1.3 Классификация средств механизации

Автоматизация обработки рулонного материала достигается путем использования механизмов для подготовки в подачи материала в зону обработки, устройств для удаления готовых деталей и отходов штамповки, а также дополнительных устройств и механизмов, обеспёчивающих бесперебойность работы и облегчающих выполнение вспомогательных операций при заправке и доработке конца рулона.

Наиболее общая компоновка механизмов для обработки материала показана на рис. 1.4.

Схема обработки рулонного материала

Рис. 1.4

Рулон исходного материала устанавливают в разматывающее устройство 3, далее материал проходит правку в правильном механизме 5, после чего подается механизмом подачи 9 в технологическую машину 13 (пресс или ножницы) для штамповочной операции. Готовые детали удаляются из рабочей зоны устройствами 11, а отходы — устройством 12. для синхронизации непрерывной работы механизмов З и 5 с механизмом шаговой подачи 9 служит петлевой компенсатор 7. Тележка 1 с подъемником облегчает установку рулона на разматывающее устройство 3, а прижимной ролик 2 предотвращает самопроизвольное разматывание рулона. Очистка поверхности материала от грязи и консервационного покрытия производится в моечно-очистительном агрегате 4; технологическое смазывание осуществляет устройство 10, для облегчения заправки конца рулона служат направляющие 6 и 8; доработку и удаление концевой части рулона осуществляют механизмом 14. При работе с рулонным материалом используют механизмы трех основных групп: для размотки, намотки и правки рулонного материала; для подачи в дополнительны устройства. На рис. 1.5 приведена классификация средств механизации и автоматизации для обработки рулонного материала.

Классификация рулоноподающих механизмов

Рис. 1.5

1.4 Механизмы для размотки, намотки и правки

Материалы, подаваемые к обрабатывающей машине в виде рулонов, проходят операцию размотки. для этих целей используются рулоноразматыватели различной конструкции.

Лента, разматываемая с рулона, имеет остаточную кривизну, что затрудняет работу штампов и механизмов подачи, а также снижает точность размеров получаемых заготовок и расход материала. Поэтому перед подачей в зону обработки необходима предварительная правка ленты. С увеличением толщины материала потребность в правке возрастает. Для правки рулонного материала применяют многовалковые правильные машины, устанавливаемые перед механизмом подачи.

При продольной резке широкорулонного материала на дисковых ножницах исходную ленту после разрезки свертывают в новые рулоны. С этой целью используют различные наматывающие устройства. Такие устройства применяют также для намотки отходов, образующихся в процессе штамповки деталей из рулонного материала. Эта операция позволяет получить компактный рулон отходов, удобный для транспортировки и вторичной переработки.

Рулоноразматыватели предназначены для удержания рулона на позиции размотки и обеспечения его автоматического разматывания в темпе работы обрабатывающей машины (пресса, ножниц, профилировочного станка. Различают два типа рулоноразматывателей с фиксацией рулона по внутреннему и по наружному диаметрам.

Рулоноразматыватели первого типа получили преимущественное распространение. Их используют при размотке узкого и широкого рулонов практически любой толщины. В механизмах этого типа по сравнению с механизмами второго типа меньшее усилие размотки благодаря лучшему уравновешиванию рулона в уменьшению трения в подшипниках оправки и по торцам рулона; допускаются более высокие скорости обработки, обеспечивается лучшая сохранность поверхности материала, облегчается процесс распаковки и удаления транспортной обвязки.

Рулоноразматыватели с фиксацией рулона по внутреннему диаметру выполняют обычно в виде отдельного механизма. Для их размещения требуется, как правило, большая площадь, чем для рулоноразматывателей второго типа. Фиксация рулона по внутреннему диаметру предполагает стабильность его. Поэтому все еще значительное распространение имеют рулоноразматыватели с фиксацией рулона по наружному диаметру. Конструкция этих механизмов проще и компактнее, они пригодны для работы с рулонами различных размеров.

