Золотниковое устройство для управления сетью гидравлического пресса

 

« В 3 865

-Класа

АвТОРСНОЕ СВИДЕТЕЛЬСТВО HA ИЗОБРЕТЕНИЕ

О ПИСАНИЕ золотиикового устройства для управления сетью гидравлического пресса.

К авторскому свидетельству М. 8. Костогарова, заявленному

19 сентября 1933 года (спр. о перв. Ма 1350ОЗ).

О выдаче авторского свидетельства опубликовано 30 сентября 1934 года. (344) Несмотря на черезвычайную эффективность и универсальность работ современного гидравлического пресса в штамповочно-прессовых работах, его распространение вообще и в частности его конкуренция с механическими прессами тормозится значительным расходом энергии, вследствие необходимости работать на протяжении всего хода пресса силой, превышающей максимальное усилие технологической операции, хотя бы этот участок технологического процесса являлся очень непродолжительным. В этом заключается причина значительного перерасхода энергии.

Вообще большинство технологических диаграмм работы как по обработке металлов, так и в про .:их производствах являются криволинейными контурами действия сил, как примерно показано на фиг. 2 — 3, относящихся к процессам прессовки и вытяжки латунных гильз.

Из фиг. 3 видно, что при Ооычной работе пресса от одной аккумуляторной сети с давлением в 200 атм. приходится из-за небольшого участка а — t высокого давления работать под полным давлением сети в 200 атм. на длине всего участка а — л с затратой энергии в размере площади адфл. Предлагаемое золатник овое устройство имеет целью устранить этот недостаток и дать возможность на каждом участке технологической диаграммы применять только соответственное давление. Так, на участке

1-t — полное давление 200 атм., а на участке i-м — только 100 атм., чем съэкономится энергия в размере площади е-л-к-ф от 30 до 45%.

Ероме поясненных фигурой 3 общих случаев технологических криволинейных диаграмм и предлагаемого применительно к ним золотникового устройства для работы гидро-пресса в пределах давления cern по ступенчатым диаграммам разных давлений, в практике прессовых работ часто встречаются еще другие случаи, когда моментами бывает недостаточно аккумуляторного давления в 200 атм. и необходимо таковое поднимать периодически еще выше, та1, напр., как это показано на фиг. 2, до 400 атм.

В таких случаях обычно применяется гидравлический мультипликато р илп

I индивиду:льный насос. Эти мультипли каторные и насосные сносооы такж» предусмотрены в новом золотниковом устройстве.

Это новое золотниковое устройство для управления сетью гидравлического пресса., преследующе как дости жение эцергетпческой эконоомнп, так и разре. шение производственных задач по поднятию прессующих давлений выше аккумуляторного, сконструировано в виде одного золотника для сети гидро-пресса, включающей в себе:

1) основную аккумуляторную сеть со своими насосами и аккумулятором, давлением в 200 атм.;

2) вспомогательную аккум5.ляторпую сеть давлением в 100 атм., питаемую илп своими насосами с аккумулятором, пли стационарным мультипликатором;

8) прессовый мультипликатор, находящийся при прессе, как его вспомогательный прибор, для поднятия грссс5чощих давлений сверх 200 атм.;

4) индивидуальный насос, II8 указанНЫй На ЧЕРтЕжЕ, ПРИСОЕДПНЕННЫй СВ LcI напорной трубой только к золотнику.

Напорная труба пресса, мультнпликаторный, насосный трубопроводы и трубопровод низкого давления присоединеныены к одной и той же полости золотниковой коробки, а трубопроводы среднего и высокого давления †другой ее полости. Обе полости всегда сообщены между собой посредством узких каналов, имеющих целью гидравлическое торможение критических скоростей.

Золотник управляет лишь включенпем и выключением трубопроводов низкого, среднего и высокого давлений, причем открывание их и закрывание происходит в особой последовательности.

На чертеже фиг. 1 изображает золотниковое устройство и схему насоса с его сетью; фиг. 2 и 3 — примеры индикаторных диаграмм работы пресса; фиг. 4— разрез по АБ золотника на фиг. 1.

Гидро-пресс А (фиг, 1) имеет главный рабочий плун кер 19 работающий под управлением золотника, и ретур-цилиндры 20, дающие обратный ход прессу нри управлении переключателем любой системы.

