BG1857U1 - Портална машина за термично рязане - Google Patents

Abstract

Полезният модел се отнася до портална машина за термично рязане на метални детайли, която се използва в областта на машиностроенето, по-специално при конструиране и изработване на портални машини за газово и плазмено рязане на детайли от метални листове с големи размери. Порталната машина се състои от мостова портална конструкция, по горната част на която са монтирани подвижен супорт със закрепена към него горелка, а напречните и надлъжните греди на порталната конструкция са свързани чрез карета и ролки и са изпълнени по начин, позволяващ движение с една степен на свобода, съответно по посока на ос У. Върху единия надлъжен път (3) е разположена надлъжна направляваща (5), която чрез каретата (7) и разположена между горната й повърхнина и долната част на вертикалната греда (9) на порталната конструкция, на която е монтирана неподвижно плоча (13), с оформени откъм долната й част въздушни камери (16), като централно през плочата (13) е закрепен елемент (17) за подаване на въздух към споменатите камери (16).@

Description

Област на техниката

Полезният модел се отнася до портална машина за термично рязане на метални детайли, която се използва в областта на машиностроенето, по-специално при конструиране и изработване на портални машини за газово и плазмено рязане на детайли от метални листове е големи размери.

Предшестващо състояние на техниката

Порталните машини за термично рязане в най-общия случай са разположени по пода на работното помещение и се състоят два успоредни надлъжни пътя, разположени неподвижно в пода на работно помещение, с монтирани на тях надлъжни направляващи. В зависимост от габаритите на обработваните листове дължината на споменатите надлъжни пътища е в диапазона от 6 до 30 in, а разстоянието между тях е най-малко 2 т, като в определени случаи достига до 10 m и са разположени и ориентирани така, че да обхващат работна зона, в която на аспирационна маса се поставят металните листове, от които се изрязват детайли. Стоманеният портал на машината обхваща цялата работна зона, като се движи по двете надлъжни направляващи, като едната направляваща е водеща, а другата е помощна. Водещата направляваща осигурява точността на движение на напречната греда в хоризонтална и вертикална равнина, а помощната само във вертикална равнина - поддържа теглото й.

Описаната конструкция на порталната машина за термично рязане е организирана по описания начин по няколко причини, като основната от тях е възможната топлинна деформация на портала. Разликата в коефициентите на топлинните линейни деформации между бетона и стоманата не са от съществено значение /бетон 0,01 mm/m.deg, стомана 0,012 mm/m.deg/, но температурата на работа тези два материала съществено се различават през различните климатични сезони и периоди, особено през зимата и лятото, от една страна и от друга страна - в работния цикъл през активната част на работния ден. Така например, при работа в автоматичен цикъл, т.е. при непрекъснато рязане на детайл от метал, разликата в температурата на двата споменати материала - бетон и стомана може да достигне до 100°. Едновременно с това, при рязане на стомана с дебелина над 30 mm, от стоманения лист се отделя голямо количество топлина, която нагрява най-близко разположените части, по-специално, най-ниско разположените части от порталната стоманена конструкция на напречната греда, до температура над 120°. В тези случаи по дължина на портала се наблюдават топлинни деформации, които за портали с дължина над 2 m са в диапазона над 1 mm.

Поради тази причина, ако надлъжните пътища и елементите за движение на портала геометрично ограничават тези деформации, в конструкцията възникват големи натоварвания, което създава условия за потенциално нарушаване целостта на някой от съставните елементи, затова помощната направляваща има за задача само да носи свободния край на портала, без при това да го ограничава в посока на топлинните деформации.

Известна е портална машина за термично рязане на метални детайли, която включва бетонен фундамент, върху който е разположена портално мостова конструкция, състояща се от два надлъжни пътя, които обхващат работна маса за рязане на детайли, Върху единия от споменатите пътища са разположени надлъжна направляваща и свързана с нея карета, която с помощта на ролки с вертикална и хоризонтална ос на ротация осигурява една степен на свобода - движение по ос У. Върху другия надлъжен път е разположена надлъжна направляваща, с монтирани върху нея карета и ролки, които определят хоризонтална ос на ротация, и които поддържат теглото на порталното устройство, като осигуряват две степени на свобода - движение по ос У и ос X. Върху порталната конструкция са монтирани супорт със закрепена към него горелка, като при рязането на детайли от металния лист супорта се премества по оста X, а порталната конструкция се придвижва по надлъжните направляващи.

В резултат на термичното рязане от горелката се отделя голямо количество топлина, която нагрява порталната мостова конструкция в нейната цялост и в по-голяма степен - разположените над работната зона части. Линейното й разширение се компенсира от допълнителната степен на свобода на втората описана карета в направле

1857 UI ние ос X.

Геометрията на изрязваните детайли е в пряка зависимост от статичната геометрична точност на машината и динамичната устойчивост на цялата технологична система за рязане. Описаното известно техническо решение на портална машина за термично рязане има следните недостатъци: статичната геометрична точност по ос У се формира от надлъжната направляваща с една степен на свобода, което води до директно копиране на нейната геометрия върху детайла, а също така коравината на порталната конструкция в направление по оста на гредата - ос X се определя от същата карета на порталната конструкция поради свободата на другата в това направление.

Техническа същност на полезния модел

Задачата на полезния модел е да се създаде портална машина за термично рязане на метални детайли, която да се отличава с повишена коравина на цялата технологична режеща система по оста на порталната конструкция, при работа на машината в различни климатични периоди, като компенсира топлинните деформации, които възникват в резултат на промяна на температурата на околната среда и температурата, която се повишава по време на работния цикъл на рязане.