Рулоноразматыватели второго типа часто объединяют с правильной машиной в единый правильно-разматывающий механизм. Однако при использовании тонкого материала (например, стали толщиной < 0,5 мм) или материалов с невысоким пределом прочности при растяжении (алюминий, медь, некоторые неметаллические материалы) фиксация рулона по наружному диаметру в неприводном рулоноразматывателе может приводить к обрыву ленты, а в приводном — к порче поверхности материала. Не рекомендуется также применение рулоноразматывателей второго типа для материалов с высоким качеством отделки поверхности или с покрытиями (хромированных, никелированных, металлокерамических и т. п.) из-за возможности повреждения поверхности материала при его трении о детали рулоноразматывателя. Наибольшее распространение рулоноразматыватели с фиксацией рулона по наружному диаметру получили для горячекатаного материала при массе рулона до 3000 кг. Их также целесообразно использовать в мелкосерийном производстве, где перерабатывается большая номенклатура различных рулонов и нет возможности получать их со стабильным внутренним диаметром.

Для удобства транспортировки и хранения рулонов без повреждения их формы, а также для возможности использовать классифицированные конструкции рулоноразматывателей, рулонопогрузочных тележек и других средств автоматизации размеры и масса рулонов должны быть нормализованы. Рекомендуемые параметры рулонов приведены в табл. 1.1

Конструктивно рулоноразматыватели выполняют с горизонтальной, вертикальной или наклонной осью вращения рулона. Они могут иметь индивидуальный привод или быть неприводными.

По числу рабочих позиций различают рулоноразматыватели одно- или двухпозиционные; применяют также многопозиционные (кассетные) рулоноразматыватели.

Таблица 1.1

Параметры рулонов

Материал, мм		Диаметр, мм		Масса, кг
ширина	толщина	наружный	внутренний
10 – 100	< 0,2	600	150 ±50	100
20 – 160	0,3 – 2,0	1000	400 ±25	1000
100 – 500	0,5 – 3,0	1200	500 ±50	3000
160 – 630	2,0 – 6,0	1600	650 ±50	10000
400 – 2000	< 2,0	1800 – 2000	750 ±50	30000

Рулоноразматыватели с вертикальной осью вращения применяют при штамповке мелких деталей из узкой ленты при ее обработке на универсальных открытых прессах (чаще в мелкосерийном и единичном производстве). Для разматывания рулона в этом случае служит механизм подачи. Поворот ленты в плоскость обработки (на 90^о) облегчается благодаря малой жесткости материала, при этом рулоноразматыватель должен быть отодвинут на значительное расстояние от механизма подачи. Такие рулоноразматыватели применяют также в массовом производстве при подаче ленты в обрабатывающую машину на ребро (например, в универсально-гибочные многоползунковые автоматы). В этом случае рулоноразматыватели выполняют с индивидуальным приводом. В рулоноразматывателях с вертикальной осью рулон фиксируется по внутреннему диаметру.

Рулоноразматыватели с наклонной осью применяют при по- даче ленты в наклоняемые прессы, а также в специальные автоматы. Как и в предыдущем случае, рулон фиксируется по внутреннему диаметру. Механизм выполняют как неприводным, так и с индивидуальным приводом. Рулоны, перерабатываемые описанными механизмами, обычно имеют наружный диаметр <1000 мм, ширину 100 мм при общей массе до 1000 кг.

Рулоноразматыватели с горизонтальной осью вращения наиболее распространены. Их используют при штамповке как мелких, так и крупных деталей. Широкие рулоны большой массы (5000 кг и более) разматываюот исключительно с применением рулоноразматывателей с горизонтальной осью. То же относится и к механизмам с фиксацией рулона по наружному диаметру.

В неприводных рулоноразматывателях размотку материала из рулона осуществляют механизмом подачи, правильной машиной или специальными валками размотки. Для уменьшения инерционного пробега при остановках тянущего механизма рулоноразматыватели снабжают постоянно-замкнутыми тормозами. В этих механизмах нет необходимости иметь компенсационную петлю. Приводные рулоноразматыватели используют для тяжелых рулонов (массой до 40 000 кг), при широкой ленте (>З00мм), а также при большом шаге подачи (300 мм и более). Оснащение рулоноразматывателя индивидуальным приводом способствует повышению точности подачи, позволяет получить высокие скорости обработки. Эти рулоноразматыватели работают с механизмом петлеобразования. Их скорость делают регулируемой, что получить оптимальные условия для работы привода и уменьшить требуемую площадь для компенсационной петли.