В данном случае изображен двухклапанный переключатель 14 — 16 завода

Нильсен-Винтер, обычное действие которого заключается в том, что при открытии клапана 14 высокого давления (рычаг в положении 34), клапан 15 низкого давления закрывается и в ретур-цилиндрах появляется высокое давление, каковым давлением главному плунжеру 19 пресса сообщается обратный ход. Наоборот, переводом рычага в положение 35 клапан высокого давления 14 закрывается, а выпускной клапан 15 открывается, чем прекращается действие сжатой среды на главный плунжер штоков ретур-цилиндров.

Золотник 1 передвигается в стальной коробке 2 в осевом направлении и может занимать три положения, соответственно трем положениям 26, 27, 28 рычага, Е коробке 2, согласно чертежу, I подведены: труба 38 от основной сети

Lûñoêoão давления в 200 атм., располоя;енная напротив труба 39 вспс могательпой сети с давлением в 100 атм., труба 17 от какого-либо . ндивцдуального насоса, труба 18 от цилиндра 37 прессового 5,IürI.ï;Ièêàroðà, труба 21 от выпускной сети с: одовоздушным котлом давлением в -1- атм, и труба 10, соединяющая коробку 2 с главным цилиндром 19 пресса.

liU. к, пце золотнпка 1 надета латунная гильза 6. В положении, изображенном на чертеже, когда рычаг золотника находится в положении 28, гильза 6 вышла из втулки 22 и поэтому происх< дит соедннецне главного цилиндра пресса черc з трубу 10, втулку 22 и трубу 21 с ьь .пускной сетью. Наоборот, при положении рычага золотника. 27 или 26, гильза входит во вт5лку 22, ее кромки прим;имаются к втулке и разобщают главный цилиндр пресса с выпускной сетьк .

Во I«высокого давления обеих сетей проникает в пресс через золотник, путем подпимания шариков 23, которые обычно давлением воды сети сильно прижаты к своему седлу по притертой повер ности и не пропускают из труб в золот пковую коробку виду высокого давления. На золотнике вделаны две шпоп(ки 8 и 11, каковые передвигаются вместе

* с золотником. 1 огда рычаг золотника из

1 положения 28 переставляют в положе, ние 27, шпонка 11 толкает и прпнодш.: мает свой шарик 23, отчего произойдет впуск в золотппковую коробку воды д .

I влением 100 атм. Вода устремится через узкие каналы 4 золотника, устраиваемые с цел1ю гидравлического торможения критических скоростей в случаях б ль пх свободных перепадов давления,, с дальнейшим свободным пргходом ее через трубу 10 в главный цилиндр пресса, Плунжер 19 пресса будет работать при этом под давлением в 100 атм.

Когда в ь онце этой прессовки рычаг золотника переводится в следующее voложение 26, то и шпонка 8 толкнет и поднимет свой шарик 23, чем откроется впуск во; ы давлением 200 атм., каковая также 5стремится через каналы 4 и трубу 10 под пл5нжер 19 пресса. Но в то же время эта вода своим давлением отбросит шарик 23 для воды давлением

100 атм. и прижмет его к штуцеру 24 трубы 29, чем автоматически выключается сеть 100 атм. при действии сети 200 атм.

В дальнейшем, соответственно характеру контура технологической диаграммы, можно пользоваться любым положением рычага золотника, причем положение 27 означает прессовку давлением в 100 зтм., положение 26 — прессовку давлением в 200 атм. и положение 28 — выпуск воды и закрытие обоих шариков 23.

Как было уже упомянуто, сеть 200 атм. является основной со своим аккумулятором и па Oc MIJ То же самое оборудовапие предвидится возможным и для сети 100 атм. з случае ее значительных нагрузок по потоку воды. Но если нагрузка сети 100 атм, не велика, то вместо установки в ней самостоятельных акку- мулчторов и насосов можно ограничиться питанием ее из специальных стационарных мультипликаторов Б, каковые в свою очередь приводятся в автоматическое действие от сети 200 атм. и автоматически подают воду в сеть 100 атм., забирая воду из выпускной сети с давлением в 4 атм. Для этого цилиндры 32, 32 имеют переключатели, автоматически переводимые или на сеть 200 атм. или на спуск воды в канализацию. Цилиндры 33, 33 имеют соединение с выпускной сетью с давлением в 4 атм., из каковой они забирают воду, и соединение с сетью

