Тормоз кривошипного пресса
Владельцы патента RU 2280197:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" (RU)
Изобретение относится к области машиностроения, в частности к конструкциям тормозов кривошипных прессов, предназначенных для поглощения энергии движущихся элементов конструкции исполнительного механизма пресса и ведомой части муфты. Тормоз кривошипного пресса содержит корпус, нажимной диск, пневматический поршень, тормозные пружины, крышку и уплотнение. На корпус тормоза шарнирно установлен редукторный узел с прижимающим пневмоцилиндром. На входном валу редукторного узла установлен фрикционный ролик, контактирующий с тормозным диском. Тормозной диск укреплен на приводном валу, а на редукторном узле, установленном на кронштейне, на его входном валу установлена шестерня, которая приводит в движение шестерню, установленную на валу асинхронного генератора. Техническим результатом является возможность рекуперативного торможения, позволяющего утилизировать энергию торможения и возвращения энергии в сеть, а также увеличение ресурса основного тормоза и повышение надежности за счет обеспечения резервирования. 3 ил.
Изобретение относится к машиностроению, в частности к конструкции тормозов кривошипных прессов, предназначенных дня поглощения энергии движущихся элементов конструкции исполнительного механизма пресса и ведомой части муфты.
Известны конструкции приводов с [1] нормально замкнутым тормозом, содержащим ведущую полумуфту, взаимодействующую с ведомой полумуфтой, имеющую возможность ограниченного осевого перемещения, и нормально замкнутый тормоз, подпружиненный по оси, подвижный элемент которого связан с ведомой полумуфтой, при этом с целью упрощения конструкции привода на торцах полумуфт выполнены трапецеидальные кулачки, высота которых больше высоты осевого перемещения ведомой полумуфты.
Недостатком данного тормоза является сложность конструкции, низкая износоустойчивость, обусловленная наличием кулачков.
Наиболее близким к заявленному по совокупности существенных признаков является нормально замкнутый тормоз [2], содержащий тормозной узел, взаимодействующий по средствам замыкающей пружины с вращающимся диском, связанным с ротором электродвигателя, установленного в корпусе, а также отжимное устройство, при этом с целью улучшения его эксплуатационных свойств тормозной узел выполнен в виде неподвижного диска и подпружиненного от него свободно установленного на ступице вращающегося диска, тормозного диска, на торцевых поверхностях, которых имеются лунки с размещенными в них шариками, а отжимное устройство выполнено в виде шарнирно закрепленного в корпусе и воздействующего на тормозной диск двуплечного рычага и контактирующего с его концом регулируемого упора, жестко связанного со статором электродвигателя, установленного на подшипниках.
Недостатком данного тормоза является невозможность рекуперации энергии торможения. Между тем, потери энергии на торможение достигают значительных величин. В частности, установленная мощность привода различных кузнечно-прессовых машин: кривошипных прессов, автоматов, ротационных вальцов, ножниц, винтовых прессов достигает в среднем 50-15 кВт. В то же время КПД данных устройств в среднем не превышает 30%. Из оставшихся 70% приблизительно 30% приходится на потери в муфте, а оставшиеся 40% на потери в тормозе. Это приводит к усложнению и удорожанию тормоза, а так же к различным проблемам, связанным с отводом тепла.
Изобретение направлено на достижение рекуперативного торможения, позволяющего утилизировать энергию торможения и возвращать ее в сеть.
Это достигается тем, что в тормозе, содержащем корпус, нажимной диск, пневматический поршень, тормозные пружины, крышку и уплотнение согласно изобретению на корпус шарнирно установлен редукторный узел с прижимающим пневмоцилиндром, при этом на входном валу редукторного узла установлен фрикционный ролик, контактирующий с тормозным диском, при этом тормозной диск укреплен на приводном валу, а на редукторном узле, установленном на кронштейне, на его входном валу установлена шестерня, которая приводит в движение шестерню, установленную на валу асинхронного генератора.
Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 изображен заявляемый тормоз, вид сбоку частично в разрезе, на фиг.2 - вид со стороны пресса, на фиг.3 - вид сверху.
Тормоз кривошипного пресса включает в себя приводной вал 1, корпус 2, прикрепленный консольно к станине, корпус редукторного узла 3, в котором на подшипниках 4 установлен вал 5 с роликом 6, диск 7 с вставками 8 из ретинакса, нажимной диск 9, связанный болтами 10, на который надеты тормозные пружины 11 с поршнем 12, при этом между поршнем и цилиндром установлено уплотнение 13, тормозной диск имеет ступицу 14 и укреплен на приводном валу с помощью клиновой шпонки 15, редукторный узел установлен на кронштейне 16, на его входном валу установлена шестерня 17, которая приводит в движение шестерню 18, установленную на валу асинхронного генератора 19, редукторный узел установлен в шарнире 20 и с помощью шарнира 21 прикреплен к штоку 22 пневмоцилиндра 23, который прикреплен к корпусу с помощью шарнира 24. Крепление шарнира 21 осуществляется с помощью консоли 25.
Тормоз работает следующим образом: при отжатии ролика 6 от диска 7, то есть при верхнем положении редукторного узла - см. фигуру 2, при выдвинутом штоке 22 цилиндра 23 работа тормоза не отличается от работы прототипа, то есть при сбросе давления пружина 11 прижимает диск 9 к тормозным вставкам диска 7 и далее к корпусу 2, а при подаче давления пружины 11 сжимаются и тормоз растормаживается. Однако особенностью данного тормоза является возможность рекуперативного торможения. В частности перед сбросом давления в основном цилиндре с поршнем 12 цилиндр 23 включается на втягивание штока 22, при этом редукторный узел 2, поворачиваясь в шарнире 20, прижимает ролик 3 к цилиндрической поверхности диска 7. Ролик 6 вращает вал 5 с шестернью 17, далее вращается шестерня 18, установленная на валу генератора 19. Генератор 19 подключен к частотно - регулируемому электроприводу, который позволяет ему работать во II квадранте, отдавая энергию в сеть, вплоть до достижения критической минимальной скорости, после чего на минимальной скорости вращения вала 1 возможно включение основного тормоза с поршнем 12 и отведение ролика 6 в исходное верхнее положение, после чего цикл работы повторяется.
По сравнению с традиционными тормозами данная конструкция обеспечивает возврат до 30-40% затраченной электроэнергии, что обеспечивает энергосбережение, увеличивает ресурс основного тормоза, уменьшает потери на его нагрев, увеличивает надежность за счет обеспечения резервирования.
Источники информации
1. А.С. СССР №549622 - Привод с нормально замкнутым тормозом /В.М.Юрин, B.C.Абакумов. - опубл. 05.03.77, Бюл. №9, М.кл.2 F 16 D 67/02.
2. A.C. СССР №422886 - нормально замкнутый тормоз /В.И.Панюхин - опубл. 05.04.74, Бюл. №13, М.кл.2 F 16 D 67/02.
Тормоз кривошипного пресса, содержащий корпус, нажимной диск, пневматический поршень, тормозные пружины, крышку и уплотнение, отличающийся тем, что на корпус шарнирно установлен редукторный узел с прижимающим пневмоцилиндром, при этом на входном валу редукторного узла установлен фрикционный ролик, контактирующий с тормозным диском, при этом тормозной диск укреплен на приводном валу, а на редукторном узле, установленном на кронштейне, на его входном валу установлена шестерня, которая приводит в движение шестерню, установленную на валу асинхронного генератора.
