РАБОЧИЙ РОТОР Российский патент 1994 года по МПК B30B11/12 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к технологическим роторам с гидравлическим приводом, используемым в автоматических роторных линиях для обработки изделий давлением.

Известен рабочий ротор, содержащий блок цилиндров с расположенными по его периферии цилиндрами, соединенными с технологическим инструментом, плоский распределитель жидкости с каналами высокого и низкого давления, соединяющими полости гидpавлических цилиндров с насосом и каналом слива, размещенным в полости блока цилиндров, каналы утечек жидкости из цилиндров, соединенные с каналом слива.

Недостатком данного ротора являются большие габариты ротора при больших расходах гидравлической жидкости. При сливе масло поступает через канал слива, размещенный в полости вала и блока цилиндров, в гидравлический бак. Гидравлический бак располагают при этом по возможности прямо под технологическим ротором. При скорости слива 0,2 м/с, которую обычно принимают для сливных каналов, и объеме расхода жидкости 180 л/мин для силовых прессовых операций, диаметр канала слива должен составлять 13,8 см. Расчет определяется следующими формулами из классической гидравлики для свободного истечения жидкости
F = F = , л/мин; d = 1,128 d = 1,128, cм;
где F - площадь канала слива;
V - скорость истечения;
d - диаметр канала;
Q - расход.

Такой размер канала слива является неприемлемым, так как ведет к увеличению габаритов всего ротора, что исключает создание оптимальной автоматической линии.

При уменьшении диаметра канала слива меньше расчетного скорость истечения жидкости увеличивается, но одновременно с этим увеличивается в канале слива давление, которое препятствует сливу жидкости по каналам утечек. Более того, чем больше это противодавление, в каналах утечек возникает обратный поток жидкости в сливные полости гидравлических цилиндров, а также в другие полости, например подшипников, которые могут быть соединены с каналами утечек. Все это снижает надежность работы цилиндров и других узлов, вплоть до их поломки. Разделение же канала слива и каналов утечек приводит к увеличению габаритов ротора и усложняет его конструкции.

Наиболее близким техническим решением из известных является рабочий ротор, содержащий полый вал, на котором смонтирован блок цилиндров с расположенными по его периферии цилиндрами, соединенными с технологическим инструментом, плоский распределитель жидкости с каналами высокого и низкого давления, соединяющими полости гидравлических цилиндров с насосом и каналами слива, размещенным в полости вала и блока цилиндров, каналы утечек жидкости из цилиндров, соединенные с каналом слива.

Недостатком этого ротора, также как и вышеописанного аналога, являются большие габариты ротора при больших расходах жидкости и недостаточная надежность работы. Причины этих недостатков те же, что и у аналогов, увеличение сливного канала приводит к росту габаритов ротора, а их уменьшение - к плохой работе каналов утечек цилиндров.

На чертеже показан рабочий ротор с гидравлическим приводом, поперечный разрез.

Конструкция рабочего ротора с гидравлическим приводом показана на примере выполнения технологической операции обжима рукава высокого давления.

Рабочий ротор содержит полый вал 1, на котором смонтирован блок цилиндров 2 с расположенными по его периферии гидравлическими цилиндрами 3, соединенными с технологическим инструментом. Ротор содержит также плоский распределитель жидкости, выполненный в виде коммутационного диска распределительного диска 5 и накладки 6, каналы высокого 7 и низкого 8 давления, выполненные в указанных элементах для соединения полостей (прямой и обратной) цилиндров 3 с насосом (не показано) и каналом слива 9. Канал слива 9 размещен в полости вала 1 и блока цилиндров 2. В нижней части ротора на валу 1 смонтировано зубчатое колесо 10, связанное с приводом линии (не показан), для придания ротору непрерывного вращения во время работы.

Блок цилиндров 2 жестко связан со смонтированным в опорах вращения барабаном 11, который соединен с накладкой 6 плоского распределителя. При работе ротора все элементы, связанные жестко с блоком цилиндров 2, находятся в непрерывном вращении.

