Устройство для подачи ленточного и полосового материала в зону обработки

 

Изобретение относится к механической обработке металлов давлением. Устройство содержит две пары подающих валков. Пары подающих валков кинетически связаны между собой и с приводом обрабатывающей машины. Поперечное сечение каждого подающего валка выполнено в виде полукругового сектора. Полукруговой сектор образует рабочую поверхность валков. Один валок каждой пары установлен с возможностью смещения его рабочей поверхности относительно рабочей поверхности валка своей пары при установке шага подачи. Рабочие поверхности противоположных им валков смещены относительно друг друга на угол 180^o. Использование устройства позволяет расширить диапазон регулировки шага подачи от 0 до 360^o поворота приводного вала пресса. 21 ил.

Изобретение относится к механической обработке металлов давлением и может быть использовано для автоматической подачи полосового и ленточного материала в рабочую зону пресса.

Известно устройство для подачи ленточного и полосового материала в рабочую зону пресса (см. Дурандин М.М. и др. "Штамп для холодной штамповки мелких деталей": Альбом конструкций и схем. М., Машиностроение, 1978, с. 96, 102), выполненное в виде периодически поворачивающихся двух подающих валков, кинематически связанных через храповой механизм с приводом пресса.

Недостатками этого устройства являются следующие: величина регулировки шага подачи перемещаемого материала ограничена углом поворота храпового колеса, который составляет не более 75^o. Для увеличения шага подачи необходимо увеличить диаметр подающих валков, что резко увеличит подвижную массу и, следовательно, инерционные силы; неизбежность возникновения инерционных сил всех подвижных частей в начале и в конце вращения валков, для частичного погашения которых один из валков снабжен колодочным тормозом. Последний, в свою очередь, создает дополнительное сопротивление в момент начала вращения валков, что повышает нагрузку на все звенья привода устройства. Это отрицательно сказывается на надежности устройства в целом.

Наиболее близким аналогом-прототипом является устройство для подачи непрерывного материала в рабочую зону пресса по авт.св. СССР N 517368, М. кл. B 21 D 43/08, содержащее пару подающих валков, кинематически связанных между собой и с приводом обрабатывающей машины. При этом один из подающих валков состоит из двух полудисков, установленных на осях с возможностью взаимного поворота.

Указанное устройство позволяет за счет установки полудисков одного из подающих валков с различным смещением относительно друг друга несколько расширить диапазон регулировки величины шага подачи. При этом за счет кинематической связи подающих валков с приводом пресса обеспечивается подача материала при непрерывном вращении валков, что исключает возникновение инерционных сил и нагрузок на звенья механизмов и, в конечном итоге, повышает надежность устройства в целом.

Недостатками известного устройства являются следующие: регулировка шага подачи перемещаемого материала возможна только в пределах 180-360^o поворота подающего валка, что ограничивает область применения устройства, в частности, при обработке мелких изделий; контакт рабочей поверхности подающего валка с перемещаемым материалом производится последовательно сначала одним полудиском с контактной площадью, равной половине ширины полосы, а затем - другим полудиском на второй половине полосы, что не обеспечивает сохранения постоянного тягового усилия перемещаемого материала и отрицательно сказывается на надежности и точности подачи материала в зону обработки.

В основу изобретения поставлена задача создания устройства для подачи ленточного и полосового материала в зону обработки, в котором за счет введения дополнительной пары подающих валков, иного конструктивного исполнения подающих валков и иного взаимного расположения их относительно друг друга обеспечивается расширение диапазона регулировки шага подачи перемещаемого материала в пределах от 0 до 360^o поворота приводного вала обрабатывающей машины и непрерывная площадь контакта рабочей поверхности валков с материалом по всей ширине, что расширяет технологические возможности путем обработки изделий различных размеров, а также сохраняет постоянное тяговое усилие перемещаемого материала и, в конечном итоге, повышает надежность и точность подачи материала в зону обработки.

Поставленная задача решается тем, что в устройстве для подачи ленточного и полосового материала в зону обработки, выполненном в виде пары подающих валков, кинематически связанных между собой и с приводом обрабатывающей машины, согласно изобретению, оно снабжено дополнительной парой подающих валков, при этом поперечное сечение подающих валков выполнено в виде полукругового сектора, образующего рабочую поверхность валков, один из валков каждой пары установлен с возможностью смещения его рабочей поверхности относительно рабочей поверхности парного ему валка установке шага подачи, а парные им валки закреплены таким образом, что их рабочие поверхности смещены относительно друг друга на угол 180^o.