100 атм., куда забранная ими вода автоматически перегоняется под давлением

100 атм., создаваемым плуня;ерами, когда последние находятся под давлением сети

200 атм. Если в сети 100 атм. расхода воды нет, то мультипликаторы сами собой останавливаю тся в состоянии надавливания плунжерами на воду в цилиндрах 33, 33, готовые в любой момент возобновить проталкивание воды в сеть

Ä00 атм., если таковой расх д воды должен возобновиться. Когда мультипликаторы израсходовали всю воду, они автоматически задним ходом делают повторную зарядку цилиндров 33, 33 из сетй

4 атм. Чтобы моменты разряда у мультипликаторов не совпадали, делаются приспособления наподобие насосов Вортингтона для их разнобойной работы.

Работа сети 200 атм. с прессовым мультипликатором для поднятия прессующих давлений до 500 атм. (фиг. 2) производится тем же золотником и теми же перестановками рыча-а, но с выдержкой рычага во времени одной позиции, что будет объяснено в нижеследующем.

1) Пресс не работает, т. е. плунжер его неподвижен. Рычаги золотника 1 и рычаг клапанного переключателя 14 — 16 ретур-цилиндров (фиг. ) находятся соотвественно в положениях 28 и 34.

Плунжеры ретур-цил нндров находятся под высоким давлением и прижимают главный плунжер в его начальном положенип. Мультипликатор (фпг. 2) находится под высоким давлением.

2) Пресс делает холостой ход вперед, для чего рычаг клапанного переключателя переставляется в положение 35, переводящее ретур-цилиндры на выпуск путем поднятия выпускного клапана 15 и закрытия клапана 14 ьысокого давления. Тогда при положении рычага золотника 1 попрежнему в 28, главный плунжер 19 пресса (фиг. 1), не удерживаемый более высоким давлением штоков рет5 р-цилиндров, под давлением вып5-скной сети 4 атм. приходит в холостое движение, пока не сойдутся части штампа, укрепленные на верхней плите пресса и на плунжере 19. Плу жеры мультипликатора В продолжают оставаться в левом положении в виду большей площади цилиндра 36 по сравнению с площадью цилиндра 37 и при одинаковом давлении в 4 атм. в обоих цилиндрах.

3) Пресс прессует на давление сети

100 и 200 атм. после перевода рычага золотника через позыцпн 27, 26 (клапанный рычаг остается в положении 35, 5.стапавлпвающем в пилипдре 36 м5 льтипликатора давление 4 атм ), тогда вода высокого давления 100 †2 атм. поступает как в главный цилиндр пресса, так и по трубе 18 в цилиндр 37 мультппликатора, отчего его плунж р. идут в правое положение v. цилиндр 37 заполняется водой. Таким образом позиция 27, 26 и 35 рычагов дает заполнение цилиндра 37 водой и прессовку под давлением в 100 — 200 атм.

4) Пресс работает на давление до

500 атм. Для этого, оставляя рычаг золотника 1 в позиции 26, переводят клапанный рычаг в положение 34, поднимая клапан 14 высокого давления и закрывая клапан 15 низкого давленп»; IIpii этом в ретур-цилиндры и цилиндр 6 мультипликатора В устремляется вода высокого давления, отчего илу нжеры мультипликатора поидут справа палево, создавая по тр5 бам 18 — 1Î В главном цилиндре пресса постепенный подьем давления от 200 атм. до 500 атм. в зависимости от отношения площадей цилиндров 36, 37. 1царики 23 автом»тически прижимаются к штуцерам 24 и 40, выключая о .е аккумуляторные сети.

Управляющий рычагами рабо шй, глядя на манометр, в момент достижения требуемого давления под плунжером, переводит рычаг золотника в положение 26 выи5 ска, чем заканчивается прессовка на давлении свыше 200 атм., и пресс переходит В состояние вып5 ска воды через трубу 10, втулку 22 и трубу 21, и под действием высокого давления штоков ретур-цилиндров происходит обратный ход плунжера 19 в начальное положение.

