Живов_Кузнечно-штамповочное оборудование

Рис. 21.1. Классификация ротационных валковых машин

Глава 21. Типовые конструкции и элементы расчета ротационных валковых машин

или асимметричным. Симметричное расположе­ ние (рис. 21.2, а) позволяет изгибать заготовки при меньших значениях деформирующей силы и крутящего момента, но концы заготовки при этом остаются прямыми. Длина неизогнутых участков равна половине расстояния между боковыми вал­ ками. При асимметричном расположении этих валков (рис. 21.2, б) только один передний конец заготовки остается прямым. Для получения пол­ ностью изогнутой заготовки нужно дважды про­ пускать ее через валки. Недостатком асимметрич­

ного расположения валков является необходимость приложения больших зна­ чений деформирующей силы, крутящего и изгибающего моментов.

В зависимости от расположения валков трехвалковые гибочные машины на­ зывают симметричными и асимметричными. Первые применяют для гибки толстых листов, вторые - тонких и средних.

Наличие в гибочной машине четырех валков (роликов) исключает недостат­ ки трехвалковых машин и позволяет получать изгиб заданной кривизны без уве­ личения деформирующей силы по сравнению с трехвалковой симметричной машиной. При гибке в четырехвалковой машине (рис. 21.2, в) заготовку зажи­ мают между средними валками и изгибают боковыми. Существуют также трех­ валковые машины, у которых относительное положение валков (роликов) можно изменить.

На листогибочных машинах изгибают заготовки толщиной от долей мил­ лиметра до 150 мм. Наибольшие размеры поперечных сечений заготовок - 5000 X 150 мм. Такие листы изгибают при температуре горячей обработки.

Парнороликовые, или профилегибочные, машины применяют для изготов­ ления различного рода гнутых профилей. Ролики в этих машинах устанавливают парами последовательно, с определенным шагом. Пропуская заготовку через ту или иную пару, формируют определенный изгиб заготовки. В результате про­ хождения ее через все ролики машины получается заданный профиль.

Конструктивные особенности гибочных валковых машин определены их технологическим назначением (гибка листового или сортового проката) и схе­ мой гибки. Специализированные машины снабжены программными устройст­ вами или работают в полуавтоматическом цикле.

Листогибочные машины. Трехвалковые гибочные машины в зависимости от расположения валков подразделяют на симметричные, асимметричные и комбинированные.

Основным узлом симметричной листогибочной машины (рис. 21.3) явля­ ется станина из сварной рамы 1 и литых чугунных стоек 6. Средний 4 и боко­ вые 5 валки опираются на подшипники скольжения, расположенные в стойках станины; боковые валки приводные. Привод, механизмы запрокидывания

461

Раздел V. РОТАЦИОННЫЕ МАШИНЫ

Рис. 21.3. Схема симметричной листогибочной машины

и регулировки положения среднего валка установлены на раме станины. При­ вод состоит из реверсивного электродвигателя, червячного редуктора и зубча­ той передачи.

Расстояние между боковыми валками в данной конструкции неизменно. Суш,е- ствуют конструкции гибочных машин, у которых это расстояние можно изменять. В этом случае конструкция усложняется, но расширяется диапазон выполняемых гибочных работ при изменении толщины листов и радиусов гибки.

Механизм запрокидывания среднего валка ручной и состоит из штурвала 7, нажимного винта S, траверсы 9, двух колонок 70 и нажимной колодки 11. На­ жимная колодка соединена с шаровым концом среднего валка. При вращении штурвала в ту или другую сторону винт ввинчивается или вывинчивается из не­ подвижной траверсы. Консольный конец среднего валка опускается или подни­ мается, поворачиваясь вокруг оси 3 (рис. 21.4). У крупных машин механизм запрокидывания имеет электропривод.

Механизм для откидывания подшипника состоит из двух отводных рычагов 3 (см. рис. 21.3) и червячной передачи, приводимой в движение штурвалом 2. В откинутом положении подшипник 1 (см. рис. 21.4) уравновешен противове­ сом, в рабочем - фиксируется цилиндрической шпонкой 2.