Прижимные ролики, кроме предотвращения распушения рулона, выполняют функцию управления скоростью размотки. При большом шаге подачи и высоких скоростях обработки материала, когда для выработки рулона требуется до 40 мин, целесообразно использовать двухпозиционные рулоноразматыватели а также применять механизированное закрепление рулона на оправке.

К месту переработки рулоны доставляют цеховым транспортом без упаковки, но скрепленными обвязочной лентой по наружному диаметру и по ширине. В рулоноразматыватель рулон устанавливают без снятия обвязочной ленты. Предварительно необходимо отрегулировать рулоноразматыватель, настроив его на ось подачи, которая изменяется в зависимости от ширины ленты, а в некоторых конструкциях и от высоты тянущего органа. Рулон устанавливают таким образом, чтобы разматываемый конец был направлен в сторону подачи. После установки рулона в рулоноразматыватель с фиксацией по внутреннему диаметру его закрепляют на оправке; для рулоноразматывателя с фиксацией рулона по наружному диаметру эта операция не требуется. далее необходимо снять обвязочную ленту, поставить или отрегулировать наружные ограничители, опустить прижимной ролик на поверхность рулона (если он предусмотрен конструкцией), отогнуть конец ленты для его заправки в тянущий орган.

Легкие рулоны при заправке конца проворачивают вручную, а тяжелые рулоны в рулоноразматыкателях с приводом — включением привода размотки либо привода прижимного ролика.

При сматывании ленты с рулона ее пропускают через механизм петлеобразования (в приводных рулоноразматывателях) и заправляют конец в тянущий узел. В рулоноразматывателях с фиксацией рулона по наружному диаметру и в механизмах с наклонной осью рулон разматывают чаще всего с его верхней части. В рулоноразматывателях с фиксацией по внутреннему диаметру применяют как верхнюю (легкие и средние рулоны), так и нижнюю размотку для широкого рулона обычно используется нижняя петля. В процессе размотки диаметр рулона постепенно уменьшается. При этом изменяется высота сматывания ленты, а в приводных механизмах и скорость размотки. для компенсации этих изменений некоторые конструкции рулоноразматывателей снабжаются механизмами автоматического изменения высоты оси и частоты вращения оправки. При штамповке рулоноразматыватель работает с остановками, обусловленными циклом подачи материала в зону обработки. Поэтому рулоноразматыватели имеют тормозное устройство, гасящее силы инерции от массы рулона и вращающихся частей механизма. Торможение необходимо также для предотвращения самопроизвольного распушения, которое может приводить к спутыванию витков рулона.

По окончании ленты в рулоне ее конец спадает с разматывающего устройства. Часто конец (внутренний виток) имеет загнутую часть, которая образуется при формировании рулона. Поэтому доработку конца рулона ведут в наладочном режиме при одиночных ходах пресса; дефектный конец удаляют в отход.

Правильные машины используют для выпрямления кривизны свернутой в рулон ленты. Правка материала в холодном состоянии в многовалковых машинах позволяет достичь большой точности ленты по плоскостности, а именно: коробоватость материала

Таблица 1.2

Основные технические данные наматывающих устройств

Параметры	Устройства
	для отходов				для рулона
	НУ - 10	НУ – 9	НУ – 11	НУ – 17	Л – 109	Л – 117	ЛК
Размеры ленты, мм: ширина	63	140	250	400	1000 – 1600	16000	2000
толщина	1,4	1,8	4,0	3,6	0,8 – 2,5	0,8 – 2,5	0,8 – 4,0
диаметр оправки, мм	300	-	300	340	500	600	600
Наружный диаметр рулона, мм	700	-	1200	1200	1300	1800	2000
Скорость намотки, м/с	0,04 – 0,4	0,04 – 0,4	0,04 – 0,4	0,04 – 0,4	0,05 – 1,5	0,5 – 3,0	0,3 – 0,5 1,7 – 2,7
Мощность привода, кВт	1,0	1,0	1,5	1,5	-	-	125

не превышает 1—2 мм на длине 1 м, а в отдельных случаях и менее. Деформирование в валках используется также для разрушения цементитной сетки, возникающей при старении проката из низкоуглеродистой стали перед штамповкой из него облицовочных деталей. При правке попутно снимаются заусенцы на торца ленты, что способствует повышению точности работы механизмов подачи.

