RU2349407C2

RU2349407C2 - Mill of local moulding for manufacturing of panel elements for flat heat-exchangers

Info

Publication number: RU2349407C2
Application number: RU2007110061/02A
Authority: RU
Inventors: Антон Григорьевич Сербин (RU); Антон Григорьевич Сербин
Original assignee: Антон Григорьевич Сербин
Priority date: 2007-03-20
Filing date: 2007-03-20
Publication date: 2009-03-20
Also published as: RU2007110061A

Abstract

FIELD: metallurgy.

SUBSTANCE: invention concerns forming operation of lamellar sheet material and can be used at development of equipment implementing local moulding of channels in elements of flat heat exchangers. Mill contains stand, bench with affixed on it matrix with specified processing profile, cross arm with horizontal displacement drive, installed on paired rollers, rigid tailored shaft for the main straining with vertical displacement drive, two preliminary straining shafts, mounted by edges of cross arm at the equal distance from the vertical axis of shaft for main straining with ability if vertical displacement. One of it is provided for the preliminary moulding of channels in sheet billet. Predeforming shafts, the second of which is provided for sheet billet flattening, allow ability of rotation and creating of required sheet billet tension, are implemented as braced with scalloped profile with determined height and waves period. Mentioned above shafts are mounted on in spaced relationship from the vertical axis of shaft for the main straining and allow individual hydraulic, electric or combination actuator of vertical displacement and rotation. Main straining shaft is implemented rotatable by hydraulic, electric or combination actuator. At that mentioned above shafts and horizontal displacement drive cross arms are implemented with ability of shafts rotational velocity management shafts and by mentioned drive of cross arm by means of computer.

EFFECT: increased maximal depth of received in product channels, excluded processes of flattening on auxiliary equipment, reduced power inputs per unit of output.

4 dwg

Description

Изобретение относится к обработке давлением тонколистовых металлов и может быть использовано при разработке оборудования для локальной формовки каналов в элементах плоских теплообменников.The invention relates to pressure processing of sheet metals and can be used in the development of equipment for local molding of channels in elements of flat heat exchangers.

Перспективным направлением нанесения рельефа на листовые заготовки больших поверхностей (несколько квадратных метров) является последовательная локальная формовка предварительно деформирующим валом и валом, осуществляющим окончательное деформирование с получением рельефа требуемой глубины.A promising direction of applying relief to sheet blanks of large surfaces (several square meters) is sequential local molding with a pre-deforming shaft and a shaft that performs final deformation to obtain a relief of the required depth.

Известен стан локальной формовки для изготовления из листового металла изделий с продольными каналами, выбранный в качестве прототипа, так как является наиболее близким к изобретению. Стан содержит станину, стол с закрепленной на нем матрицей, имеющей заданный технологический профиль, траверсу с приводом горизонтального перемещения, в центре которой установлен жесткий профилированный вал, по краям установлены два вала с эластичной оболочкой, за счет чего траверса имеет возможность совершать рабочий ход из любого крайнего положения.A known mill local molding for the manufacture of sheet metal products with longitudinal channels, selected as a prototype, as it is closest to the invention. The mill contains a bed, a table with a matrix fixed on it, having a predetermined technological profile, a traverse with a horizontal displacement drive, in the center of which a rigid profiled shaft is installed, two shafts with an elastic shell are installed at the edges, due to which the traverse has the ability to make a working stroke from any extreme position.

Заданный рельеф на поверхности листовой заготовки формируется при ее последовательной формовке в матрице с продольными каналами вращающимся валом с эластичной оболочкой, а затем жестким профилированным валом (патент Российской Федерации №2246369, кл. В21D 22/10, 2005 г.). Схема стана локальной формовки представлена на фигуре 1.A given relief on the surface of the sheet blank is formed during its sequential molding in a matrix with longitudinal channels by a rotating shaft with an elastic shell, and then by a rigid profiled shaft (patent of the Russian Federation No. 2246369, class B21D 22/10, 2005). The scheme of the local molding mill is shown in figure 1.