По сравнению с прототипом предлагаемое устройство за счет выполнения его в виде кинематически связанных между собой двух пар подающих валков, поперечное сечения каждого из которых представляет собой полукруговой сектор с длиной окружности πR , образующий рабочую поверхность валка, в котором один валок пары установлен с возможностью смещения его рабочей поверхности относительно рабочей поверхности другого валка своей пары, а противоположные им валки закреплены таким образом, что их рабочие поверхности смещены друг относительно друга на угол 180^o, позволяет обеспечить возможность регулировки положения подающих валков друг относительно друга в пределах поворота приводного вала от 0^o до 360^o, т.е. по длине окружности 2πR , что расширяет технологические возможности устройства путем подачи материала в зону обработки с любым заданным шагом и, как следствие, обработки изделий любых размеров. Кроме того, такое устройство обеспечивает непрерывную площадь контакта рабочей поверхности подающих валков с перемещаемым материалом по всей ширине, что сохраняет тяговое усилие постоянным и, следовательно, повышает точность и надежность подачи, а также позволяет использовать его как в качестве тянущего, так и подающего. При этом сохраняется главное преимущество устройства-прототипа: подача материала осуществляется при непрерывном вращении валков, что повышает надежность устройства в целом.

На фиг. 1 изображен вид устройства, вид сверху, вариант поперечного расположения кривошипного вала пресса; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - вид спереди фиг. 1; на фиг. 4-12 показаны различные положения подающих валков в зависимости от величины шага подачи и смещения подающих валков относительно друг друга в момент нахождения ползуна пресса в верхней мертвой точке; на фиг. 13-21 - циклограммы работы устройства, соответствующие положениям подающих валков на фиг. 4-12 (штриховкой обозначены участки контакта рабочих поверхностей валков с перемещаемым материалом).

Устройство для подачи ленточного и полосового материала в зону обработки содержит две пары подающих валков 1, 2, 3, 4, расположенных в корпусах 5, 6 с возможностью вращения вокруг своей оси. На подающих валках 1, 3 посредством болтов 7 закреплены зубчатые шестерни 8, 9. На подающих валках 2, 4 жестко закреплены зубчатые шестерни 10, 11. Зубчатые шестерни 8, 10 и 9, 11 попарно находятся в зацеплении, а зубчатые шестерни 10, 11 связаны между собой через зубчатую шестерню 12. Подающий валок 2 посредством конических зубчатых шестерен 13, 14 и цепной передачи 15 кинематически соединен с приводом обрабатывающей машины, в частности кривошипным валом пресса (не показан). Поперечное сечение каждого подающего валка 1, 2, 3, 4 выполнено в виде полукругового сектора, образующего рабочую поверхность валка (фиг. 4-12). Подающие валки 2, 4 закреплены таким образом, что их рабочие поверхности смещены относительно друг друга на угол 180^o. Корпуса 5, 6 соединены четырьмя скалками 16. На скалках 16 установлены пружины 17 с поджимными гайками 18. На валках 1, 3 жестко закреплены градуированные диски 19.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

От кривошипного вала пресса вращения через цепную передачу 15 и коническую передачу 13, 14 передаются ведущему подающему валку 2 и через зубчатые шестерни 10, 8 и 12, 11, 9 соответственно валкам 1 и 4, 3, т.е. вращение всех подающих валков синхронно вращению приводного вала пресса. Поджим подающих валков 1, 4 к материалу производится сжатием пружин 17 гайками 18. При вращении подающих валков 1, 2, 3, 4 рабочие поверхности периодически контактируют с материалом и при одновременном контакте рабочих поверхностей обоих валков пары осуществляется перемещение ленты или полосы на шаг в зону обработки.

Для обеспечения заданного шага подачи отвинчивают болты 7, проворачивают валки 1, 3 относительно валков 2, 4, устанавливая по круговой шкале диска 19 величину шага подачи, и зажимают шестерни 8, 9 болтами 7.

Величину углов поворота подающих валков α₁,α₂ в зависимости от шага подачи рассчитывают по формуле: где t - заданный шаг подачи; R - радиус валка.

Например, при шаге подачи t= 140 мм и радиусе валка R=30 мм, α₁+α₂ = 267^o30', α₁ и α₂ могут быть равны между собой, главным условием для обеспечения шага подачи t=140 мм является условие α₁+α₂ =267^o30'.

Перемещение материала на максимальный шаг подачи.

Подающие валки 2, 4 жестко соединены с шестернями 10, 11 и установлены таким образом, что их рабочие поверхности смещены относительно друг друга на угол 180^o и с противоположных сторон (фиг. 4). При этом подающие валки 1, 3 отрегулированы на максимальный шаг подачи t=2 π R (рабочие поверхности валков пары расположены с одной стороны).

Заданный шаг подачи α₁+α₂ = 360^o достигается следующим образом (фиг. 13).

При одновременном вращении всех валков в сторону подачи (показано стрелками) в начальный момент с перемещаемым материалом одновременно временно контактируют рабочие поверхности первой пары валков 1, 2, осуществляя перемещение материала на 1/2 шага, т.е. на πR или 180^o. После поворота валков 1, 2 на 180^o контакт рабочей поверхности валков 1, 2 с материалом прерывается и в контакт вступают рабочие поверхности второй пары валков 3, 4, продолжая перемещение материала также на 1/2 шага, т.е. πR или 180^o. Таким образом, за 1 цикл работы осуществляется подача на шаг t, равный 2πR или 360^o.