Следовательно, правка материалов перед штамповкой во всех случаях полезна. Для ленты шириной >100 мм предварительную правку следует применять во всех случаях, так как остаточная кривизна ленты затрудняет подачу и штамповку деталей. То же относится и к материалам относительно большой толщины (s≥1,8 мм). Правку осуществляют между двумя рядами валков, расположенных друг над другом в шахматном порядке. Расстояние между рядами валков регулируется таким образом, чтобы просвет между ними был несколько меньше толщины ленты, подлежащей правке. При вращении валков пропускаемая между ними лента подвергается многократному знакопеременному изгибу с напряжением, превосходящим предел текучести материала, благодаря чему и достигается выпрямление ленты. При правке в трех валках невозможно добиться полного выпрямления ленты. По этой причине трехвалковые клети используют лишь как вспомогательные: для предварительной правки перед подачей ленты в основную правильную клеть либо на выходе ленты из петлевой ямы. В первом случае трехвалковая клеть облегчает работу основной машины, что позволяет использовать в ней меньшее число валков; во втором — выпрямляются небольшие искривления ленты, полученные при провисании компенсационной петли. Наименьшее число вал ков, при котором осуществляется правка, равно пяти. Однако и здесь не удается получить высокого качества правки. Такие машины применяют в основном для правки горячекатаной стали толщиной >2 мм, а также для грубой правки тонколистового холоднокатаного проката. В листоштамповочном производстве наибольшее распространение получили семи-девятивалковые правильные машины, которые обеспечивают вполне удовлетворительное качество правки для широкой номенклатуры используемых размеров лент. В отдельных случаях для повышения качества правки число валков увеличивают до 11—17 и более, причем большее число валков принимают для более тонкой ленты, имеющей и большее коробление, а также для более широкой ленты (В≥1000мм).

Правильные машины по взаимному расположению верхнего и нижнего ряда валков выполняют двух типов: с параллельными и непараллельными рядами валков. В машинах первого типа расстояние между валками регулируют перемещением всей верхней головки машины либо индивидуальной регулировкой положения каждого валка. В машинах второго типа ряды валков расположены под небольшим углом друг к другу так, что просвет между валками увеличивается в сторону выхода ленты. Ликвидация отрицательных последствий старения стальных лент достигается установкой в правильной машине дополнительного перегибающего ролика. Скорость правки зависит от шага и скорости подачи ленты. При штамповочных работах она составляет 0,2— 0,5 м/с; в раскройных линиях скорость правки достигает 1—3 м/с. При заправке торца ленты скорость должна быть ≤0,1 м/с. для облегчения работы привода машины рекомендуется делать его с регулируемой частотой вращения с пределами регулирования от 1:3 до 1:10.

Конструкция правильных машин. Основными узлами правильной машины являются рабочая клеть с правильными валками, привод с системой управления и механизмом регулировки валков, установленные на общем основании. Некоторые конструкции снабжены дополнительными устройствами: двухвалковыми клетями на входе, выходе или по обеим сторонам правильной клети с механизмами прижима и подъема их верхних валков; перегибающим устройством; направляющими проводками для ленты. Машины для правки широкого материала (В≥ 600 мм) оснащают опорными роликами, предотвращающими прогиб валков. Для контроля за правильностью регулировки валков устанавливают отчетные шкалы, циферблаты и т. п.