Стан содержит станину 1, привод горизонтального перемещения с редуктором 2, двигателем 3, винтовую пару в виде вала-винта 4 и гайки 5, жестко связанной с траверсой 6, которая таким образом имеет возможность двигаться по неподвижному столу 7 с помощью спаренных роликов 8, расположенных сверху и снизу стола 7. В траверсе 8 установлен деформирующий жесткий вал 9 с рельефной поверхностью, который имеет привод вертикального перемещения 10. Также в траверсе по ее краям на равном расстоянии от оси жесткого вала 9 и на одном уровне с ним установлены два вала 11 с эластичной оболочкой 12.The mill contains a bed 1, a horizontal displacement drive with a gearbox 2, an engine 3, a screw pair in the form of a shaft-screw 4 and a nut 5, rigidly connected to the traverse 6, which thus has the ability to move on a fixed table 7 using twin rollers 8 located top and bottom of table 7. In traverse 8 there is a deforming rigid shaft 9 with a relief surface that has a vertical displacement drive 10. Also in the traverse along its edges at an equal distance from the axis of the rigid shaft 9 and two shafts are installed at the same level with it and 11 with an elastic sheath 12.

На неподвижном столе 7 установлена матрица 13, на которую размещают листовую заготовку 14, фиксируя ее положение с помощью поперечных прижимов 15 и продольных прижимных планок 16, которые в свою очередь фиксируются при помощи демпфирующих прижимных роликов 17, установленных на жестком валу 9 с рельефной поверхностью. Вертикальное перемещение валов 11 регулируется нажимными винтами 18.A matrix 13 is mounted on the fixed table 7, on which the sheet blank 14 is placed, fixing its position using transverse clamps 15 and longitudinal clamping bars 16, which in turn are fixed using damping clamping rollers 17 mounted on a rigid shaft 9 with a relief surface. The vertical movement of the shafts 11 is regulated by pressure screws 18.

Стан локальной формовки для изготовления элементов панелей плоских теплообменников работает следующим образом.The local forming mill for the manufacture of panel heat exchanger panel elements operates as follows.

В исходном положении траверса 6 находится в крайнем (левом или правом) положении. На матрицу 13 устанавливают заготовку 14, фиксируют ее при помощи поперечных прижимов 15 и продольных прижимных планок 16, затем включают двигатель 3, который через редуктор 2 приводит в движение вал-винт 4. Траверса 6 через жестко связанную с ней гайку 5 начинает горизонтальное перемещение по роликам 7 из крайнего левого положения направо. При движении траверсы 6 правый вал 11 с эластичной оболочкой 12 осуществляет предварительную формовку каналов в листовой заготовке 14.In the initial position, the traverse 6 is in the extreme (left or right) position. The workpiece 14 is installed on the matrix 13, fix it using transverse clamps 15 and longitudinal clamping bars 16, then turn on the motor 3, which drives the shaft-screw 4 through the gearbox 2. The traverse 6 through the nut 5 rigidly connected to it starts horizontal movement along rollers 7 from the extreme left to the right. When moving the beam 6, the right shaft 11 with an elastic shell 12 pre-forms the channels in the sheet stock 14.

