Способ настройки правильных машин дискретного действия

 

О Il И С А Н И Е ()980896

ИЗО6РЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 04,02. 81 (2l ) 3242032/25-27 с присоединением заявки И (23) Приоритет (51)М. Кл.

В 21 О. 1/00

В 21 O 3/00 зооудеретеенкый комитет

СССР

Опубликовано 15.12,82.Бюллетень рй 46

Дата опубликования описания 15 . 12 .02 ао делом изобретений и открытий (53) УДК621.982,,06:621.979 (088.8) э и» н

P,À.Адамович, В,П.Бардин, Ю,M.Ганеев, A.И Зементов и Ю,Л.Стерник вт 5

ju5 .---... " " Г

Колпинское отделение Всесоюзного научно- сследователвского,, .

Ii и проектно-конструкторского института ме аллуркичаского машиностроения Научно-производственного объъдиыеьщя "

"ВНИИметмаш" (72) Авторы изобретения (7l) Заявитель (54) СПОСОБ HACTPOAlQ ПРАВИЛЬНЫХ МАШИН

ДИСКРЕТНОГО ДЕЙСТВИЯ

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к технологии правки сортового и листового металла, труб и деталей удлиненной формы, и может быть использовано в металлургии, машиностроении и других отраслях народного хозяйства в правильных машинах дискретного действия для точного определения прогиба, угла скрученности и других отклонений заготовок от заданно" геометрической формы, знание которых необходимо для назначения параметров процесса правки и установления соответствия заготовок допуску по кривизне и скрученности.

Известен способ настройки правиль. ных машин, при котором определение прогиба заготовок заключается в прикладывании к поверхности искривленного участка заготовки контрольной линейки и измерении расстояния между этой линейкой и самой удаленной точки поверхности заготовки (1).

Недостатками известного способа при его и споль зова нии в правильных маши на х дискретного дей ст ви я я вляются большие затраты времени на осуществление операций освобождения заготовки от силового контакта с рабочими органами машины (что необхо10 димо для устранения упругой деформации заготовки) и измерение величины отклонения заготовки от контрольной прямой, а также, в некоторых случаях, на вывод заготовки из зоны правки к месту измерения прогиба и обратное возвращение ее в зону правки для продолжения процесса.

Наибогее близким к изобретению по технической сущности и достига20 емому результату является способ настройки правильных машин с определением от клонения заготовок от задан ной форм,i в правильных машинах дискрет3 9808 ного действия, включающий измерение искомого отклонения по перемещению рабочего органа правильной машины t 27

В данном способе в качестве устройств для измерения отклонения заготовки используются поворотные правильные головки, являющиеся рабочими органами универсальной сортоправильной машины дискретного действия, предназначенной для устранения как искрив-t0 ленности, так и скрученности заготовок, а в качестве величин, характеризующих отклонения заготовки от прямолинейной и нескрученной формы, используются углы поворота правильных 1s головок относительно их нейтрального положения в горизонтальной и вертикальной плоскостях, При осуществлении способа контакт зажимных губок правильных головок с эаготов- 20 кой не прерывается, что исключает дополнительные затраты времени на выполнение вспомогательных операций.

Недостатком данного способа явля" ется низкая точность определения отклонения заготовок ьт заданной формы. Это обусловлено тем, что после деформации заготовки, осуществляемой поворотом рабочих органов, последние под воздействием накопленной в заготовке энергии упругой деформации поворачиваются в обратном направлении, и, не дойдя до .положения, соответствующего полностью разгруженному состоянию выправляемого участка заготовки, останавливаются в промежуточном положении, определяемом равенством приложенных к заготовке со стороны рабочих органов сил трения и внутренних сил упругой деформации. При этом положение отдель40 но взятого рабочего органа не соответствует действительному положению ненапряженной заготовки, а величина перемещения рабочего органа относительно нейтрального положения не соответствует величине отклонения заготовки (угла скрученности или угла искривленности), Погрешность определения искомого отклонения пропорциональна в данном случае величине сил трения, т .е. величине сопро" тивления холостого хода рабочего органа. При часто имеющей место в реальных машинах большой величине сопротивления указанная погрешность становится настолько большой, что определение искомого отклонения без прерывания контакта заготовки с ра96 4 бочим органом становится практически невозможным.