Все правильные машины конструируют на правку ленты в некотором диапазоне по толщине. Рекомендуется назначать пределы толщин лент шириной В < 1000 мм s= 0,5 4 мм для холоднокатаного проката и s = 2 6 мм для горячекатаного. Пределы толщин лент шириной 1000<В < 2000 мм выбирают s = 0,5 2 мм или s =1,5 4 мм. Рабочую клеть выполняют в основном по одной принципиальной схеме: валки нижнего ряда устанавливают неподвижно на станине машины, а валки верхнего ряда располагают в подвижной головке, положение которой регулируется по вертикали и наклону. Диаметры валков являются технологическими параметрами и не всегда могут быть выбраны по условию прочности, поэтому применяют опорные ролики. Ролики устанавливают в один или несколько рядов по ширине валка. Каждый ряд желательно снабжать индивидуальным механизмом регулировки нажатия на правильные валки, это позволит осуществить выгибание валков для исправления коробоватых лент. Применяют две схемы установки опорных роликов: в шахматном порядке и по вертикальной оси правильного валка. Первая схема обеспечивает подпор валка не только в вертикальном, но и в горизонтальном направлении; каждый валок здесь опирается на два ролика. Однако такая схема требует соблюдения высокой точности расположения валков и роликов по шагу (0,05—0,1 мм). Подшипники валков и роликов следует выбирать самоустанавливающиеся, их часто выполняют в общем блоке, что облегчает достижение требуемой точности при изготовлении. Расположение опорных роликов по вертикали хотя и снижает требования по точности шага, однако требует достаточной жесткости правильных валков для восприятия тягового усилия. Такая схема находит применение в основном в машинах больших типоразмеров и при правке материала большой толщины. В правильных машинах для листоштамповочного производства диаметр правильных валков обычно лежит в пределах мм. Валки меньших диаметров используют для правки узкой ленты (В≤ 300 мм), а также в многовалковых машинах (п = 11 17) для обеспечения более высокого качества правки. В машинах для широкого рулона (В>1000 мм) диаметр правильных валков принимают мм. Диаметр опорных роликов обычно равен диаметру валков. Валки задающей и тянущей клетей выполняют большего диаметра, чем правильные. Ориентировочно . Привод правильных машин должен давать возможность регулировать положение верхних валков относительно нижних. В машинах небольшого типоразмера это достигается изменением точки зацепления зубчатой передачи между нижним и верхним валками. В крупных машинах каждый валок снабжается индивидуальным приводом. Для регулировки частоты вращения привода устанавливают вариатор либо двигатель с изменяемой частотой вращения. Механизм регулировки правильных валков выполняют качанием верхней головки вокруг оси (машины с непараллельными рядами вал ков), подъемом: всей головки либо индивидуальной регулировкой каждого верхнего валка. Транспортные валки (задающие и тянущие) сжимаются пружиной, пневмо- или гидроцилиндрами; усилие нажатия регулируется. Для ввода в машину торца ленты верхний транспортный валок приподнимается.

Правильно-разматывающая машина с фиксацией рулона по наружному диаметру (рис. 1.6) выполнена в виде сварного корпуса 10, передвигающегося на колесах 18 и 21, что позволяет перемещать ее от пресса к прессу. Фиксация машины на рабочем месте осуществляется штырями 17 с гидроприводом 16. Рулон 14 устанавливают между боковыми щеками 12 на приводные катки 13. Щеки 12 регулируются по ширине рулона винтовым механизмом 8. Сзади рулон ограничивается съемным роликом 15, а я передней части удерживается прижимным рольгангом 19. Катки 1 и нижние валки семивалковой рабочей клети З приводятся от регулируемого электродвигателя 20 с тиристорным управлением. Смотанная с рулона 14 лента, поддерживаемая верхним 11 и боковыми 9 роликами, поступает в рабочую клеть 3, которая при заправке ленты поднимается гидроцилиндрами 1. На входе и выходе ленты установлены двухвалковые транспортные клети б и 2, верхние валки которых поджимаются гидроцилиндрами 7. Верхние ролики 4 правильной клети имеют индивидуальную регулировку по высоте с помощью винтового механизма с ручным приводом 5.

Правильно-разматыгающая машина с фиксацией рулона по наружному диаметру

Рис. 1.7

Контроль величины петли осуществляется качающимся рычагом 22, воздействующим на датчики трех положений.

Лекция № II

2.1 МЕХАНИЗМЫ ПОДАЧИ

Механизмы подачи используют для автоматического перемещения ленточного и полосового материала в рабочую зону технологической машины. По месту расположения механизма относительно рабочей зоны машины подачи выполняют толкающими, тянущими, а также сдвоенными. По способу сцепления с подаваемым материалом применяют механизмы подачи валковые, клещевые, клиновые и крючковые.

Механизмы подачи толкающего типа используют при поперечном раскрое и вырубке в рулонном материале, при безотходной и последовательной штамповке в ленте. При этом подаваемая лента должна обладать достаточной жесткостью, чтобы не происходило ее выпучивания и не появлялся сбой по шагу подачи.