Жесткий вал 9 с рельефной боковой поверхностью опускается при помощи привода вертикального перемещения 10 в предварительно отформованные углубления рельефа и осуществляет окончательное деформирование, обеспечивая необходимую степень деформации материала заготовки 14. При этом левый вал 11 с эластичной оболочкой 12 прижимает заготовку 14, создавая натяжение материала заготовки, что исключает образование продольных складок. По ходу движения траверсы 6 продольные прижимные планки 16 фиксируют листовую заготовку 14 при помощи катящихся по ним демпфирующих прижимных роликов 17, установленных на жестком валу 9 с рельефной поверхностью, прижимая края заготовки 14 к матрице 13. Процесс заканчивается остановкой траверсы 6 в крайнем правом положении в конце рабочего хода, когда левый вал 11 с эластичной оболочкой 12 полностью скатывается с матрицы 13. Полученное изделие удаляется из матрицы 13. Далее цикл обработки последующей заготовки повторяется при перемещении траверсы из крайнего правого положения в крайнее левое положение. При этом левый вал 11 с эластичной оболочкой 12 осуществляет предварительное деформирование листовой заготовки 13, а правый вал 11 с эластичной оболочкой 12 создает натяжение заготовки 13.A rigid shaft 9 with a embossed side surface is lowered by means of a vertical displacement drive 10 into preformed relief recesses and performs final deformation, providing the necessary degree of deformation of the workpiece material 14. In this case, the left shaft 11 with an elastic shell 12 presses the workpiece 14, creating tension of the workpiece material, which eliminates the formation of longitudinal folds. In the direction of the traverse 6, the longitudinal clamping bars 16 fix the sheet blank 14 with the help of rolling damping clamping rollers 17 mounted on a rigid shaft 9 with a relief surface, pressing the edges of the blank 14 to the matrix 13. The process ends by stopping the traverse 6 in the extreme right position in the end of the stroke, when the left shaft 11 with the elastic shell 12 completely rolls off the matrix 13. The resulting product is removed from the matrix 13. Next, the processing cycle of the subsequent workpiece is repeated when moving the beam s rightmost position to the left. In this case, the left shaft 11 with the elastic shell 12 pre-deforms the sheet stock 13, and the right shaft 11 with the elastic shell 12 creates the tension of the workpiece 13.

Недостатки известного устройства заключаются в том, что при деформировании тонколистовых заготовок из нержавеющих сталей толщиной S₀=0,3…0,5 мм в матрице с достаточно узкими полостями В=10…12 мм максимальная допустимая глубина формуемых каналов достаточно мала и не превышает 3 мм. В процессе локальной формовки наблюдается значительное коробление деталей, получаемые изделия принимают серповидную форму в продольном направлении, поэтому требуют последующей правки на дополнительном оборудовании. Энергоемкость процесса формовки увеличивается за счет необходимости деформирования эластичных оболочек валов. Кроме того, эластичная оболочка вала может испытывать достаточно небольшое число циклов нагружения (около 1000…1200 циклов), поэтому при интенсивном производстве изделий будет происходить быстрый износ эластичных оболочек валов и возникать необходимость их частой смены.The disadvantages of the known device are that when deforming thin-sheet blanks of stainless steel with a thickness of S ₀ = 0.3 ... 0.5 mm in a matrix with sufficiently narrow cavities B = 10 ... 12 mm, the maximum allowable depth of the formed channels is quite small and does not exceed 3 mm In the process of local molding, significant warping of parts is observed, the resulting products take a sickle shape in the longitudinal direction, therefore, they require subsequent editing on additional equipment. The energy intensity of the molding process increases due to the need to deform the elastic shells of the shafts. In addition, the elastic sheath of the shaft can experience a fairly small number of loading cycles (about 1000 ... 1200 cycles), therefore, with intensive production of products, there will be rapid wear of the elastic shells of the shafts and the need for their frequent replacement.

Задачей изобретения является увеличение глубины формуемых каналов, исключение последующей операции правки полученных деталей на дополнительном оборудовании, уменьшение энергоемкости процесса формовки за счет устранения необходимости деформирования эластичной среды, а следовательно, снижение энергозатрат на изготовление единицы продукции. А также исключение затрат на замену эластичных оболочек предварительно деформирующих валов.The objective of the invention is to increase the depth of the molded channels, the exclusion of the subsequent operation of dressing the obtained parts on additional equipment, reducing the energy intensity of the molding process by eliminating the need for deformation of the elastic medium, and therefore, reducing energy consumption for manufacturing a unit of production. And also the exclusion of the cost of replacing the elastic shells of the pre-deforming shafts.