Цель изобретения - повышение точности настройки правильных машин дискретного действия за счет повышения точности определения.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу настройки правильных машин дискретного действия, при котором одну из заготовок партии, подлежащей правке, устанавливают в правильной машине,, нагружают усилием или моментом правки, определяют отклонение ее от. заданной формы по перемещению рабочего органа правильной машины и устанавливают рабочий орган правильной машины с учетом этого отклонения в положение, необходимое для исправления последующих заготовок с соответствующим нагружением их усилием или моментом правки, упомянутую заготовку подвергают по меньшей мере двум нагружениям, каждое из которых не превышает по величине удвоенное значение приложенных к рабочему органу правильной машины сил трения, но не достигает значения сил, вызывающих появление в заготовке остаточных деформаций, При каждом последующем нагружении изменяют знак внешних сил, осуществляющих нагружение, После каждого нагружения производят разгрузку, в процессе нагружений и раэгруэок измеряют не менее одной пары отклонений заготовки от заданной формы, а искомую величину отклонения определяют как среднеарифметическое значение величин попарных отклонений, соответствующих для каждой пары отклонений одинаковым числовым значением внешних сил противоположного знака.

Нагружение заготовки внешними си лами, превышающими по величине удвоенное значение сил трения, повышает точность определения искомой величины путем практически полного исключения влияния на точность определения сил трения, а использование нескольких знакопеременных нагружений с одновременным измерением четного количества отклонений заготовки от заданной формы, симметрич ных относительно искомого отклонения, повышает точность его определения за счет увеличения количества числовых значений, участвующих в вы980896

5 числении величины искомого отклонения.

На фиг, 1 изображена поворотная головка правильно-раскруточной машины, разрез, на фиг. 2 - графики зависимости упругого крутящего момента и момента сил трения от угла поворота поворотной головки, на фиг. 3 - диаграмма суммарного сопротивления перемещению поворотной го- 16 ловки, иллюстрирующая способ определения угла скрученности заготовки на фиг. 4 - правильно-изгибная машина с двумя правильными головками, вид сверху, на фиг, 5 - диаграмма суммарного сопротивления перемещению отдельной правильной головки, иллюстрирующая способ определения угла искривленности заготовки до ее правки. 20

Предложенный способ может осуществляться на разнообразных машинах дискретного действия, работающих по различным технологическим схемам правки. В этих машинах о величине 25 отклонения заготовки от заданной формы судят по величине отклонения рабочего органа от его нейтрального положения, которое может быть определено, например, путем перемеще- ЗО ния зажимных губок рабочего органа до достижения полного контакта их рабочих поверхностей с поверхностью установленной s машине заготовки, имеющей заданную идеально правильную з геометрическую форму.

Для осуществления способа в правильно-раскруточных машинах заготовку l (в случае, показанном на фиг.1, трубу квадратного сечения) зажимают с четырех сторон при помощи ползунов

2, каждый из которых выполнен в виде корпуса гидроцилиндра и жестко связанного с ним штампа, контактирующего с поверхностью заготовки. Ползуны имеют возможность возвратнопоступательного перемещения относительно штоков 3, закрепленных в кор- пусе 4 головки, являющейся рабочим органом машины. Машина имеет неповоротную и поворотную головки, каждая из которых имеет одинаковый механизм зажима заготовки, При зажиме подлежащего раскрутке участка заготовки вследствие практически неизбежной непараллельности граней заготовки и поверхности штампов происходит ли-. бо поворот заготовки до достижения углового положения, занимаемого обеими головками, если сообщенный заготовке при ее зажиме упругий крутящий момент внутренних сил упругой деформации будет меньше момента сил трения поворотной головки, либо взаимный поворот заготовки и поворотной головки навстречу друг другу, если упомянутый упругий крутящий момент будет больше момента сил трения. В любом случае происходит упругое деформирование заготовки, которое исключает или затрудняет использование указателя угла поворота поворотной головки для определения угла скрученности ненапряженной заго" товки. Упругое дефррмирование заготовки под воздействием момента сил трения со стороны поворотной головки имеет место также по окончании процесса правки заготовки. Во всех этих случаях выправленная ими исходно нескрученная заготовка иэ-за упругой деформации имеет некоторый угол остаточной или исходной скрученности отличающийся от его истинного значения, равного нулю (фиг, 1 и 3), Для определения истинного значения угла скрученности g производят энакопеременное нагруиение заготовки внешними силами, образующими в данном случае момент Мк, затрачиваемый на преодоление упругого крутящего момента Мк.уп,, линейно изменяющегося в зависимости от изменения угла

Я поворота поворотной головки, и мо" мента сил трения Мк ° тр,, не изменяющегося по величине при непрерывном изменении угла Ч и изменяющегося в диапазоне +Мк,тр. при изменении направления поворота (фиг, 2).Сложение значений Мк,уп.+Мк.тр. позволя" ет получить диаграмму суммарного сопротивления перемещению поворотной головки, имеющую вид параллелограмма, вертикальное расстояние между наклонными сторонами которого равно

2Мк.тр,, а ординаты верхней и нижней точек равны по величине и проти" воположны по знаку (фиг. 3), Истин" ное значение искомой величины опре" деляется на этой диаграмме положением точки, лежащей на оси абсцисс и равноотстоящей по вертикали от на" с клонных сторон параллелограмм а, Положение этой точки (в данном случае точки О) соот ветст вует состоянию заготовки, характеризующемуся отсутствием внутренних сил упругой деформации. Это доказывается тем, что для