Тянущая подача перемещает материал за ленту-высечку, которая должна иметь в связи с этим достаточно прочные перемычки. Лучшие результаты по точности шага дает двусторонний механизм подачи. Однако для двусторонней подачи требуется более тщательная и трудоемкая настройка, чем для односторонней. Кроме того, как и для одинарной тянущей подачи, не возможна безотходная штамповка.

Наибольшее распространение получили валковые механизмы подачи. Их используют на штамповочных операциях, в линиях раскроя рулонного материала, а также при выполнении вспомогательных функций: размотке ленты из рулона, заправке торца рулона и протягивании его через правильную машину, а также удалении концевой части ленты из рабочей зоны пресса и др. Валковые подачи просты по конструкции, технологичны в изготовлении, обладают большой универсальностью по размерам подаваемой ленты, величине шага и уровню ее подачи в штампы. В зависимости от способа привода валковые механизмы разделяют на три группы: с возвратно-поворотым движением привода; с постоянно вращающимся приводом и периодически вращающими валками; с постоянно вращающимся приводом и постоянно вращающими валками.

Механизмы первой группы имеют наибольшее число конструктивных исполнений; средняя скорость подачи у них не превышает 0,7 м/с; точность шага подачи наименьшая, что обусловлено многозвенностью передаточных механизмов привода; шаг подачи также ограничен.

Механизмы второй группы, имеющие индивидуальные приводы, могут подавать материал практически с любым шагом с большой скоростью до З м/с, обеспечивая при этом достаточно высокую точность шага. Однако подача материала с малым шагом (менее 100 мм) в таких механизмах затруднительна. При использовании для привода валков червячно-роликового механизма Фергюсона можно достигнуть высокой точности при малых и средних шагах со скоростью подачи до 1,6 м/с, однако шаг подачи здесь изменяется в небольших пределах (путем изменения диаметра валков либо введением в привод коробки сменных шестерен). Механизмы третьей группы получили распространение в быстроходных прессах-автоматах, работающих с числом ходов 200 - 1500 в минуту. Они обеспечивают стабильную точность шага в пределах ±0,2 мм при скорости подачи до 2 м/с и с шагом подачи до 100 мм. Клещевые механизмы обеспечивают более высокую точность и стабильность шага, чем валковые; скорость подачи достигает 0,4—0,7 м/с (реже до 1 м/с) для подач с индивидуальным приводом и 0,8—1,4 м/с для подач с приводом клещевой каретки вала пресса. Кроме высокой точности по шагу преимущество клещевых подач является возможность подачи тонких (толщи- ной 0,3 мм), а также мягких и многослойных материалов без повреждений их поверхности.

Клиновые механизмы подачи — ролико-клиновые и клиноножевые занимают по точности и длине шага подачи промежуточное место между валковыми и клещевыми механизмами. Роликоклиновая подача обладает более точным шагом, чем валковая, но более сложна в изготовлении, а стойкость, из-за быстрого изнашивания рабочих поверхностей роликов мала. Шаг подачи обычно не более 100—160 мм. Конструкция подачи не позволяет освобождать ленту в момент штамповки. Из-за возможности повреждения материала роликами его толщина 0,З мм. Клиноножевые подачи захватывают ленту клиньями, врезающимися в поверхность ленты. При этом на поверхности материала могут оставаться следы. При захвате ленты за торцы последняя должна иметь достаточную жесткость в поперечном сечении. Крючковые механизмы подачи зацепляют ленту за перемычку, образованную в ней после вырубки деталей. Для надежной работы крючковой подачи необходимо, чтобы перемычка в ленте была достаточно прочной. Поэтому такие подачи рекомендуется применять для материала толщиной >0,5 мм. Конструкция крючковой подачи весьма проста и надежна в работе. Однако точность шага ниже, чем в других типах подач. Привод механизма подачи выполняют с помощью механических передач от вала пресса либо от верхней части штампа, а также индивидуальным — от пневматических, гидравлических цилиндров или электродвигателя. В валковых механизмах с возвратно-поворотным движением привода (первая группа) последний должен обеспечивать прерывистое вращение валков только в одну сторону. Для этого в нем используют роликовые муфты свободного хода, храповые и фрикционные механизмы. В валковых механизмах третьей группы обычно выводят из контакта с подаваемым материалом ведущий валок. На рис. 2.1 показаны некоторые схемы приводов механизмов подач.