Техническим результатом изобретения является увеличение максимальной глубины получаемых в изделии каналов, исключение операции правки на дополнительном оборудовании, снижение энергозатрат на выпуск единицы продукции, исключение затрат на замену эластичных оболочек предварительно деформирующих валов.The technical result of the invention is to increase the maximum depth of the channels obtained in the product, the exclusion of the dressing operation on additional equipment, the reduction of energy costs for the production unit, the elimination of the cost of replacing the elastic shells of the pre-deforming shafts.

Технический результат достигается тем, что изобретенный стан локальной формовки для изготовления элементов панелей плоских теплообменников из листовой заготовки, содержащий станину, стол с закрепленной на нем матрицей с заданным технологическим профилем, траверсу с приводом горизонтального перемещения, установленную на спаренных роликах, жесткий профилированный вал для основного деформирования с приводом вертикального перемещения снабжен двумя профилированными валами, которые выполнены жесткими, для предварительного деформирования листовой заготовки, смонтированными по краям траверсы на равном расстоянии

от вертикальной оси вала для основного деформирования с возможностью вертикального перемещения, один из которых предназначен для предварительной формовки каналов в листовой заготовке, а второй из которых предназначен для правки листовой заготовки, имеют возможность вращения и создания необходимого натяжения листовой заготовки, выполнены с волнистым профилем с высотой волны h=0,5…1,5 мм и периодом Т=10…35 мм, имеют индивидуальные гидравлические, электрические или комбинированные приводы вертикального перемещения и вращения, вал основного деформирования выполнен с возможностью вращения от гидравлического, электрического или комбинированного привода, причем упомянутые приводы валов и привод горизонтального перемещения траверсы для создания постоянных растягивающих напряжений в продольном направлении деформирования выполнены с возможностью управления скоростями вращения валов и скоростью перемещения упомянутой траверсы посредством ЭВМ.The technical result is achieved by the fact that the invented local molding mill for the manufacture of panel elements of flat heat exchangers from a sheet blank, containing a bed, a table with a matrix fixed to it with a given technological profile, a crosshead with a horizontal displacement drive mounted on paired rollers, a rigid shaped shaft for the main deformations with a vertical displacement drive is equipped with two profiled shafts that are rigid, for preliminary deformation nii sheet blanks mounted on the edges of the beam at an equal distance

from the vertical axis of the shaft for basic deformation with the possibility of vertical movement, one of which is intended for preliminary molding of channels in the sheet stock, and the second of which is used for straightening the sheet stock, have the ability to rotate and create the necessary tension of the sheet stock, made with a wavy profile with a height waves h = 0.5 ... 1.5 mm and a period of T = 10 ... 35 mm, have individual hydraulic, electric or combined drives of vertical movement and rotation, the main shaft Deformation is rotatable by a hydraulic, electric, or combined drive, said drive shafts and a drive for horizontally moving the spreader create permanent tensile stress in the longitudinal direction of deformation are arranged to control shaft rotation speed and speed of movement of said traverse through a computer.

Схема стана локальной формовки с двумя жесткими предварительно деформирующими валами представлена на фигуре 2.The scheme of the local molding mill with two rigid pre-deforming shafts is shown in figure 2.

Стан состоит из станины 1, траверсы 2 с приводом горизонтального перемещения, состоящего из редуктора 3, двигателя 4, винтовой пары в виде вала-винта 5 и гайки 6, жестко связанной с траверсой 2, которая имеет возможность двигаться по столу 7 с помощью спаренных роликов 8, расположенных сверху и снизу стола 7. В центре траверсы 2 установлен жесткий профилированный вал 9 для основного деформирования листовой заготовки, который имеет привод вертикального перемещения 10 и привод вращения 11. Также в траверсе 2 по ее краям на равном расстоянии от оси вала 9 установлены два предварительно деформирующих вала 12 с волнистым профилем, которые выполнены жесткими, каждый из которых снабжен приводом вертикального перемещения 13 и приводом вращения 14. (Вид на валы сверху и сечение по предварительно деформирующему валу представлены на фигурах 3, 4).The mill consists of a bed 1, a traverse 2 with a horizontal displacement drive, consisting of a gearbox 3, an engine 4, a screw pair in the form of a screw shaft 5 and a nut 6, rigidly connected to the traverse 2, which has the ability to move on the table 7 using twin rollers 8 located at the top and bottom of the table 7. In the center of the beam 2, a rigid shaped shaft 9 is installed for the main deformation of the sheet stock, which has a vertical movement drive 10 and a rotation drive 11. Also in the beam 2 along its edges at an equal distance from the shaft axis 9 two pre-deforming shafts 12 with a wavy profile are installed, which are rigid, each of which is equipped with a vertical displacement drive 13 and a rotation drive 14. (A view of the shafts from above and a section along the pre-deforming shaft are shown in figures 3, 4).

