ЧЕТЫРЕХВАЛКОВАЯ ЛИСТОГИБОЧНАЯ МАШИНА Российский патент 2002 года по МПК B21D5/14 F15B11/17 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, более конкретно валковым листогибочным машинам.

Известна трехвалковая листогибочная машина, содержащая стационарно установленный в стойках верхний валок и подвижные два боковых валка, симметрично расположенные относительно верхнего валка (см. авт. св. СССР 1174122, B 21 D 5/14).

Достоинством трехвалковых листогибочных машин с симметрично относительно верхнего валка расположенными боковыми валками, в частности и по указанному в а.с. 1174122, является высокая точность гибки обечаек в широком диапазоне толщин изгибаемых листов ввиду близкого относительно оси верхнего валка расположения боковых валков.

Недостатком данного типа машин является довольно частая пробуксовка приводных валков по изгибаемому листу и, главным образом, длинные прямолинейные участки, остающиеся после подгибки кромок и подлежащие отрезке.

Проблема подгибки кромок, т.е. уменьшение длины остающихся прямых кромок обечайки, решается в трехвалковой асимметричной листогибочной машине, известной по а. с. СССР 764779, В 21 D 5/14, согласно которому оси двух из трех валков - верхнего и нижнего, расположены в одной плоскости, а третий валок выполнен с возможностью занимать левое или правое положение относительно верхнего валка, однако при этом упомянутый валок отстоит от оси верхнего валка на расстоянии, примерно вдвое большем, чем левый (правый) валок симметричной трехвалковой листогибочной машины, а следовательно, машина по а.с. 764779 значительно уступает машине, известной по а.с. 1174122 по точности и диапазону толщин вальцуемых обечаек. Кроме того, нежесткость конструкции - подвижный верхний валок, позволяет использовать машину для гибки обечаек только из тонколистовой стали.

Наиболее близкой к предлагаемому изобретению является четырехвалковая листогибочная машина, известная по а.с. 710507, B 21 D 5/14, содержащая верхний и нижний прижимной валки, приводимые во вращение посредством установленных на них гидродвигателей, питаемых от общей насосной установки.

Согласно гидравлической схеме четырехвалковой машины модели VRM 4000х120/240 фирмы "Хойслер" Швейцария, где использовано указанное изобретение (по а. с. 710507), машина также содержит два боковых валка, гидроцилиндры, несущие опоры нижнего и боковых валков с гидроприводами перемещения последних.

Преимуществом данной машины перед трехвалковой листогибочной машиной по а.с. 1174122 является возможность подгибки кромок листа с величиной остающихся прямых участков кромок, в несколько раз меньшей, чем при подгибке на трехвалковой машине, а также транспортировка листа в валках машины практически без пробуксовки.

Сравнительно с машиной по а.с. 764779 машина по а.с. 710507 имеет более простую и жесткую конструкцию, позволяющую производить вальцовку обечаек из толстолистового материала.

Машина, принятая за аналог (по а.с. СССР 710507), имеет следующие недостатки:
- питание гидромоторов верхнего и нижнего валков осуществляется от общей магистрали - одного источника давления с количеством подаваемой рабочей жидкости (масла), равным сумме подач каждой из четырех насосных установок гидропривода вращения валков (см. приложение 1 к заявочным материалам), вследствие этого, в случае пробуксовки нижнего валка по изгибаемому листу, давление в гидромоторах нижнего валка падает, что приводит к падению давления в гидромоторах верхнего валка, и последний, как наиболее нагруженный, останавливается, и все масло, подаваемое гидроприводом вращения валков, поступает в гидромоторы нижнего валка, вследствие чего нижний валок вращается с ускоренной скоростью, что приводит к задирам на поверхности валка и рывкам при работе машины;
- из-за наличия нижнего валка боковые валки машины отстоят от оси верхнего валка примерно на вдвое большем расстоянии, чем боковые валки симметричной трехвалковой машины, что снижает точность гибки и калибровки обечаек, а также снижает диапазон толщин изгибаемых листов.

Целью предлагаемого изобретения является повышение качества изготавливаемых обечаек, расширение технологических возможностей машины, а также сокращение времени выполнения вспомогательных операций.