Механизм регулировки положения среднего валка состоит из отдельного реверсивного электродвигателя, редуктора, червячной и винтовой передачи. В механизме регулировки предусмотрена кулачковая муфта. При включении ее

462

г л ава 21. Типовые конструкции и элементы расчета ротационных валковых машин

Рис. 21.4. Схема листогибочной машины с отводным валком

средний валок можно устанавливать наклонно, что необходимо для формиро­ вания конических поверхностей. Для повышения жесткости боковых валков в корпусе 12 (см. рис. 21.3) установлены опорные валки. Корпус катков может перемещаться по раме станины вдоль их осей.

Конструкция асимметричной трехвалковой гибочной машины отличается от рассмотренной тем, что у нее средний валок неподвижный, передний боковой можно смещать в вертикальном направлении на величину, несколько большую, чем максимальная толщина изгибаемой заготовки, а задний боковой - переме­ щать в стойках станины для обеспечения изгиба заготовок на заданный радиус. Приводными являются средний или передний боковые валки.

В комбинированных трехвалковых гибочных машинах возможно создание симметричной и асимметричной схем гибки. Одна из возможных схем регули­ ровки предусматривает перемещение среднего валка в вертикальном и горизон­ тальном направлениях. Механизм регулировки состоит из подшипника и рамки. Корпус подшипника может перемещаться в горизонтальном направлении отно­ сительно рамки, смещающейся в вертикальном направлении. Привод механизма регулировки аналогичен приводу для симметричных машин. Рамка заднего подшипника может поворачиваться относительно оси, освобождая валок при запрокидывании. Другая схема регулировки предусматривает возможность из­ менения положения боковых валков в вертикальном направлении. Поскольку эти валки регулируемые, то в движение они приводятся при помощи шарнирных шпинделей, что существенно усложняет конструкцию.

463

Раздел V. РОТАЦИОННЫЕ МАШИНЫ

Четырехвалковые гибочные машины имеют добавочный средний нижний валок, снабженный пружинным предохранителем. Механизмы регулировки по­ ложения валков в этих машинах аналогичны рассмотренным выше. Приводным является средний верхний, а в некоторых случаях оба средних валка. Некоторые конструкции четырехвалковых гибочных машин имеют гидропривод для вспо­ могательных механизмов.

Сорто- и профилегибочные машины. По принципу действия они подобны листогибочным, но отличаются консольным расположением роликов. Оси роли­ ков горизонтальны или вертикальны (существуют конструкции с наклонным расположением роликов). Механизмы регулировки имеют ручной или электри­ ческий привод. В конструкции роликовой машины, разработанной в Централь­ ном бюро кузнечного машиностроения, боковые ролики приводные, средний - регулируемый.

Сортогибочные машины могут иметь асимметричное расположение роли­ ков, а в некоторых случаях их изготовляют с четырьмя роликами.

Профилегибочные (парнороликовые) машины. Они предназначены для изготовления разнообразных профилей и труб из листового проката. Число пар роликов зависит от сложности формируемого профиля (в существующих профилегибочных машинах оно не превышает 20). Ролики располагают в последо­ вательности формирования профиля. Профилегибочная машина состоит из стани­ ны, на которой установлены головки с роликами. Головки могут быть открытого или закрытого типа. Недостаток головок открытого типа - большая металлоем­ кость при равной жесткости, преимущество - удобство обслуживания. В связи с этим машины с головками открытого типа применяют при меньших номи­ нальных усилиях, а закрытого - при больших.

Расстояние между верхними и нижними роликами регулируют перемещени­ ем верхних. Описание механизма регулировки аналогично приведенному выше для гибочных машин.

Ролики приводятся в движение от электродвигателя через червячно-шесте- ренную передачу и общий вал. Частота вращения роликов определяется скоро­ стью подачи заготовки, которая не превышает 25 м/мин. Листовой прокат для гибки поставляют в рулонах, поэтому в профилегибочных машинах применяют­ ся ножницы для разрезания изготовленных профилей на заданную длину.

