28 с резьбой.

Шпильки 28 с резьбой могут быть предварительно напряжены посредством тарельчатых пружин 29. Это предварительное напряжение нагружает палец 21 и выбирается большим, чем сила веса головки 14 штампа. На Фигуре 2 представлено, что головка 14 штампа за счет предварительного напряжения вследствие тарельчатых пружин 29 прижимается снизу к штампу 13. Головка 14 штампа тем самым находится постоянно в точно определенном положении относительно штампа 13. Повреждения штампа 13 или головки 14 штампа во время прессования поэтому исключены.

Для центрирования между штампом 13 и головкой 14 штампа служит заплечик 27 на головке 14 штампа. Заплечик 27 принимает край 26 на штампе 13. Заплечик 27 принимает при необходимости поперечные силы, появляющиеся при прессовании, и разгружает, таким образом, палец 21. Необходимая для прессования сила прикладывается через поверхность 32 соприкосновения между штампом 13 и головкой 14 штампа. Сбоку заплечика 27 между штампом 13 и головкой 14 штампа предусмотрено промежуточное пространство 31. Это промежуточное пространство 31 уменьшает поверхность 32 соприкосновения между штампом 13 и головкой 14 штампа. За счет этого уменьшается обрабатываемая поверхность так, что возникают меньшие затраты на изготовление. Также необходимая для поворота головки 14 штампа в направлении стрелки 19 сила уменьшается так, что на станину 12 в окружном направлении воздействуют только очень малые силы.

За счет возможности вращения головки 14 штампа относительно станины 12 силы, воздействующие на станину 12, значительно уменьшаются и в идеальном случае полностью исчезают. Поэтому станина 12 может быть рассчитана на меньшие нагрузки.

Формула изобретения

1. Устройство для прессования предметов, содержащее фундаментную плиту 11, станину 12 и установленный с возможностью перемещения в станине 12 штамп 13 с размещенной в нем головкой 14 штампа, отличающееся тем, что головка 14 штампа выполнена с возможностью поворота относительно станины и содержит расположенный по центру палец 21, соединенный одним концом со штампом 13 так, что головка 14 установлена с возможностью поворота в штампе 13, а другой конец пальца 21 снабжен резьбовым хвостовиком 22 для фиксированного от проворота крепления в головке 14 штампа, при этом упомянутая головка 14 выполнена сменной.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что палец 21 нагружен предварительным напряжением, в частности, предварительным напряжением, величина которого превышает вес головки 14 штампа.

3. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что другой конец пальца 21 опирается на штамп 13 через шайбу 24 и шпильку 28 с резьбой.

4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что палец 21 выполнен с возможностью поворота относительно шайбы 24.

5. Устройство по п. 3 или 4, отличающееся тем, что шпилька 28 с резьбой опирается на шайбу 23, расположенную в штампе 13.

6. Устройство по любому из пп. 3-5, отличающееся тем, что шпилька 28 с резьбой входит в окружную канавку 30 для опоры головки 14 штампа.

7. Устройство по любому из пп. 3-6, отличающееся тем, что шпилька 28 с резьбой предварительно напряжена посредством тарельчатой пружины 29.

8. Устройство по любому из пп. 1-7, отличающееся тем, что штамп 13 и головка 14 штампа сцентрированы друг относительно друга через заплечик 27.

9. Устройство по любому из пп. 1-8, отличающееся тем, что штамп 13 с головкой 14 штампа выполнен подвижным в вертикальном направлении посредством гидравлики.

10. Пресс высокого давления, в частности, гидравлический пресс высокого давления для прессования предметов, в частности, емкостей, содержащих громоздкие детали, содержащий фундаментную плиту 11, станину 12 и выполненный с возможностью перемещения в станине 12 штамп 13 с установленной в нем головкой 14 штампа, отличающийся тем, что головка 14 штампа выполнена с возможностью поворота относительно станины 12 и содержит концентрично расположенный палец 21, который одним концом соединен с возможностью поворота со штампом так, что головка 14 штампа установлена в штампе 13 с возможностью поворота.

11. Пресс по п. 10, отличающийся тем, что палец 21 снабжен расположенным на другом его конце резьбовым хвостовиком 22 для фиксированного от проворота крепления в головке 14 штампа 13 так, что упомянутая головка 14 выполнена сменной.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2