На столе 7 установлена матрица 15, на которой фиксируют листовую заготовку 16, с помощью поперечных прижимных планок 17 и продольных прижимных планок 18, которые дополнительно фиксируются при помощи демпфирующих прижимных роликов 19 установленных по краям профилированного вала 9.A matrix 15 is installed on the table 7, on which the sheet blank 16 is fixed, using transverse pressure plates 17 and longitudinal pressure plates 18, which are additionally fixed with damping pressure rollers 19 installed along the edges of the profiled shaft 9.

В исходном положении траверса 2 находится в крайнем левом положении. На матрице 15 фиксируют заготовку 16 с помощью левой поперечной прижимной планки 17 и продольных прижимных планок 18, затем включают двигатель 4, который через редуктор 3 приводит в движение вал-винт 5. Траверса 2 через жестко связанную с ней гайку 6 начинает горизонтальное перемещение по роликам 7 из крайнего левого положения направо. При движении траверсы 2 правый предварительно деформирующий вал 12, который выполнен жестким, вращаясь посредством привода 14, осуществляет предварительную формовку каналов в листовой заготовке 16. Жесткий профилированный вал 9 для основного деформирования, опускается при помощи привода вертикального перемещения 10 в предварительно отформованные углубления рельефа и, вращаясь посредством привода 11, осуществляет основное деформирование, обеспечивая необходимую степень деформации материала заготовки 16 для получения в изделии каналов требуемой глубины. При этом оба предварительно деформирующих вала 12, которые выполнены жесткими, с помощью их приводов вертикального перемещения 13 и вращения 14 создают необходимое натяжение листовой заготовки, что позволяет избежать образования таких дефектов как складки и зажимы металла. Левый предварительно деформирующий вал 12, который выполнен жестким, вращаясь посредством привода 14, выполняет функцию правильного инструмента. По ходу движения траверсы 2 продольные прижимные планки 18 фиксируют листовую заготовку 16 при помощи катящихся по ним демпфирующих прижимных роликов 19, установленных на жестком профилированном валу 9 для основного профилирования, прижимая края заготовки 16 к матрице 15. Процесс заканчивается остановкой траверсы 2 в конце рабочего хода в крайнем правом положении, при этом левый предварительно деформирующий вал 12, который выполнен жестким, полностью скатывается с матрицы 15. Полученное изделие удаляется из матрицы 15. Цикл обработки последующей заготовки повторяется при перемещении траверсы из крайнего правого положения в крайнее левое положение. В данном случае заготовку фиксируют на матрице правой поперечной прижимной планкой 17 и продольными прижимными планками 18. При этом левый предварительно деформирующий вал 12, который выполнен жестким, осуществляет предварительное деформирование листовой заготовки 16, а правый предварительно деформирующий вал 12, который выполнен жестким, выполняет функцию правильного инструмента, вращение валов осуществляется от приводов 14.In the initial position, the traverse 2 is in the extreme left position. The workpiece 16 is fixed on the matrix 15 with the help of the left transverse pressure plate 17 and the longitudinal pressure plates 18, then the engine 4 is turned on, which drives the shaft-screw 5 through the gearbox 3. The cross-beam 2, through the nut 6 rigidly connected to it, starts horizontal movement along the rollers 7 from the far left to the right. When the traverse 2 moves, the right pre-deforming shaft 12, which is rigid, rotating by means of the drive 14, preforms the channels in the sheet blank 16. The rigid profiled shaft 9 for basic deformation is lowered by the vertical displacement drive 10 into the preformed relief recesses, and, rotating by means of the drive 11, it carries out the main deformation, providing the necessary degree of deformation of the workpiece material 16 to obtain uemoy depth. In this case, both pre-deforming shafts 12, which are rigid, using their vertical displacement drives 13 and rotations 14 create the necessary tension of the sheet stock, which avoids the formation of defects such as folds and metal clamps. The left pre-deforming shaft 12, which is rigid, rotating by means of the drive 14, performs the function of the correct tool. In the direction of the traverse 2, the longitudinal clamping bars 18 fix the sheet stock 16 with the help of rolling damping clamping rollers 19 mounted on a rigid profiled shaft 9 for main profiling, pressing the edges of the workpiece 16 to the matrix 15. The process ends by stopping the traverse 2 at the end of the working stroke in the extreme right position, while the left pre-deforming shaft 12, which is made rigid, completely rolls off the matrix 15. The resulting product is removed from the matrix 15. The processing cycle is subsequent preform is repeated when moving crosshead of the rightmost position to the leftmost position. In this case, the workpiece is fixed on the matrix with the right transverse clamping bar 17 and the longitudinal clamping bars 18. In this case, the left pre-deforming shaft 12, which is made rigid, pre-deforms the sheet billet 16, and the right pre-deforming shaft 12, which is made rigid, performs the function the right tool, the rotation of the shafts is carried out from the drives 14.