21.3. Правильные машины

Правку проката можно проводить на прави льных машинах при наличии не менее пяти валков (роликов), расположенных в два параллельных или не­ параллельных ряда. При параллельном расположении валков (рис. 21.5, а) правка возможна, если последний из них имеет индивидуальную регули­ ровку.

464

г л ава 21. Типовые конструкции и элементы расчета ротационных валковых машин

(рис. 21.5, б). В этом случае на выходе из валков листовой (сортовой, профиль­ ный) прокат не перегибается, поэтому отсутствует необходимость индивидуаль­ ной регулировки последнего валка. Наибольшее распространение правильные машины с непараллельным расположением валков получили для правки тон­ ких листов.

Для правки толстых листов применяют 5...7-валковые машины, а для правки тонких - 9...17-валковые. Существуют современные конструкции правильных машин и с 29 валками.

Правку сортового или профильного проката осуществляют на роликовых машинах, которые не имеют принципиальных отличий от валковых. В зависи­ мости от формы сортового или профильного проката ролики имеют ручьи (ка­ либры) соответствующей формы. Особенность правки такого проката - исправ­ ление пространственной кривизны заготовки. Для этого ролики устанавливают в вертикальной и горизонтальной плоскостях или правку осуществляют за не­ сколько переходов с поворотом проката на 90°.

Правят преимущественно в холодном состоянии, поскольку при остывании после горячей правки возможно коробление заготовки. Конструкции пра­ вильных машин отличаются особенностями, вызванными различием линейных параметров.

Правильные машины для листовых заготовок. Эти машины различаются числом валков и их расположением. В любой правильной машине должно быть нечетное число валков. Наиболее распространены машины с числом валков от 3 до 13. Правильные машины с непараллельными рядами валков применяют для правки листов, толщина которых менее 3 мм, с параллельными рядами - для листов, толщина которых более 4 мм.

Станину 1 правильной машины с параллельными рядами валков (рис. 21.6) выполняют разъемной закрытого типа, состоящей из двух стоек, верхней и нижней поперечин. Нижний ряд валков 5 устанавливают в станине, верхний 4 - в подвижной поперечине 2. Приводные валки 5 через шарнирные шпиндели соединены с шестеренной клетью привода, который, как и у прокатных станов, установлен отдельно. Подвижную поперечину можно располагать на разной высоте, что позволяет регулировать прогиб заготовок при правке. Перемеще-

465

Раздел V. РОТАЦИОННЫЕ МАШИНЫ

Вид А

Рис. 21.6. Схема правильной машины с параллельным расположением валков

ние подвижной поперечины осуществляется от самостоятельного привода, ус­ тановленного на верхней поперечине и состоящего из электродвигателя, чер­ вячного редуктора 3 и винта с гайкой. Для малых правильных машин этот привод ручной.

Диаметр валков определяют по требованиям технологии, поэтому их жесткость в большинстве случаев недостаточна. Для ее увеличения в конст­ рукции предусмотрены опорные ролики, устанавливаемые в один или не­ сколько рядов.

Подшипники правильных валков и опорных роликов глухие с бронзо­ выми вкладышами. Входной и выходной валки неприводные. В машинах с непараллельными рядами для регулировки межосевого расстояния по высоте и наклона верхнего ряда валков предусмотрены соответствующие механиз­ мы. В этих машинах расстояние между валками больше, поэтому сильно искривленные листы ввести трудно. Для обеспечения надежного введения листа в конструкции предусмотрены подающие парные валки, установлен­ ные на кронштейне. Верхний валок имеет компенсирующее устройство пружинного или пневматического типа. Привод подающих валков осуществ­ ляется через цепную передачу или шарнирные шпиндели. Другие элементы

466

Глава 21. Типовые конструкции и элементы расчета ротационных валковых машин

конструкции правильных машин с непараллельными рядами валков анало­ гичны рассмотренным выше.

В некоторых случаях правильные машины используют для «дрессировки» листового проката, в результате чего характеристики пластичности листовых заготовок улучшаются. С этой целью в машине предусмотрен гибочный валок, вертикальное перемещение которого значительно больше, чем у других, и осуществляется специальным рычажным механизмом.