Поставленная цель достигается тем, что нижний прижимной валок дополнительно наделен функцией гибочного валка, для чего в четырехвалковой листогибочной машине, содержащей верхний и нижний прижимной валки с установленными на них гидромоторами, два боковых валка, гидроцилиндры, несущие опоры нижнего и боковых валков, гидропривод вращения верхнего и нижнего валков и гидропривод перемещения нижнего и боковых валков, гидропривод вращения верхнего и нижнего валков выполнены в виде двух несообщенных между собой источников давления, один из которых сообщен с гидромоторами верхнего валка, а второй - с гидромоторами нижнего валка, и источника давления, сообщенного с гидромоторами обоих валков через обратные клапаны, а гидропривод нижнего валка выполнен с возможностью обеспечения позиционирования последнего на любом отрезке перемещения при вальцовке обечайки.

Сокращение времени выполнения вспомогательных операций осуществляется блокировкой вращения нижнего валка при нахождении его в крайнем нижнем положении.

На фиг.1 изображена предлагаемая машина; на фиг.2 - гидроприводы вращения верхнего и нижнего валков и перемещения нижнего валка; фиг. 3, 4, 5, 6 и 7 иллюстрируют выполнение технологических операций на предлагаемой машине.

Предлагаемая четырехвалковая листогибочная машина содержит верхний валок 1, нижний валок 2, два боковых валка 3, гидроцилиндры 4, несущие опоры нижнего валка 2 и гидроцилиндры 5, несущие опоры боковых валков 3.

На нижнем валке 2 установлен по меньшей мере один гидромотор 6. На верхнем валке 1, как на наиболее нагруженном, чем нижний валок 2, устанавливается либо один гидромотор большей мощности, чем гидромотор, устанавливаемый на нижнем валке, либо такие же гидромоторы, как и на нижнем валке, но в увеличенном количестве, например, как это изображено на фиг.1 - два гидромотора 6 через зубчатые колеса 7 и 8 сообщены с верхним валком 1.

Крайнее нижнее положение нижнего валка 2 фиксируется датчиком - конечным выключателем 9.

На фиг. 1 также показан свальцованный в обечайку лист 10 и сварной шов 11.

Вращение верхнего валка 1 и нижнего валка 2, перемещение нижнего 2 и боковых валков 3 производится от источников давления - гидроприводов.

На фиг. 2 условно, в виде источников давления, показаны гидропривод 12 вращения верхнего валка 1, гидропривод 13 вращения нижнего валка 2, дополнительный источник давления 14 и гидропривод 15 перемещения нижнего валка 2.

Источник давления 12 сообщен с гидромоторами 6 верхнего валка через обратный клапан 16 и реверсивный гидрораспределитель 17, управляемый электромагнитами 18 и 19.

Источник давления 13 сообщен с гидромотором 6 нижнего валка через обратный клапан 20 и реверсивный гидрораспределитель 21, управляемый электромагнитами 22 и 23.

Дополнительный источник давления 14 сообщается с гидромоторами 6 обоих валков через обратные клапаны 24 и 25.

Источник давления 15 сообщен с гидроцилиндром 4 нижнего валка через реверсивный гидрораспределитель 26, управляемый электромагнитами 27 и 28.

Между магистралями источников давления 12 и 13 установлен гидрораспределитель 29 с электромагнитом 30. При выключенном электромагните 30 магистрали источников давления 12 и 13 не сообщаются между собой. Сливные отводы гидрораспределителей 17, 21 и 26 объединены в одну сливную магистраль 31.

Предлагаемая машина работает следующим образом.

Согласно общепринятой технологии вальцовки обечаек на четырехвалковых листогибочных машинах производится подгибка одной кромки листа 10 (см. фиг. 3), затем перемещение листа в валках машины и подгибка второй кромки (не показано). При этом остаются неподогнутые прямые участки кромок величиной "а".

