устройство для подачи ленточного и полосового материала в зону обработки

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.

Описание изобретения к патенту

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 R , 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 2R , 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 ₁,₂ 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, ₁+₂ = 267^o30", ₁ и ₂ могут быть равны между собой, главным условием для обеспечения шага подачи t=140 мм является условие ₁+₂ =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 R (рабочие поверхности валков пары расположены с одной стороны).

Заданный шаг подачи ₁+₂ = 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 R 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. R или 180^o. Таким образом, за 1 цикл работы осуществляется подача на шаг t, равный 2R 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 ₁+₂ .

Пример 1 (фиг. 6).

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

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 ₁ . 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 ₂ (углы ₁ и ₂ 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 ₁+₂ .

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 ₁, перемещая его на соответствующий шаг подачи, а при одновременном контакте рабочих поверхностей валков 3, 4 с материалом - на шаг, соответствующий углу поворота ₂.

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 ₁ и ₂.

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 ₁ и ₂ 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 ₁ и ₂ 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 ₁ и ₂ 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 ₁ и ₂ устанавливаются зубчатые шестерни 2, 3.