Правильные машины для сортового и профильного проката. В прин­ ципе эти машины не отличаются от листоправильных. Однако их конструкция имеет некоторые отличия, вызванные особенностями технологии и размерны­ ми параметрами. Сортовой прокат в отличие от листового может быть искрив­ лен в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Следовательно, править его нужно в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Если ролики пра­ вильной машины расположены только горизонтально, то правку осуществляют в результате двух пропусков заготовки через машину с промежуточным пово­ ротом заготовки на 90^. Если же правильная машина имеет ролики в горизон­ тальном и вертикальном направлениях, то правку осуществляют за один пропуск. Ввиду различной конфигурации формы поперечного сечения и раз­ меров сортового и профильного проката ролики правильной машины имеют соответствующую калибровку. Часто ролики содержат несколько калибровочных ручьев, позволяющих проводить правку различных форм проката без их переста­ новки и регулировки машины.

Размеры рабочего пространства сортоправильных машин невелики, что по­ зволяет применять станину открытого типа. Это облегчает доступ к рабочему пространству, упрощает замену роликов. Однако жесткость станины открытого типа меньше, чем закрытого при одинаковой металлоемкости. Станины откры­ того типа используют для машин малых и иногда средних размеров. Машины крупных размеров изготовляют только со станинами закрытого типа.

Для упрощения захвата заготовок роликами сортоправгаьные машины снаб­ жены направляющими роликами с вертикальным и горизонтальным расположе­ нием осей. В некоторых конструкциях машин предусмотрена возможность изменения расстояния между осями роликов, что увеличивает диапазон разме­ ров прутков, которые можно на них править.

21.4. Дисковые ножницы

Дисковые ножницы используют для резки с малыми усилиями и по криво­ линейному контуру. Однодисковыми ножницами заготовку разрезают между вращающимся и поступательно движущимся диском и режущей кромкой пря­ мого ножа. Ножницы с двумя дисковыми ножами в зависимости от располо­ жения их осей по отношению к заготовке обладают широкими возможностями.

467

износе предусмотрен механизм регулировки (ручной), позволяющий смещать диски в вертикальном и горизонтальном направлениях.

21.5. Ковочные вальцы

Наибольшее распространение получили консольные открытые (рис. 21.8, а)

идвухопорные закрытые ковочные вальцы (рис. 21.8, б). Комбинированные вальцы (на одной станине размещены и консольные, и двухопорные вальцы) пока используют реже. Основные части ковочных вальцов - станина, валки

ипривод.

Валки большинства современных конструкций имеют радиальную (изме­ нение межцентрового расстояния), угловую и осевую регулировки, электро­ пневматическую муфту включения, ленточный тормоз и маховик в приводе. Привод ковочных вальцов включает электродвигатель, клиноременную пере­ дачу, редуктор, зубчатую или шпиндельную передачу. Зубчатая передача в отличие от шпиндельной не обеспечивает значительной радиальной регули­ ровки валков. При шпиндельной передаче электродвигатель и редуктор раз­ мещены на отдельной раме (аналогично правильным машинам). Подшипники валков ковочных вальцов устанавливают в рамках, которые могут переме­ щаться в вертикальных пазах стоек станины. В некоторых конструкциях кон­ сольных и двухопорных ковочных вальцов предусматривают подвижный ползун, который используют как ножницы для отрезки мерной заготовки по­ сле вальцовки или для выполнения штамповочных работ (оттяжки хвостови­ ков напильников и др.).

Консольные ковочные вальцы позволяют устанавливать кольцевые секторы штампов по диаметру до 500 мм, двухопорные закрытые - по диаметру до 900 мм. Деформирующая сила при вальцовке на наиболее мощных консольных валь­ цах не должна превышать 400 кП, а на двухопорных вальцах - 2 МП.

468

г л ава 21. Типовые конструкции и элементы расчета ротационных валковых машин

Ось вальцовки

Рис. 21.8. Схемы открытых {а) и закрытых (б) ковочных вальцов

469