Конструкция механизмов подачи. Валковая подача состоит из следующих основных узлов: привода (с преобразующими механизмами); механизма свободного хода (для подач с возвратно-поворотным приводом); механизма регулировки шага подачи; валковой клети с устройством для сжатия валков и механизмов их принудительного раздвижения; тормозного устройства; механизма регулировки уровня подачи; механизма передачи движения между клетями (для двусторонней подачи).

Схемы механизмов привода подачи ленты

подачи с приводом от верхней части штампа: а — клещевая с кневмоцилиндром; б — крючковая с пружиной; в — клиноасжевая с двойным клином; г — валковая с качающимся рычагом; д — клиноножевая с пружнной; е — валковав с рычажно-зубчато-реечной передачей; ж — клещевая с зубчатореечной передачей; з — валковая с храповым механизмом; и —крючковая с качающимся рычагом; к — ролико-клиновая с грузовым возвратом;

подачи с приводом от вала пресса:

л — валковая с качающимся рычагом; м — валковая с зубчатым сектором; н —- клиноножевая с цепной передачей и кривошипно-кулисным механизмом; о — валковая с куачково-рычажным механизмом;

подачи с индивидуальным приводом:

n — ваковая с шаговым двигателем; р — валковая с верхним подъемным валком; с — валковая с меанизмом Фергюсона; m — валковая с верхним профилированным валком; y — клщевая с гидроцилиндром с регулируемым ходом

Рис. 2.1

Некоторые конструкции имеют дополнительно механизм тонкой регулировки шага подачи, устройства для измерения шага (измерительные ролики) и точной регулировки усилия зажима валков и др. Типы приводов и преобразующих механизмов к ним показаны на рис. 2.1. Здесь лишь отметим, что кривошипно-рычажный привод (см. рис. 2.1, л) конструктивно наиболее простой и обеспечивает быстроходность и точность подачи, особенно когда шарнирные соединения выполнены на подшипниках качения. Недостатком этого привода является ограничение шага подачи (угол поворота коромысла обычно не превышает 90^о). Кривошипнореечный привод может обеспечить значительно больший шаг, особенно при введении в зубчатую передачу промежуточной ускоряющей шестерни. Однако такой привод сложнее в изготовлении, имеет меньшую точность из-за дополнительных зазоров в зубчатых зацеплениях, менее долговечен (из-за износа направляющих рейки); возвратно-поступательное движение рейки вызывает значительные инерционные силы в этом механизме, в связи с чем такой привод используют при числе ходов пресса до 60 в минуту. Кривошипно-рычажный привод с зубчатым сектором (см. рис. 2.1, м) совмещает преимущества двух предыдущих механизмов (простота, быстроходность, большой шаг подачи), поэтом он находит все большее применение. Механизм регулировки шага подачи обычно выполняют по традиционной схеме — изменение радиуса ведущего кривошипа 1 с помощью винтовой пары 2 (рис. 2.2). Начало подачи может изменяться поворотом ведущей планшайбы 3. Подающие валки с целью обеспечения точности шага подачи выполняют облегченными и на подшипниках качения.

