Устройство для обработки длинномерного материала Советский патент 1991 года по МПК B21D43/00 B30B15/30 

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для обработки длинномерного материала.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей путем перемещения материала при непрерывной экструзии и повышение надежности работы путем стабилизации скорости и усилия подачи.

На фиг. 1 изображено устройство для обработки длинномерного материала; на фиг, 2 - разрез А-А на фиг. 1, на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 1; на фиг. 5 - вид Г на фиг. 1 на фиг. 6 - диаграмма перемещения зажимов, на фиг. 7 - график изменения скорости и усилия подачи.

Устройство содержит силовую раму 1, направляющую, выполненную в виде полой

проводки 2, вспомогательный 3 и основной 4 подающие блоки с зажимами 5, основные и вспомогательные гидроцилиндры б, цилиндр перемещения, выполненный в виде гидроцилиндра стыковки 7, обрабатывающий механизм, выполненный в виде контейнера 8, гидросистему 9.

Силовая рама 1 содержит неподвижную траверсу 10 с направляющими 11, выполненными в виде колонн и подвижную раму, имеющую траверсы 12 и 13, соединенные между собой стяжками 14. На траверсе 10 закреплен гидроцилиндр стыковки 7, а на траверсах 12 и 13 закреплена проводка 2,

Зажимы 5 выполнены в виде клиновых гидрозажимов.

Подвижная часть силовой рамы выполнена с возможностью перемещения по на- правляющим колоннам 11, для чего соединена с полым штоком гидроцилиндра стыковки 7.

Полая центральная проводка 2 выполнена в виде трех равнорасположенных по окружности планок, выполненных в виде секторов, закрепленных в траверсах 12 и 13 и образующих своей внутренней поверхностью канал для направления и сохранения продольной устойчивости материала.

Диаметр канала направляющей проводки 2 больше диаметра материала на 0,1- 0,5 мм, ось его совпадает с осью обработки контейнера 8.

Клиновый гидрозажим 5 содержит корпус-цилиндр 15, в котором размещены коак- сиально поршень 16, конусная обойма 17 с окнами по форме сечения проводки и три клиновидные сектора-губки 18, размещенные между боковыми гранями секторов, образующих направляющую проводку 2. Клиновые гидрозажимы соединены с гидросистемой 9 и выполнены с возможностью возвратно-поступательного движения по центральной проводке 2 и направляющими колоннами 11 за счет вазимодействия с гидроцилиндрами перемещения 6. Клиновые сектора-губки 18 размещены между боковыми гранями планок проводки 2 с зазором 0,05-0,1 мм.

Гидросистема 9 устройства включает двухпоточный насос 19 с одинаковой производительностью потоков, напорные магистрали 20, предохранительный клапан 21 основного потока, дроссель с регулятором 22, основной гидрораспределитель 23 клинового зажима, основной гидрораспредели- тель 24 подающих гидроцилиндров, предохранительный клапан 25 в системе питания клинового гидрозажима, предохранительный клапан 26 в системе питания подающих цилиндров при совместном движении двух подающих блоков в направлении подачи, гидрораспределитель 27 цилиндра стыковки, распределитель 28 включения совмещенного режима работы подающих гидроцилиндров обоих подающих блоков, обратный клапан 29, гидрозамок 30, гидроаккумулятор 31.

Поршневые рабочие полости 32 гидроцилиндров 6 равны между собой и выполнены с площадью поперечного сечения

больше по величине площади поперечного

сечения площади подпоршневой отводной

полости 33. Превышение составляет по величине не менее значения, определяемого

из условия

ораб. Зотв ( - 2Е

где Зраб - площадь рабочей полости (порш- невой);

Зотв - площадь отводной полости (под- поршневой);

L- полный рабочий ход подающего блока;

С- отрезок пути (ход) при совместном движении обоих блоков в направлении подачи.

Например, при рабочем ходе подающего блока (L), равном 250 мм, и ходе совмещенной подачи двумя подающими блоками (I), равном 50 мм, минимальное превышение составляет 1,7 раза.

Площадь рабочей полости 34 цилиндра стыковки 7 выполнена не менее удвоенной площади рабочей полости 32. Позицией 35 обозначена обрабатываемая заготовка (материал).

Распределители 23 клиновых гидрозажимов и распределители 24 подающих гидроцилиндров соединены последовательно, слив от первого является подводом для второго.