Таким образом видно, что разница между простым прессованием l00 †2 атм, и прессованием с мультипликатором на давлении до 500 атм. заключается в том, что при простом прессованип оба рычага на позициях 26, 27, 35 одновременно пе. реводятся на позиции 28, 34 обратного хода пресса, а при мультипликаторном прессовании на давление свыше 200 атм. перевод клапанного рычага в позицию 34 производится отдельно и ранее рычага золотника, продолжающего некоторое время оставаться в позициях 26, 27, пока мультипликатор не закончит свою прессовку.

Если воды мультипликатора не хватило на прессовку и с одного раза не удастся получить требующегося давления в прессе, то, оставляя рычаг золотника в положениях 26, 27, повторяют передвижение 34 — 35 — 34 клапанного рычага, т. е. осуществляют вторичное заполнение водой цилиндра и тем IIpoдолжение прессования.

Таким образом, в случае фигурной диаграммы и при прочих условиях, можно повтор»п сколько угодно раз прессовку мультипликатором, поднимая каждый раз наивысшее давление под плунжером пресса сверх 200 атм.

Такое всегда последовательное постепенное прессование (4 — 100 — 200 — 500—

200 — 100 — 4) золотником,,при движении его рычага как вперед, так и назад, разрешает е тоаько вопрос максимальпои экономии в расходе энергии, не только конструктивный вопрос попут ного при однои и той же траектории движения рычага образования сверх давлений до 500 атм., но также дает легкость передвижения рычагу золотника, вследствие ступенчатого порядка давлений и нагрузок на шарик толью ок:л; 100 атм., гарантнруer черезвычайно статическое действие прессующих сил на штамп, сохраняя его долговечность„несмотря на обычн5ю крашпою его перепапряженн сть и предохраняя штамп от поломки и рабочих от увечья в случаях его поломки,— все это в условиях простейшей конструкции золот пика и естественных всегда неизбежных позиций одп го единственного рычага.

Наконец, кроме двух аккумуляторных сетей и мультипликатора, изобретенный зол«тпик дает возможность включени» и управления совместно с аккумуляторнои сетью любого индивидуально установленного пасоса, каковой, в случае надобности, прш оединяется трубой 17 к золотнпковой коробке 1. Такие обстоятельства бывают при перегрузке основных насосов аккумуляторной станции и при наличии неболыпо "o насоса, который нецелесообразно вк;почать в общую аккумуляторную сеть по разным причинам, а проще и быстрее присоединить вр»менной трубой 17 золотниковой коробке. Тогда холостой и обратный ходы плунжера пресса сохраняются быстродействующими, так как ретур-цилиндры остаются на аккумуляторной сети. Замедлепа будет только прессовка от насоса в случае его с лаб«сти (рычаг золотнп ка

/ ь положсп и 2á). Но ь общем ропзво

1 дительность пресса сохраняется достаточно высокой, и в случае отсутствия мультипликатора давление можно (удет поднимать выше давления сети.

Предмет гзобрете ния.

1, Золотив новое 5 0ТроНОТВо для vllp3.вления сетью гидравлического пресса, вк> почающего трубопроводы высокого, среднего и низкого давления, насосный и М5 льтипликаторный, отличаювдееся тем, что напорная труба 10 пресса, мультиплпкаторный трубопровод 18, насосный 17 и трубопровод 21 низкого давления присоединены к одной и той жс кольцегой полости 5 золотнпковой коp06h7 2 таким образом, что ">070THIl K

Эксперт и реаактор Н. H. Васильев управляет лишь включением и выключением трубопровода 21 нп,акого давле1

: ния, тогда как остальныi всегд>а остаются включеннымп, а трубопроводы 39 и 8 среднего и высокого давления связаны с другой кольцевой полостью 25 золотниковой к робки 2, всегда сооб, щенной с полостью б, II снабжены шариковыми клапанами 2S, 23, для последовательного открывания которых слу, жат выступы 11 и 8 на "îëîòíèêå 1.

2. Форма выполнения золотникового ! устройства по п. 1, отличающаяся том, что для сообщения между собой к льцевых полостей 25 и 5 служат узкие

Ii>.;II>T lb! 4 B КОЛЬЦСВЫХ ника > !!no!OIIIIIO целью гидравлическое тормож иие критических скоростей.! ип.,>!.зомпспиг а1>" . Тамб иск ".,12. Звкаа 995