Живов Л.И., Овчинников А.Г., Складчиков Е.Н. Кузнечно-штамповочное оборудование

Подождите немного. Документ загружается.

Ротационные машины

Н Валковые

С вращательным или

вращательно-поступательным

движением рабочего

органа и поступательным

движением заготовки

_J Листогибочные

Правильные

Ковочные

вальцы

Н Роликовые Н

Н Листогибочные

Сорто- или

профилегибочные

Дисковые

Ножницы

для резки

листового проката

Шпиндельные

Ротационно-

ковочные

Кузнечная

протяжка

Ротационный

обжим

С поступательным движением

рабочего органа и

поступательным или

вращательно-поступательным

движением заготовки

Tj Шпиндельные

Ротационно-

ковочные

Кузнечная

протяжка

Ротационный

обжим

Карусельные

Ротационное

выдавливание

Обкатные

Ротационное

выдавливание

Кривошипно-

ползунные

Кузнечная

протяжка

Ротационный

обжим

zd Шпиндельные

С вращательным движением

исполнительного механизма,

вращательно-поступательным

движением рабочего органа

и поступательным движением

заготовки

Со сложным движением

рабочего органа,

поступательным

или вращательно-

поступательным

движением заготовки

Ротационно-

ковочные

Кузнечная

протяжка

Шпиндельные

Пружинно-

навивочные

автоматы

Ротационный

обжим

(Н Сферодвижные

Н Раскатка

Ч Выдавливание

Рис.

21.1.

Классификация ротационных валковых машин

Глава 21.

Типовые конструкции

элементы

расчета

ротационных валковых машин

Рис. 21.2. Схемы располо-

жения валков в трех-

(а^

и четырехвалковой ротаци-

онной машине

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

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

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

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 про-

филегибочных 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

^ГФ,Ф,Ф,Ф|Ф|Ф,^ ФГФ|Ф|Ф|Ф|Ф|Ф#^

Ш'ф'фЖф'ф'

.ф'ф'ф'ф'сЬ'ф Ф

Рис. 21.5. Схемы параллельного

{а)

и непараллельного (б) расположения валков

При непараллельном расположении ряды устанавливают под углом

(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

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

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

Раздел

РОТАЦИОННЫЕ МАШИНЫ

Наибольшие возможности у дисков с наклонным

расположением осей. Дисковые ножницы предна-

значены для продольной и фигурной резки листо-

вого материала (листа, ленты).

Станина дисковых ножниц двухстоечная от-

крытого типа (рис. 21.7). Ее отливают из серого

чугуна или сваривают из листов стального проката.

Привод состоит из электродвигателя, клиноремен-

ной передачи и редуктора и устанавлен между

стойками станины. Для ножниц с наклонным рас-

положением осей дисков в передаточном механиз-

ме применяют шарнирный шпиндель. Для выбора

зазоров между верхним и нижним дисками при их

износе предусмотрен механизм регулировки (ручной), позволяющий смещать

диски в вертикальном и горизонтальном направлениях.

Рис.

21.7.

Дисковые ножницы

21.5.

Ковочные вальцы

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

и двухопорные 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

и привод.

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