Распределители 24 подающих цилиндров применены плавающей схемы.

Распределитель 28 соединен одной сто- роной через обратные клапаны 29 с рабочими полостями подающих цилиндров 6 обоих блоков, а другой - через предохранительный клапан 26 с напорной магистралью 20. Давление настройки клапана 26 состав- ляет половину величины давления настройки клапана 21.

В качестве двухпоточного насоса с одинаковой производительностью потоков может быть использован, например, насос пластинчатый 25БП2-23АМ, в качестве распределителя 24 плавающего типа - гидрораспределитель Р 102-АЛ15-А3650 распределителя 23, 27 - Р102 - АЛ65-А3650, дополнительного распределителя 28-Р102- ЕЛ574, гидрозккумулятора - АРХ-6,3/320.

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении давление в контейнере 8 отсутствует, клиновый зажим подающего блока 4 находится в крайнем правом положении, а другой зажим подающего блока 3 на определенном удалении, например, 50 мм С 0,21 (где L - полный рабочий ход зажима от траверсы 10 до траверсы 11) от своего крайнего левого положения, их клиновые губки освобождены.

Подготовленная заготовка 35 вводится со стороны гидроцилиндра стыковки 7 через его полый шток, далее через канал проводки 2, клиновых зажимов секторов-губок 13) к деформирующему узлу контейнера 8. Устройство готово таким образом к работе.

Включают насосную установку 19 и электрическую систему управления (не показана) и гидравлическая среда по напорным магистралям 20 поступает к гидрораспределителям. Один поток рабочей жидкости подается к гидрораспределителям 27, 23, 24 (Pi. P2, PS), второй поток рабочей жидкости гидронасоса подается к гидрораспределителям Рз и Р. В нейтральном положении распределителей жидкость разгружается в бак (на слив).

Регулирование величины скорости и усилия подачи расхода и давления в напорных магистралях 20 осуществляют дросселем с регулятором 22 и регулирующим давление предохранительным клапаном 21.

Вначале рабочего цикла осуществляют включение гидроцилиндра стыковки 7 через гидрораспределитель 27, при этом жидкость подается в рабочую полость цилиндпа и одновременно к гидроаккумулятору 31, происходит поджим подающего механизма к контейнеру 8, заряжается гидроаккумулятор 31, давление достигает рабочей величи- ны, срабатывает реле давления (не показано) и дает электрический сигнал на включение следующего по технологической схеме распределителя.

В процессе работы гидроаккумулятор поддерживает постоянным давление в цилиндре 7, компенсируя возможные утечки и способствуя стабильности других рабочих параметров. Следующим включается распределитель 23 (Р и Рз) и 28 (Ре), при этом жидкость поступает в корпус-цилиндр 15 клиновых гидрозажимов 5, поршень 16 с конусной обоймой 17 надвигаются на клиновые сектор-губки 18 и последние зажимают заготовку, кроме того, жидкость через клапан 26, распределитель 28, обратные клапаны 29 поступает в рабочие полости 32 гидроцилиндров 6.

В контейнере 8 создают требуемое давление, необходимое для осуществления деформации и которое в процессе гидропрессования поддерживают постоянным

(генератором высоких гидростатических давлений (не показан).

При выходе на рабочее давление начинается процесс гидропрессования от совместного действия радиального усилия со

стороны рабочей среды высокого давления и осевого усилия со стороны узла осевой подачи заготовки (подающих блоков 3 и 4). При достижении клиновым зажимом подающего блока 3 своего крайнего левого

положения происходит переключение жидкости на разжатие клиновых сектор-губок и отводную полость 33 цилиндра перемещения. Вследствие того, что площадь отводной полости 33 меньше площади рабочей полости 32, отвод захвата происходит быстрее со скоростью больше рабочей пропорционально соотношению указанных площадей. Заготовка 35 при этом подается правым подающим блоком 4.

При достижении подающим блоком 4

хода величиной 0.8L (где L полный рабочий ход зажима от траверсы 12 до траверсы 13) поступает сигнал от путевого выключателя (не показан) на подключение рабочей полости гидроцилиндра 6 подающего блока 3, который уже занял свое крайнее правое положение. Подающие блоки 3 и 4 получат возможность благодаря включению распределителя 28 (Р6) перемещаться совместно в

направлении подачи, клиновые сектор-губки зажимов зажимают заготовку и передают ей необходимое осевое усилие подачи, постоянное по величине, одинаковое как и в случае подачи одним подающим цилиндром.