980896

I деформирования заготовки из данного положения в одном из двух направлений требуется предварительно приложить к ней внешние силы, равные по в еличи не силам трения (в данном

5 э v случае Мк=Мк.тр., так как расстояния между точкой О и каждой из наклонных сторон равны по величине Мк.тр,), Среднеарифметическое значение абсцисс точек верхней и нижней сторон ди- 10 аграммы, имеющих одинаковые по величине и противоположные по знаку ординаты (Мк, =Мк.уп.+Мк.тр., Мк =

=-(Мк.уп.+Мк,тр.), определяет абсциссу искомой точки, что и составляет существо описываемого способа.

При осуществлении способа первое нагружение заготовки может быть вы- полнено в любом из двух направлений по линии аЪ. или по линии aeg, Одно 2в иэ этих.нагружений осуществляется при моменте внешних сил Мкр 2Мк.тр. до достижения g<, а второе при моменте внешних сил Мк =-Мк до достижения угла =- „, Если первое,нагру- 25 жение осуществляется по линии аЬ, а соответствующая разгрузка по линии

bcd то следующее за ним нагружение осуществляется по линии aeg. c последующей разгрузкой по линии gha. щ

В процессе этих нагружений измеря- ются g глы скрученности g q и 4/2 со ответствующие одинаковым числовым значениям момента внешних сил, В процессе соответствующих pa3rpy эок могут измеряться углы скрученности и = Ч1, соответствующие нулевым значениям момента внешних сил. Истинное значение Q угла скрученности (в данном случае равное нулю) определяется при этом как одно из среднеарифметических значений

1/2 (91+ V2), 1/2 (V +Я ) или 1/4 (9 +Vz+ f +Qg! в завйсимости от ко° 1 2. личества измерений. При увеличении числа нагружений до четырех, шести и более количество измеренных величин возрастает, что еще более повышает точность определения истинного значения угла скрученности, Аналогично производится определение и других отклонений заготовок от заданной формы.

Определение истинного значения исходного угла искривленностио И„, ха-

SS рактеризующего отклонение заготовки

1 от заданной прямолинейной формы в правильно-иэгибных машинах с двумя рабочими органами, выполненными в виде правильных головок 5, осуществляется путем энакопеременного нагружения одной или двух правильных головок (в зависимости от схемы правки) и, следовательно, заготовки моментов внешних сил M также расходуемым на упругое деформирование заготовки и преодоление момента сил трения М, препятствующего .холостому тр повороту правильной головки (фиг. 4 и 5) °

В данном случае правильная головка после зажима заготовки в ее губках занимает положение, характеризуемое угломс(и ь, отличным от угла о с Из этого положения правильную головку поворачивают в любом направлении моментом внешних сил, после чего снимают внешние силы и по. ворачивают в другом направлении моментом внешних сил, равным по величине и противоположным по знаку моменту предшествующего нагружйния. При максимальных числовых значениях указанных моментов М„ и М =-М„ измеряют углы искривленйости Q и 4 .

После первой пары нагружений может быть осуществлена вторая пара нагружений моментами М> и М4, равными или отличающимися по величине от предыдущей пары моментов (однако, как и в первом случае M =-М },При этом измеряются соответствующие углы искривленности 2 и 4<, Истинное значение угла искривленности определяется в последнем случае по формуле оазис< =1/4 (о1,1+о(,+ (ь+с() . 1(оличество участвующих прй вычислении данной величины значений угла может быть увеличено вдвое, если в конце каждой иэ разгрузок измеряется соответствующий угол.

Любой из вариантов осуществления данного способа не может быть использован в случае, если удвоенное значение сил трения превышает значение сил, вызывающих появление в заготовке остаточных деформаций. Практи. чески зто может иметь место в случае правки на машинах с большим сопротивлением перемещению рабочих органов заготовок малого поперечного сечения, требующих для правки приложения небольших внешних сил, Уменьшение указанного сопротивления (например, путем использования вместо подшипников скольжения подшипников качения} расширяет область применения способа.

9 98089

Пример, Требуется определить истинное значение исходного угла искривленности заготовки о(иск до ее правки в правильно-изгибной машине с двумя правильными головками (фиг.4)

Заготовка имеет квадратное сечение со стороной квадрата а=20 мм.

Заготовка искривлена в плоскости, параллельной ее боковым граням. Расстояние между осями поворота превиль-10 ных головок при зажатой искривленной заготовке t 1500 мм. Модуль упругости при растяжении Е=?,1 10 кгс/им,, 4 предел текучести при растяжении(>.