Коммуникационный и распределительный диски 4,5 посредством тяг 12, корпусов 13,14,15 жестко соединены со станиной 16 линии и неподвижны. По центру барабана 11, накладки 6 и коммуникационного и распределительного дисков 4,5 установлена в опорах вращения центрирующая втулка 17, которая каналом в барабане 11 соединена с полостью вала 1. Во втулке 17 предусмотрены отверстия для слива утечек жидкости через полость вала 1 в гидробак (не показан). В распределительном диске 5 также предусмотрено сливное отверстие для слива жидкости из полостей гидроцилиндра 3. Гидроцилиндр 3 содержит шток 18 с клиновым механизмом, который взаимодействует с кулачками 19 (технологический инструмент). В цилиндре 3 предусмотрены каналы для слива утечек, которые трубками 20 соединены с полым валом 1. В нижней части ротора размещен неподвижный стакан 21 со смонтированным в нем пространственным цилиндрическим кулачком 22, в пазе которого размещен ролик 23 ползуна 24. Каждый ползун 24 расположен с возможностью возвратно-поступательного перемещения в пазах барабана 25, смонтированного на вале 1. Ползун 24 соединен с клещевыми подпружиненными захватами 26, смонтированными на направляющих 27 с возможностью возвратно-поступательного перемещения. Управление захватами 26 производится от кулачка 22. Крепление каждого гидравлического цилиндра 3 к торцу блока цилиндров 2 осуществляется при помощи кольца 28 и болтов 29. Каналы высокого и низкого давлений 7 и 8 герметизируются в месте соединения цилиндров 3 к блоку цилиндров 2 при помощи уплотнений 30.

В канале слива 9 в полом вале 11 установлено сопло 31, один конец укреплен в блоке цилиндров 2, а другой помещен в воронку 32, расположенную на конце вала 1. При этом выходы каналов утечек трубками 20 соединены с полостью вала 1 над воронкой 32.

Рабочий ротор работает следующим образом.

При работе ротор находится в непрерывном вращении, получая движение от привода автоматической линии через зубчатое колесо 10. Изделие 33 в виде рукава с надетыми на него муфтой и ниппелем и гайкой поступает в ротор из другого ротора автоматической линии. Клещевые захваты 26 захватывают рукав изделия 33 и подают его при помощи ползуна 24 в рабочую зону кулачков 19 в гидравлическом цилиндре 3. По мере вращения ротора посредством плоского распределителя (дисков 4,5 и наладки 6) в прямую полость цилиндра 3 через канал высокого давления 7 подается под давлением жидкость от насоса (не показан), в то время как обратная полость цилиндра 3 через канал низкого давления 8 соединяется с каналом слива 8. Происходит рабочий ход штока 18 и кулачки 19 обжимают муфту изделия 33. После выполнения технологической операции прямая полость цилиндра 3 соединяется со сливом, а в обратную подается давление. Происходит обратный ход. Захваты 26 выводят изделие 33 из цилиндра 3, а из захватов 26 изделие освобождается при помощи неподвижного упора (не показан).

При сливе масло по каналу слива 9 устремляется в сопло 31, а из него - в гидробак (не показан). За счет более высоких скоростей слива (до 0,8 м/с) в кольцевом зазоре между соплом 31 и воронкой 32 образуется растяжение (инжекционный эффект), в результате масло засасывается из каналов утечек цилиндров 3, обеспечивая тем самым нормальную работу последних. При такой конструкции исключается запирание масла в каналах слива утечек цилиндров 3. Тем самым повышается надежность работы гидравлических цилиндров 3. За счет более высокой скорости истечения, которую позволяет получить система сопло-воронка, сократилось поперечное сечение сливного канала, что позволяет сократить габариты ротора.

Использование: при обработке изделий давлением на роторных линиях. Сущность изобретения: рабочий ротор содержит вал (1) с каналом слива (9). На валу (1) смонтирован блок цилиндров (2), по периферии которого установлены цилиндры (3) с технологическим инструментом (19). В полости вала (1) в канале слива (9) установлено сопло (31). Один конец сопла (31) укреплен в блоке (2) гидроцилиндров, а другой конец помещен в воронку (32), выполненную на конце вала (1). Цилиндры (3) системой подвода жидкости высокого и низкого давления (7) и (8) соединены с насосом и каналом слива (9), а каналами утечек жидкости (20) - с каналом слива (9), причем выходы каналов утечек (20) расположены над воронкой (32). При увеличении расхода жидкости в кольцевом зазоре между соплом и воронкой образуется разряжение, куда засасывается жидкость из каналов утечек (20) цилиндров (3). 1 ил.

РАБОЧИЙ РОТОР, содержащий приводной поворотный вал, несущий соосные барабаны, верхний из которых снабжен расположенными по его периферии цилиндрами с технологическим инструментом и гидроприводом, включающим системы подвода жидкости высокого и низкого давления, каналы утечки жидкости, сообщающиеся с каналом ее слива, выполненным в осевой полости поворотного вала, отличающийся тем, что гидропривод снабжен патрубком с соплом, установленным в канале слива с образованием кольцевой полости между наружной стенкой патрубка и стенкой канала слива, выполненной ступенчатой по длине канала с образованием воронки в месте сопряжения стенок, при этом верхний торец патрубка жестко связан с барабаном, а его сопло размещено в воронке, выход каналов утечки жидкости в канал ее слива расположен над воронкой.