Механизм изменения шага валковой подачи

Рис. 2.2

Весьма важно, чтобы поверхность валков имела высокую твердость и чистоту обработки. Обычно валки изготовляют из цементуемых сталей типа 20Х с последующим хромированием в полированием. Твердость поверхностного слоя НRС 52—56, отклонение от геометрической формы ≤ 0,01 мм. Применяют также стали типа 40Х с поверхностной закалкой, инструментальные стали У8А (для валковых подач, встраиваемых в штамп). Отклонение от прилегания верхних валков к нижним допускается ≤ 005 мм. Для создания необходимого тягового усилия (прижима валков к ленте) используют пружины, сила нажатия которых регулируется. При изменении ширины подаваемой ленты необходимо изменять и силу сжатия валков. В некоторых конструкциях вместо пружин применяют сжатый воздух. При заправке торца ленты, а также в случаях, когда необходимо освобождать ленту в момент штамповки (формовки, вытяжки и т. п.), один из валков (верхний или нижний) отводится от ленты. Для гашения инерционных сил валковые подачи снабжают тормозами колодочного или дискового типа, монтируемыми непосредственно на одном из валков (иногда на двух валках). Дисковые тормоза более компактны и надежны в работе. Универсальность валковых подач при работе с различными штампами достигается регулировкой уровня подачи ленты, для чего весь механизм монтируют в подвижном корпусе. При этом корпус валковой клети перемещается в вертикальной плоскости по направляющим с помощью центрального винта, затем его закрепляют боковыми винтами. Для подач двустороннего типа применяют передаточные механизмы реечного, зубчатого (конические пары) или рычажного типа. Преимущество механизмов с коническими шестернями заключается в том, что для них достаточна одна общая муфта свободного хода. Однако они сложнее в изготовлении и монтаже и создают дополнительные зазоры в кинематических звеньях, что снижает точность шага подачи. В быстроходных механизмах используют рычажные передачи, которые при применении в шарнирах подшипников качения практически не снижают точности подачи и в то же время просты в изготовлении и надежны в эксплуатации. Для современных конструкций механизмов подачи характерна высокая степень оснащенности устройствами, обеспечивающими быстроту наладки и точность работы. С этой целью некоторые конструкции снабжают механизмами тонкой регулировки шага подачи, которую производят в процессе наладки без остановки работы пресса. В механизмах подачи с индивидуальным приводом (для шагов подачи 100—3000 мм) используют измерительные ролики, связанные с электронной системой отсчета шага подачи.

2.2 Дополнительные устройства и механизмы

При обработке рулонного материала используют следующие дополнительные устройства и механизмы: устройства для размещения компенсационной петли и контроля за ее размерами (петлеобразователи); механизмы для очистки и смазывания ленты механизмы и устройства, облегчающие заправку и направление ленты в процессе ее подачи; механизмы для разделки отходов.

2.2.1 Петлеобразователи

Служат для синхронизации работы механизмов разматывания и правки ленты с работой шаговой подачи. Петлю ленты набирают вниз — до уровня пола или ниже его — в специальную петлевую яму (рис. 2.3, а). В некоторых конструкциях с целью экономии производственных площадей петлю направляют вверх (рис. 2.3, 6) или назад (рис. 2.3, в). Верхняя и задняя петли требуют применение специальных устройств для оттяжки ленты, что затрудняет кооперацию заправки торца ленты.

Схема петлеобразователей

Рис. 2.3

Для материалов толщиной 2—6 мм находят применение «горбатые столы» (рис. 2.3, г). Их основное преимущество в том, что подающий механизм может работать непрерывно, набирая «горб» петли в момент контакта ленты с рабочими инструментами; при освобождении ленты петля расправляется. Такие устройства чаще всего используют в линиях поперечной разрезки материала. Для тонколистового материала (s ≤ 1,5 мм) горбатые столы могут вызывать выпучивание ленты и повреждение ее торца при контакте с упором.

Контроль величины петли в петлеобразователе осуществляется с помощью контактных и бесконтактных датчиков. При контактном методе с петлей взаимодействует Г- или П-образный рычаг, на оси поворота которого устанавливают кулачки, воздействующие на конечные выключатели. При бесконтактном методе используют фотоэлектрические устройства, устанавливаемые на контролируемых уровнях. Имеются устройства, основанные на принципе конденсатора, одной обкладкой которого служит материал ленты.

Применение фотоэлектрических устройств эффективно при ширине ленты >300 мм, когда колебания и раскачивание петли не приводят к ложным срабатываниям контрольного устройства. Такие устройства используют в линиях раскроя рулонного материала. С более узкой лентой надежнее работают контактные устройства. Число контролируемых уровней колеблется от двух до четырех. При двух уровнях контролируются крайние положения петли: верхнее — лента натянута, дается команда на остановку механизма подачи или пресса, и нижнее — выдается команда на остановку разматывающего устройства. Для увеличения скорости обработки, а также повышения надежности работы контролируют три или четыре положения петли. I1ри этом крайние уровни используют как аварийный останов, а средние - как рабочие (останов или изменение скорости разматывания ленты).