=90 кгс/мм, Угол поворота правиль- 1S ной головки при зажатой искривленной упруго деформированной заготовке

А g =1,0 рад=57,3 . Момент сил тре- . ния, равный сопротивлению холостого углового перемещения правильной го- 20 ловки, М =0,05 тсм=5 ° 10 кгс. мм, Упругий крутящий момент со стороны заготовки, воздействующий на правильную головку> М =2,5. 104 кгс мм.

Направление упругого крутящего мо- И мента - в сторону нейтрального положения правильной головки.

Искомая величина оС„ „определяется в следующей последовательности.

Момент инерции сечения заготовки 30 . 7=4/12=2Ф/12=13333 мм .

Момент сопротивления сечения заготовки

W=3/6=20 /6=1333 мм

Минимально . возможное значение момента внешних сил

М .=-?М =? 5 104=1 0-10 кгс.мм. еий тд

Максимально возможное значение момента внешних сил

М„„ „=6 W=90 1333=1,2 ° 10 кгс мм, щ

Выбранйые значения моментов внешних сил, осуществляющих первое и второе нагружение, М =1,1 10 кгс мм, М =-1,1 10 кгсмм.

Э

Угол поворота о/ 1 правильной голов- ки при первом нагружении заготовки (фи г. 5) (1 м„ Nln.t

О 1=- 0 „с„+ о() гДе дж =

3EÃ) ъеГ

6 10

Угол поворота с д. правильной головки при втором нагружении заготовки (фиг ° 5)

< (M>-2Мтр) иск 3 Г =-">,062 pud ст -1,062 57,S =-60Яс

Истинное значение угла искривлен«ст К„,„=-О,S(<„«)=-О,5(O,849,ОЬ2)=

-9,555 РаЗ d. исх = 0065 57,Ъ =- 54,7О

Использование предложенного изобретения позволяет существенно уменьшить количество ошибок при осуществлении контроля точности правки эа счет более точного определения.остаточных отклонений заготовок от заданной формы. Использование данного изобретения повышает также точность определения исходных отклонений заготовок от заданной формы, что в свою очередь позволяет получить надежные исходные данные для создания систем автоматического управления процессом правки заготовок и обеспечить тем самым возможность существенного (на 30-40 ) повышения производительности машин дискретного действия, Повышение производительности правильных машин имеет место и при отсутствии системы автоматического управления, так как осуществление процесса определения искомого отклонения без прерывания силового контакта с рабочими органами машины позволяет исключить затраты времени на осуществление дополнительных операций по разведению-сведению зажимных элементов рабочих органов правильных машин. Предложенный способ также обеспечивает воэможность автоматизации процесса определения искомого отклонения, что сокращает время, необходимое для осуществления этой измерительной опера" ции.

Формула изобретения

SS у гол скрученности, соответствующий упругому крутящему моменту М у»р (1 М в < M<

0(, =- К, Ф

ЪЕГ ЕГ(2,5 104. 15рр 3,1 <О . 3600

3 2, <о зЗъЪ 5 2,«о ОЭьз

-(«О+ Р, 045- 0,196) = Q, 849 рс> Д сС„=-0849 57,3 = -48,6o.

Способ настройки правильных машин дискретного действия, при котором одну заготовку из партии, подлежащей правке устанавливают в правильной машине, нагружают усилием или моментом правки, определяют отклонение от заданной формы по перемещению рабочего органа правильной машины и устанавливают рабочий орган пра11 9808 вильной машины с учетом. этого отклонения в положение, необходимое для исправления последующих заготовок с соответствующим нагружением их усилием или моментом правки, о т л и - s ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности настройки, упомянутую заготовку подвергают по меньшей мере двум нагружениям, каждое иэ которых превышает по величине удвоен-1В ное значение приложенных к рабочему органу правильной машины сил трения, но не достигает значения сил, вызывающих появление в заготовке остаточных деформаций, при каждом последующем нагружении изменяют знак нагружения, после каждого,нагружения производят разгрузку, в процессе нагру

96 12 жений и раэгрузок измеряют не менее одной пары отклонений заготовки от заданной формы, а искомую величину отклонения определяют как среднеарифметическое значение величин попарных отклонений, соответствующих для каждой пары отклонений одинаковым числовым значениям внешних сил противоположного знака, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Шефтель Н.И,, Мурзин И.И,, Аршавский B.Ç. и др, Отделка сортового металла. М., "Металлургия", 1974, с. 407 (с. 228, рис 139) °

2, Авторское свидетельство СССР

У 780933ь,кл, B 21 Р 25/00, 1977 (прототип), 980896 гЯ

3 ираж 5 Подпи сное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

1 1 3035 Москва, Ж-35, Рауаская на ., д, 4!5

Закаэ 955

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, Составитель Э, Копаев

Редактор М.Дылын Техред М.Тепер Корректор А, Дэятко