Результат интеллектуальной деятельности: ГИДРОПРИВОД ПРЕССА С ДВУРУКИМ УПРАВЛЕНИЕМ

Техническое решение относится к машиностроению, а именно, к конструкциям гидравлических приводов прессов с выдержкой рабочего органа под давлением, например, при вулканизации резины, формовании пластмасс, производстве фанеры и т.п. В соответствии с требованиями безопасности данные прессы должны быть оснащены двуруким управлением с целью исключения попадания рук оператора в зону прессования (см. ГОСТ 12.2.017-93, п.1.2).

Известны пневмоприводы с двуруким управлением, содержащие силовой цилиндр, соединенный с выходами основного распределителя, который срабатывает при одновременном нажатии двух рукояток дополнительных распределителей, соединенных с полостями управления основного распределителя (см. а.с.СССР №816786 и №1171639).

Данные приводы не обеспечивают регулирования скорости рабочего органа (штока), а также выдержки его под давлением при отключении источника питания, а, кроме того, достаточно сложны и громоздки из за наличия в одной из магистралей управления регулятора и ресивера.

Среди известных конструкций гидроприводов прессов наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является гидропривод пресса, обеспечивающий выдержку под давлением (см.И.С.Добринский “Гидравлический привод прессов”. М., “Машиностроение”, 1975, рис.81, с. 145-146).

Данный гидропривод содержит гидроцилиндр, трехпозиционный четырехходовый гидрораспределитель, входы которого соединены с напорной и сливной магистралями, а выходы - с поршневой и штоковой полостями гидроцилиндра, а также гидрозамок, установленный в магистрали между гидрораспределителем и поршневой полостью гидроцилиндра.

Двурукое управление в данном гидроприводе обеспечивается электросхемой, например, за счет одновременного нажатия двух кнопок управления, что приводит к срабатыванию соответствующего электромагнита гидрораспределителя.

Описанный гидропривод имеет ряд недостатков. Во-первых, он не обеспечивает плавной регулировки скорости рабочего органа (штока) гидроцилиндра. Во-вторых, наличие электрической схемы для управления электромагнитами гидрораспределителя и обеспечение электрической блокировки кнопок управления усложняет систему управления пресса в целом. В-третьих, данный гидропривод не обеспечивает возможности аварийного отвода рабочего органа при отключении подачи рабочей жидкости под давлением, например, при отказе насоса или электрических элементов системы управления, что может привести к развитию аварийной ситуации. Кроме того, рассмотренный гидропривод не позволяет запитать несколько прессов от общей гидростанции, что рационально при последовательной работе прессов с временем выдержки, значительно большим времени зажима и отжима.

Задачей предлагаемого технического решения является устранение вышеперечисленных недостатков, а именно: упрощение системы управления за счет исключения электрических цепей управления, расширение технологических возможностей за счет регулировки скорости рабочего органа, повышение безопасности в аварийных ситуациях, а также снижение стоимости прессового комплекса при объединении нескольких прессов на одном участке и запитывании их от одной гидростанции.

Решение поставленной задачи достигается за счет того, что между четырехходовым гидрораспределителем и гидрозамком введен двухпозиционный двухходовой дросселирующий гидрораспределитель. Оба гидрораспределителя выполнены управляемыми от рукояток с принудительным возвратом в нейтральное положение. В нейтральном положении четырехходового гидрораспределителя напорная магистраль заперта, а сливная магистраль соединена с входом управления гидрозамка и входом двухходового гидрораспределителя. Поршневая полость гидроцилиндра сообщена со сливом через предохранительный клапан, а в штоковой полости установлена пружина. Рукоятка управления двухходового гидрораспределителя механически связана со штоком управления гидрозамка.

Проведенный анализ общедоступных источников информации об уровне техники не позволил выявить техническое решение, тождественное заявленному, на основании чего делается вывод о неизвестности последнего, т.е. соответствии представленного в настоящей заявке решения критерию “новизна”.

Сопоставительный анализ заявленного решения с известными техническими решениями позволил выявить, что представленная совокупность отличительных признаков неизвестна для специалиста в данной области и не следует явным образом из известного уровня техники, на основании чего делается вывод о соответствии представленного в настоящей заявке решения критерию “изобретательский уровень”.

На чертеже представлена гидравлическая схема пресса с двуруким управлением, например, с нижним расположением гидроцилиндра.