Далее производится вальцовка листа 10 в цилиндрическую обечайку (см. фиг. 2 и фиг. 4) - включается электромагнит 19 гидрораспределителя 17, электромагнит 23 гидрораспределителя 21 и электромагнит 28 гидрораспределителя 26. Масло от источника давления 12 через обратный клапан 16 и гидрораспределитель 17 поступает к гидромоторам 6 верхнего валка 1 и приводит последний во вращение. Масло от источника давления 13 через обратный клапан 20 и гидрораспределитель 21 поступает к гидромотору 6 нижнего валка 2 и приводит последний во вращение. Масло от источника давления 15 через гидрораспределитель 26 поступает в поршневую полость гидроцилиндра 4 и производит зажим листа 10 между верхним валком 1 и нижним валком 2, тем самым создавая условия прокатки листа 10 в валках машины без пробуксовки. Поток масла от источника давления 14, питающего через обратные клапаны гидромоторы 6 верхнего валка 1 и нижнего валка 2 осуществляет выравнивание скоростей вращения верхнего валка 1 и нижнего валка 2 по мере изменения кривизны вальцуемого листа 10.

Поскольку источники давления 12 и 13 не сообщены между собой - разделены обратными клапанами 24 и 25, то, в случае пробуксовки нижнего валка 2, давление в системе питания гидромоторов 6 верхнего валка 1 не упадет и при достаточном для перемещения заготовки 10 в валках машины крутящем моменте на верхнем валке 1 процесс вальцовки обечайки продолжится. Это явление имеет место главным образом при прохождении сварного шва 11 (см. фиг.1) между верхним валком 1 и нижним валком 2, когда последний имеет кратковременную потерю контакта с вальцуемым листом 10. Скорость вращения нижнего валка 2 при этом определяется только величиной подачи масла от источников давления 13 и 14.

Если момент вращения на верхнем валке 1 недостаточен для транспортировки листа 10 в валках машины, то он останавливается. И в этом случае, поскольку масло от источника давления 12 не попадает в гидросистему вращения нижнего валка 2, последний вращается со скоростью, определяемой величиной подачи масла от источников давления 13 и 14, примерно вдвое меньшей, чем если бы при неподвижном верхнем валке 1 масло от источника давления 12 поступало в систему питания гидромоторов 6 нижнего валка 2.

Для перемещения листа 10 в противоположном направлении включаются электромагнит 18 гидрораспределителя 17 и электромагнит 22 гидрораспределителя 21. Отработанное масло с гидродвигателей 6 верхнего валка 1 и нижнего валка 2 сливается через общую сливную магистраль 31.

Поскольку точки касания боковых валков 3 с вальцуемой обечайкой отстоят на довольно большом расстоянии (в) относительно точки касания верхнего валка 1 с обечайкой, то из-за пружинения последней имеет место недовальцовка прямых концов "а", оставшихся после подгибки кромок листа 10 (см. фиг.4).

Для устранения прямолинейного участка обечайка устанавливается так, как это изображено на фиг.5 - между верхним валком 1, нижним валком 2 и одним из боковых валков 3, обеспечивая по возможности симметричное расположение точек касания нижнего валка 2 и бокового валка 3 обечайки относительно верхнего валка 1. Такое расположение валков и обечайки в валках образует схему вальцовки обечайки, аналогичную для вальцовки обечаек в симметричных трехвалковых листогибочных машинах, т. е. достигается примерно двойное (в/2) сокращение расстояния точек приложения изгибающего усилия к обечайке относительно верхнего валка 1 по сравнению со схемой вальцовки, изображенной на фиг.4.

При прокатке по схеме, изображенной на фиг.5, электромагниты 27 и 28 гидрораспределителя 26 отключены (см. фиг.2) и подача масла от источника давления 15 в гидроцилиндры 4 отсутствует. Нижний валок 2 занимает фиксированное положение. Близкое расположение (в/2) точек касания нижнего валка 2 и бокового валка 3 обечайки примерно вдвое по сравнению со схемой, изображенной на фиг.4, снижает влияние пружинения обечайки, что позволяет произвести довальцовку прямого участка обечайки, а также дает возможность гибки обечаек из более тонких листовых заготовок, тем самым расширяются технологические возможности машины в сторону уменьшения толщины изгибаемого листа.

Возможность фиксации нижнего валка 2 на любом отрезке его перемещения позволяет использовать машину в качестве прокатного стана (см. фиг.6) - раскатывать заготовку 32 на меньшую толщину.