Стабилькость осевого усилия возможна

в силу наличия в этот период времени в системе предохранительного клапана 26, настроенного на давление, равное половине величины давления основного потока напорной магистрали, и, следовательно, его предохранительного клапана 21. Постоянство скорости перемещения захватов (подачи) обеспечивается равенством рабочих полостей подающих цилиндров и одинаковой

производительностью потоков. При этом, как и в начальном периоде работы, осуществляется совмещение движений двух подающих блоков в направлении подачи с равной скоростью и общим постоянным осевым

усилием на участке, равном I 0.2L Этим достигается непрерывность подачи без динамических отклонений при перехватах, без пауз на переключение и без выхода на установившийся период подачи с постоянной скоростью, стабильность параметров скорости и осевого усилия подачи.

При совершении подающим блоком 4 своего крайнего левого положения поступает сигнал и происходит переключение его гидроцилиндров, клинового зажима и гидроцилиндра перемещения на отводные полости, клиновые сектор-губки освобождают заготовку и гидроцилиндр перемещения ускоренным образом отводит его в исходное правое положение. Заготовка 35 продолжает подаваться в этот период времени левым подающим блоком 3. При достижении подающим блоком 3 хода 0.8L поступает сигнал на включение совмещенного режима рабо- ты (подачи) обоих подающих блоков.

И так далее повторяются циклы поочередной подачи одним подающим блоком и обоими подающими блоками на определенном отрезке () при перехватах. Подающие блоки всегда работают в строгой последовательности: сначала срабатывает клиновый зажим, осуществляя захват или освобождение заготовки, а затем включаются гидроци- линдры б перемещения, осуществляя подачу или отвод, что обеспечивает надежность работы, исключает проскальзывание заготовки и возможность выталкивания ее из контейнера 8, а также возникновения растягивающих напряжений в заготовке. Осевая нагрузка на заготовку при подаче передается соосно, так как подающие цилиндры расположены попарно симметрично относительно оси обработки.

Узел подачи заготовки создан как со- ставная часть установки для гидростатического прессования катанки диаметром 7,0 мм. Основные характеристики: скорость подачи 0,1 м/с, осевое усилие подачи до 30 кН, максимальное удельное контактное давление на заготовку в зажимах 140 МПа, рабочий ход зажимов (L) - 250 мм, скорость отвода зажимов 0,25 м/с, давление масла в системе гидропривода 10 МПа, мощность привода 7,0 кВт. Площадь рабочей полости цилиндра подачи составляет 19,63 см2, а отводной полости 7,07 см , площадь рабочей полости цилиндра стыковки принята 41,03см2.

Формула изобретения

1. Устройство для обработки длинномерного материала, содержащее обрабатывающий механизм, направляющие, установленные параллельно оси подачи ма- териала, раму, подвижно установленную на направляющих,- гидроцилиндр перемещения с рабочей полостью, смонтированный на направляющих параллельно оси подачи материала и связанный с рамой, основной и

вспомогательный подающие блоки с приводными зажимами, установленные на раме с возможностью перемещения параллельно оси подачи материала и расположенные последовательно один за другим в направлении подачи материала, привод перемещения основного и вспомогательного подающих блоков, направляющие для перемещения материала и гидросистему, отличающееся тем, что, с целью расширения технологических возможностей путем обеспечения перемещения материала при непрерывной экструзии и повышения надежности в работе путем стабилизации скорости и усилия подачи материала, обрабатывающий механизм установлен за направляющими по ходу подачи материала, направляющая для перемещения материа- ла смонтирована на раме с возможностью взаимодействия с обрабатывающим механизмом, направляющие закреплены на обрабатывающем механизме, привод перемещения выполнен в виде по меньшей мере одного основного гидроцилиндра с поршневой и подпоршневой полостями, установленного на раме и связанного с основ- ным подающим блоком, и одного вспомогательного гидроцилиндра с поршневой и подпоршневой полостями, смонтированного на раме и связанного со вспомогательным подающим блоком, причем основной и вспомогательный гидроцилиндры выполнены с равными поршневыми полостями и с площадью поперечного сечения каждой из поршневых полостей больше площади поперечного сечения каждой из подпоршневых полостей, цилиндр перемещения выполнен с площадью поперечного сечения рабочей полости не менее удвоенной площади поперечного сечения поршневой полости одного из гидроцилиндров, а гидросистема выполнена в виде двухпоточ- ного гидронасоса с равной производительностью потоков, гидрораспределителя цилиндра перемещения, соединенного с цилиндром перемещения и с одним из потоков гидронасоса, гидроаккумулятора, соединенного с рабочей полостью цилиндра перемещения, основного гидрораспределителя плавающей схемы, соединенного с основным гидроцилиндром, вспомогательного гидрораспределителя, соединенного со вспомогательным подающим блоком, основным гидрораспределителем и с гидрораспределителем цилиндра перемещения, дополнительного основного гидрораспределителя плавающей схемы, соединенного с основным гидроцилиндром, дополнительного вспомогательного гидрораспределителя, соединенного с вспомогательным