Предложенная конструкция стана с двумя предварительно деформирующими валами, которые выполнены жесткими, имеющими волнистый профиль, и жестким профилированным валом для основного деформирования с индивидуальными приводами вращения, обеспечивает достижение необходимого технического результата. А именно: увеличение максимальной глубины получаемых в изделии каналов, исключение операции правки на дополнительном оборудовании, снижение энергозатрат на выпуск единицы продукции и исключение затрат на замену эластичных оболочек предварительно деформирующих валов за счет использования предварительно деформирующих валов, которые выполнены жесткими, с волнистым профилем, и жесткого профилированного вала для основного деформирования с индивидуальными приводами вращения, управляемыми посредством ЭВМ.The proposed design of the mill with two pre-deforming shafts, which are made rigid, having a wavy profile, and a rigid profiled shaft for basic deformation with individual rotation drives, ensures the achievement of the required technical result. Namely: increasing the maximum depth of the channels obtained in the product, eliminating the dressing operation on additional equipment, reducing energy costs for the production unit and eliminating the cost of replacing the elastic shells of pre-deforming shafts through the use of pre-deforming shafts that are rigid, with a wavy profile, and rigid profiled shaft for basic deformation with individual rotation drives controlled by a computer.

Claims

A local molding machine for manufacturing elements of panels of flat heat exchangers from a sheet blank, containing a bed, a table with a matrix fixed to it with a given technological profile, a crosshead with a horizontal displacement drive mounted on paired rollers, a rigid profiled shaft for basic deformation with

and a vertical displacement drive, two pre-deforming shafts with

mounted along the edges of the beam at an equal distance from the vertical axis of the shaft for basic deformation with the possibility of vertical movement, one of which is designed for pre-forming channels in the sheet stock, characterized in that the pre-deforming shafts, the second of which is designed for straightening the sheet stock the ability to rotate and create the necessary tension of the sheet stock, made rigid with a wavy profile with a wave height of h = 0.5 ... 1.5 mm and a period of T = 10 ... 35 mm, mounted s at a distance from the vertical axis of the shaft for basic deformation equal to

and have individual hydraulic, electric or combined drives of vertical displacement and rotation, the main deformation shaft is rotatable from a hydraulic, electric or combined drive, and said shafts and a horizontal traverse drive are configured to control shaft speeds and said traverse drive by means of a computer .