По схеме, изображенной на фиг.7, гибка листа 33 осуществляется между верхним валком 1 и обоими боковыми валками 3. Нижний валок 2 опущен в крайнее нижнее положение. Конечный выключатель 9 фиксирует это положение и блокирует включение электромагнитов 22 и 23 гидрораспределителя 21 при включении вращения валков. Поскольку нижний валок 2 по этой схеме гибки не воздействует на верхний валок 1, то боковым валкам 3 может быть сообщено дополнительное усилие, эквивалентное усилию прижима нижнего валка 2, что позволяет производить гибку листов 33 большей толщины, чем это возможно при гибке обечаек на четырехвалкивых машинах по общепринятой схеме. Недостаток мощности верхнего валка 1 при этом компенсируется увеличением числа переходов листа 33 в валках машины. Таким образом, имеет место расширение технологических возможностей машины в сторону увеличения толщины изгибаемого листа.

Поскольку при нахождении нижнего валка 2 в крайнем нижнем положении электромагниты 22 и 23 отключены, масло в гидромоторы 6 нижнего валка 2 не поступает и валок не вращается. Масло от источника давления 14 полностью поступает к гидромоторам 6 верхнего валка 1, тем самым увеличивая скорость его вращения. При включенном электромагните 30 гидрораспределителя 29 на гидромоторы 6 верхнего валка 1 подается масло от трех источников давления - 12, 13, 14 и тем самым увеличивает скорость вращения верхнего валка 1 примерно в полтора раза, что соответственно позволяет сократить время вспомогательных работ (транспортировка листа после подгибки одной кромки на подгибку второй, проворот обечайки в валках машины) также в полтора раза.

Предлагаемая четырехвалковая машина Батрова сочетает в себе достоинства собственно четырехвалковых машин - подгибка кромок листа с короткими прямолинейными участками и предотвращение пробуксовки заготовки в валках машины, и достоинства трехвалковых симметричных листогибочных машин - качество гибки обечаек и расширение технологических возможностей машины в сторону уменьшения толщины листа. За счет использования схемы гибки листов между верхним валком и боковыми валками при опущенном нижнем достигается расширение технологических возможностей машины в сторону увеличения толщины изгибаемого листа. За счет возможности фиксации положения нижнего валка на любом отрезке его перемещения обеспечивается возможность раскатки материала с большей толщины на меньшую.

Блокировка вращения нижнего валка при нахождении его в крайнем нижнем положении позволяет сократить время производства вспомогательных работ в полтора раза.

Машина предназначена для гибки листов. Машина содержит верхний и нижний прижимной валки с установленными на них гидромоторами, два боковых валка, гидроцилиндры, несущие опоры нижнего и боковых валков, гидроприводы вращения верхнего и нижнего валков и гидропривод перемещения нижнего и боковых валков, при этом гидропривод вращения верхнего и нижнего валков выполнен в виде двух не сообщенных между собой источников давления, один из которых сообщен с гидромоторами верхнего валка, а второй - с гидромоторами нижнего валка, и источника давления, сообщенного с гидромоторами обоих валков через обратные клапаны, а гидропривод нижнего валка выполнен с возможностью обеспечения позиционирования последнего на любом отрезке перемещения при вальцовке обечайки. Технический результат - повышение качества изготавливаемых обечаек. 1 з.п.ф-лы, 7 ил.

1. Четырехвалковая листогибочная машина, содержащая верхний и нижний прижимной валки с установленными на них гидромоторами, два боковых валка, гидроцилиндры, несущие опоры нижнего и боковых валков, гидроприводы вращения верхнего и нижнего валков и гидропривод перемещения нижнего и боковых валков, отличающаяся тем, что гидропривод вращения верхнего и нижнего валков выполнен в виде двух не сообщенных между собой источников давления, один из которых сообщен с гидромоторами верхнего валка, а второй - с гидромоторами нижнего валка, и источника давления, сообщенного с гидромоторами обоих валков через обратные клапаны, а гидропривод нижнего валка выполнен с возможностью обеспечения позиционирования последнего на любом отрезке перемещения при вальцовке обечайки. 2. Четырехвалковая листогибочная машина по п. 1, отличающаяся тем, что вращение нижнего валка блокировано при нахождении его в крайнем нижнем положении.