подающим блоком, дополнительным основным гидрораспределителем и с другим потоком гидронасоса, обратных клапанов, регулируемого обратного клапана, распределителя, соединенного через обратные клапаны с рабочими полостями основных гидроцилиндров и через регулируемый обратный клапан с одним из потоков гидронасоса.

2.Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что рама выполнена в виде двух траверс и стяжек, связывающих траверсы между собой, а каждый из основных гидроцилиндров установлен на одной из траверс.

3.Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что направляющая для перемещения материала выполнена в виде трех расположенных по окружности планок с поперечным сечением в виде сектора.

4.Устройство по пп. 1 и 3, о т л и ч а ю- щ е е с я тем, что каждый из зажимов выполнен в виде корпуса-цилиндра, расположенного в подающем блоке, поршня, подвижно установленного в корпусе-цилиндре, обоймы, размещенной в поршне и имеющей ко- ническую внутреннюю поверхность, и окна

с формой поперечного сечения, соответствующей форме поперечного сечения направляющей для перемещения материала, и трех зажимных клиновых секторов-губок, смонтированных в обойме и расположенных между планками.

5.Устройство по п. 1,отличающее- с я тем, что основные гидроцилиндры выполнены с площадью Зраб поперечного сечения поршневой полости определяемой по формуле

Ьраб. Ьотв i по )

где SOTB - площадь поперечного сечения подпоршневой полости гидроцилиндра.

L - полный рабочий ход подающего блока;

Е- совместный ход подающих блоков в направлении подачи материала;

6.Устройство по пп. 1 и 2, отличающее с я тем, что снабжено дополнительными основным и вспомогательным гидроцилиндрами, закрепленными на траверсах, причем гидроцилиндры закреплены на траверсах симметрично относительно оси подачи материала.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для обработки длинномерного материала. Цель изобретения - расширение технологических возможностей путем перемещения материала при непрерывной экструзии и повышение надежности в работе путем стабилизации скорости и усилия подачи материала. Устройство содержит направляющие, по которым перемещается от цилиндра перемещения рама, обрабатывающий механизм, подающие блоки с зажимами, расположенные один за другим на раме в направлении подачи материала и связанные с приводом перемещения, направляющие для перемещения материала и гидросистему. Направляющие закреплены на обрабатывающем механизме, направляющая для перемещения материала - на раме, привод перемещения выполнен в виде гидроцилиндров, а гидросистема - в виде гидрораспределителей, соединенных с гидроцилиндрами, цилиндром перемещения и подающими блоками. Гидрораспределители подающих блоков и гидроцилиндров соединены между собой и с гидронасосом, рабочая полость цилиндра перемещения - с гидроаккумулятором Рама выполнена в виде траверс, связанных между собой Направляющая для перемещения материала имеет вид секторных планок. Зажимы выполнены в виде корпуса-цилиндра, в котором установлен поршень, несущий обойму с конической внутренней поверхностью и окном для прохода планок. В обойме установлены клиновые секторы-губки, расположенные между планками. Площадь поперечного сечения поршневой полости гидроцилиндров определяется по расчетной зависимости 5 з.п ф-лы, 7 ил. со С с со J о

А 12 „ „ г г «... §п е .в 10

ЛХ S 5 W-ПВ

Ь/ / / Д / / / lA/w ./ Л

1921

Шиг.1

22

А-А

в

Фиг, 2

W

Фиг Ц

б-В

12 6

Фи2. J

в ид Г

JS

Фиг 5

Подача Блок z Блок Ч БлокЗ Блок1

// / Z.

БлокJ Блок Отвод

Фаг. 6

Скорость, усилие подачи

Фаг. 7

блокЗ