Перемещение материала на минимальный шаг.

Подающие валки 2, 4 расположены аналогично (фиг. 5). При этом подающие валки 1, 3 отрегулированы на шаг подачи t=0 (рабочие поверхности валков пары расположены в противоположные стороны). Заданный шаг подачи достигается следующим образом (фиг. 14).

При одновременном вращении всех валков в момент контакта с перемещаемым материалом рабочей поверхности валка 2 отсутствует контакт рабочей поверхности валка 1 и материала. При этом отсутствует зажим материала между валками пар и перемещение его не происходит. После поворота пары валков 1, 2 на 180^o контакт валков 3, 4 с материалом происходит аналогично и шаг подачи t= 0.

Перемещение материала на шаг подачи, например, равный углу поворота валков α₁+α₂ .

Пример 1 (фиг. 6).

Подающие валки 2, 4 расположены аналогично. При этом валки 1, 3 отрегулированы на величину шага, равному углу поворота валков α₁+α₂ .

Заданный шаг подачи достигается следующим образом (фиг. 15).

При повороте валков 1, 2 в направлении подачи их рабочие поверхности одновременно контактируют с материалом в течение поворота на угол α₁ . Затем контакт рабочей поверхности валка 1 с материалом прерывается. В это время рабочая поверхность валка 4 также не контактирует с материалом, т.е. перемещение отсутствует. При дальнейшем вращении всех валков до контакта точки B с материалом перемещение его отсутствует. При дальнейшем повороте валков после достижения точки B происходит перемещение материала на шаг, соответствующий углу поворота α₂ (углы α₁ и α₂ могут быть выбраны в пределах 0-180^o из условия величины требуемого шага подачи).

пример 2 (фиг. 7).

Подающие валки 1, 3 жестко соединены с шестернями 8, 9, а их рабочие поверхности смещены на угол 180^o и направлены в противоположные стороны. При этом валки 2, 4 установлены на величину шага подачи, равную углу поворота валков α₁+α₂ .

Рабочий цикл, т.е. перемещение материала на шаг в зону обработки происходит аналогично (фиг. 16). При повороте валков 1, 2 их рабочие поверхности одновременно контактируют с материалом в течение поворота на угол α₁, перемещая его на соответствующий шаг подачи, а при одновременном контакте рабочих поверхностей валков 3, 4 с материалом - на шаг, соответствующий углу поворота α₂.

Пример 3 (фиг. 8).

Подающие валки 2, 3 жестко соединены с зубчатыми шестернями 10, 9, а их рабочие поверхности смещены на угол 180^o и направлены противоположно.

Рабочий цикл происходит аналогично (фиг. 17), но в этом случае валки 1, 4 установлены относительно валков 2, 3 на углы α₁ и α₂.

Пример 4 (фиг. 9).

Подающие валки 1, 4 жестко соединены с зубчатыми шестернями 8, 11, а их рабочие поверхности смещены на угол 180^o и направлены противоположно.

Рабочий цикл происходит аналогично (фиг. 18), но в этом случае на углы α₁ и α₂ устанавливаются валки 2, 3.

Пример 5 (фиг. 10).

Подающие валки 1, 3 жестко соединены с зубчатыми шестернями 8, 9, а их рабочие поверхности смещены на 180^o и направлены навстречу друг другу.

Рабочий цикл происходит аналогично (фиг. 19), в этом случае на углы α₁ и α₂ устанавливаются валки 2, 4.

Пример 6 (фиг. 11).

Подающие валки 2, 3 жестко соединены с зубчатыми шестернями 10, 9, а их рабочие поверхности смещены на угол 180^o и направлены навстречу друг другу.

Рабочий цикл происходит аналогично (фиг. 20), в этом случае на углы α₁ и α₂ устанавливаются зубчатые шестерни 1 и 4.

Пример 7 (фиг. 12).

Подающие валки 1, 4 жестко закреплены на зубчатых шестернях 8, 11, а их рабочие поверхности смещены на угол 180^o и направлены навстречу друг к другу.

Рабочий цикл происходит аналогично (фиг. 21), в этом случае на углы α₁ и α₂ устанавливаются зубчатые шестерни 2, 3.

Формула изобретения

Устройство для подачи ленточного и полосового материала в зону обработки, содержащее пару подающих валков, кинематически связанных между собой и с приводом обрабатывающей машины, отличающееся тем, что оно снабжено дополнительной парой подающих валков, при этом поперечное сечение подающих валков выполнено в виде полукругового сектора, образующего рабочую поверхность валков, один из валков каждой пары установлен с возможностью смещения его рабочей поверхности относительно рабочей поверхности парного ему валка при установке шага подачи, а парные им валки закреплены таким образом, что их рабочие поверхности смещены друг относительно друга на угол 180^o.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14, Рисунок 15, Рисунок 16, Рисунок 17, Рисунок 18, Рисунок 19, Рисунок 20, Рисунок 21