Изделие (например, пресс-форма) зажимается штоком гидроцилиндра 1, в штоковой полости которого установлена пружина сжатия 2. В нейтральном положении трехпозиционного четырехходового гидрораспределителя 3, управляемого рукояткой 4 с самовозвратом в нейтральное положение, напорная магистраль 5 заперта, а сливная магистраль 6 соединена со штоковой полостью гидроцилиндра 1, со входом управления гидрозамка 7 и входом двухпозиционного двухходового дросселирующего распределителя 8, управляемого рукояткой 9 с самовозвратом в нейтральное положение. Рукоятка 9 в положении II за счет механической связи посредством, например, рычага 10, воздействует на шток управления гидрозамка 7. В магистрали, связанной с поршневой полостью гидроцилиндра 1, установлен манометр 11 и предохранительный клапан 12.

Гидравлический привод работает следующим образом.

В исходном положении поршень гидроцилиндра 1 находится в нижнем положении, гидрораспределители 3 и 8 под действием пружинных механизмов в нейтральном положении, рукоятки управления 4 и 9 занимают нейтральное положение I. Предохранительный клапан 12 настраивается на величину рабочего давления для данной операции.

В рабочее пространство пресса устанавливается оснастка (например, пресс-форма с прессуемым материалом), и при одновременном включении рукояток 4 и 9 в положение II давление через гидрораспределители 3, 8 и гидрозамок 7 поступает в поршневую полость гидроцилиндра 1. Штоковая полость через гидрораспределитель 3 соединяется со сливом. Шток гидроцилиндра 1 перемещается вверх, причем скорость штока регулируется углом отклонения рукоятки 9 от нейтрального положения за счет дросселирования рабочей жидкости гидрораспределителем 8. Оператор по манометру 11 контролирует величину давления в поршневой полости, соответствующую усилию прессования. При достижении усилия, заданного технологическим процессом, оператор отпускает рукоятки 4 и 9, которые под действием пружинных механизмов возвращаются в нейтральное положение I. При этом поршневая полость гидроцилиндра 1 запирается гидрозамком 7, а штоковая полость соединяется со сливом. В соответствии с техпроцессом производится выдержка прессуемого изделия под заданным давлением (усилием) в течение заданного времени.

По окончании выдержки времени оператор одновременно переводит рукоятку 4 из нейтрального положения I в положение III, а рукоятку 9 - в положение II. Переключением распределителя 3 давление подается в штоковую полость гидроцилиндра 1, а поршневая полость соединяется со сливом через гидрозамок 7, который открывается совместным действием давления, подводимого в полость управления гидрозамка 7, и рычага 10, взаимодействующего с рукояткой 9. Шток гидроцилиндра 1 перемещается вниз под действием давления в штоковой полости и усилия пружины 2. Скорость отвода регулируется за счет дросселирования рабочей жидкости дросселирующим гидрораспределителем 8. По окончании отвода штока гидроцилиндра 1 рукоятки 4 и 9 возвращаются пружинным механизмом в нейтральное положение и пресс останавливается.

В случае возникновения аварийной ситуации, например, отказа насоса при выдержке пресс-формы под давлением, переводом рукоятки 9 из положения I в положение II обеспечивается соединение поршневой полости гидроцилиндра 1 со сливом через гидрозамок 7, который открывается рычагом 10. Под действием пружины 2 шток отводится и пресс-форма освобождается. Усилие, прилагаемое к рукоятке 9 в случае аварийного отвода штока гидроцилиндра 1 при отсутствии давления, будет несколько больше, чем при работе в штатном режиме двумя рукоятками, т.к. в полость управления гидрозамка 7 не поступает давление разгрузки.

При включении только одной рукоятки 4 шток гидроцилиндра 1 двигаться не будет, т.к. гидрораспределитель 8 в нейтральном положении, соответствующем положению I рукоятки 9, перекрывает подачу давления в поршневую полость гидроцилиндра 1.

Если включается только рукоятка 9 гидрораспределителя 8, а рукоятка 4 гидрораспределителя 3 находится в нейтральном положении I, то шток гидроцилиндра 1 двигаться также не будет, т.к. обе полости гидроцилиндра 1 будет соединены со сливом через гидрораспределитель 3.

Перекрытие напорной магистрали в нейтральном положении гидрораспределителя 3 позволяет запитать несколько прессов от одной гидростанции.

Таким образом, предлагаемый гидропривод обеспечивает безопасное выполнение работ путем реализации двурукого управления, отличается простотой конструкции за счет исключения электрической схемы и экономически выгоден при комплектовании нескольких прессов одной гидростанцией.

Данные гидроприводы наиболее целесообразно использовать в мелкосерийном производстве при усилиях прессования от 5 до 50 т для изделий, требующих при прессовании выдержки под давлением.