Задачата се решава с портална машина за термично рязане на метални детайли, която включва монтирана върху бетонен фундамент портална мостова конструкция, разположена върху надлъжни пътища, монтирани в пода на работното помещение, като по горната част на порталната конструкция са монтирани подвижен супорт със закрепена към него горелка, а централно в пространството под мостовата портална конструкция е разположена работна маса, върху която е разположен металният лист за обработване. Напречните и надлъжните направляващи на порталната конструкция са изпълнени по начин, позволяващ движение с две степени на свобода, съответно по посока на ос X и ос У.

Съгласно полезният модел двете карети за надлъжно движение, носещи напречната греда са изпълнени с една степен на свобода, при което между горната повърхнина на едната карета и долната част на вертикалната греда на порталната конструкция е монтирана неподвижно плоча, с оформени откъм долната й част въздушни камери, като централно в плочата е закрепен елемент за пода ване на въздух към споменатите камери.

Съгласно едно предпочитано изпълнение на порталната машина плочата е притисната към горната част на каретата с помощта на пружинни елементи, разположени в закрепващите елементи, осигуряващи плътно монтиране на плочата към каретата.

Съгласно друго вариантно изпълнение на полезния модел в плочата са оформени най-малко две въздушни камери, свързани към разпределителен канал за подаване на въздух.

Машината за термично рязане съгласно полезния модел се отличава с повишена коравина в направление ос X по време на рязане на метални листове с големи размери, като осигурява точно изрязване на детайла по предварително зададените му геометрични размери, като споменатата стабилност се отнася до цялата технологична система на рязане, при което се осигурява гарантирано освобождаване на топлинните деформации с помощта на система за цифрово програмно управление, която в периода между изрязване на два отделни детайла подава сигнал за разтоварване на възникващите в процеса на рязане вътрешни топлинни напрежения. Устройството за разтоварване на вътрешни напрежения се включва в точно определени времеви периоди, чиято продължителност е достатъчна, за да бъдат компенсирани температурните деформации на отделните елементи на порталната конструкция, съответно - да се разтоварят възникналите вътрешни напрежения. Също така стабилното двустранно водене на портала с една степен на свобода на всяка от двете надлъжни карети повишава коравината на конструкцията в направление ос X два пъти и намалява грешките от неправолинейност на надлъжните направляващи. По този начин се осигурява възможността порталната машина да извършва цялостният процес на рязане при постоянни параметри на рязане, респективно се осигурява качествено и точно рязане на металния детайл с размери и качество на среза, отговарящи на предварително зададените параметри.

Пояснение на приложените фигури

По-нататък в описанието ще бъде представено примерно изпълнение на портална машина за термично рязане, която е онагледена с помощта на придружаващите описанието фигури,

1857 UI където:

фигура 1 представлява изглед отпред на портална машина за рязане;

фигура 2 - напречен разрез на устройство за разтоварване на вътрешни напрежения.

Примерно изпълнение на полезния модел

Едно примерно изпълнение на портална машина за термично рязане съгласно полезния модел е описано по-долу, като използваните конструктивни елементи и тяхното взаимно разположение не ограничават използването и на други еквивалентни елементи или материали със същите качества и функционално предназначение.

Порталната машина за термично рязане на метални листове е големи размери е разположена върху бетонен фундамент 1, върху който са разположени два надлъжни пътя, съответно 2 и 3. към горната част на които са разположени надлъжните направляващи, съответно 4 и 5, по които се движат карети 6 и 7, при което каретите 6 и 7 са лагеровани върху стабилизиращи ролки 8 с вертикална и хоризонтална ос на ротация, които осигуряват при движение по оста У на порталната машина върху надлъжните направляващи една степен на свобода. Порталната мостова конструкция е изградена от вертикално ориентирани греди 9, свързани в горната си част е напречно разположена, хоризонтално ориентирана греда 10, върху която е закрепен подвижен супорт II с монтирана върху него горелка 12, като супорта е монтиран с възможност за движение по оста X. Порталната конструкция е изпълнена така, че и двете греди 10 са свързани към каретите 6 и 7 така, че са с възможност за движение с само с една степен на свобода на движение - по оста У. Едната греда 10 на порталната конструкция е свързана с каретата 7 така, че между горната повърхнина на каретата 7 и долната повърхнина на гредата 10 е поместена плоча 13, свързана неподвижно с гредата, притисната плътно към каретата 7 с помощта на закрепващи елементи 14, в които са предвидени допълнително пружинни елементи 15. Плочата 13 е изпълнена от метал и по долната й повърхнина са оформени най-малко две въздушни камери 16,свързани посредством разпределителен канал с тръба 18 за подаване на въздух под налягане, от източник, който не е показан на фигурите.

Супортът 11 се движи по оста X, а порталът 9 и 10 се движи по надлъжните направляващи 4 и 5. С тези две движения горелката 12 извършва фигурно рязане на детайли от металния лист, като топлината от рязането нагрява елементите на портала. Линейното разширение на гредата 10 се компенсира от приплъзването на плочата 13 спрямо каретата 7 по направление на ос X чрез подаване на сгъстен въздух по тръбата 18 за кратък период от време, който прекъсва контакта между каретата 6 и плочата 13. По този начин в механичната система се внася допълнителна степен на свобода по направление ос X, при което се получава аеростатично отделяне на каретата 6 от порталната конструкция 9 и в резултат при рязане на машината в автоматичен цикъл в момент на завършена обработка на един детайл и преди започването на друг по команда от системата за цифрово програмно управление се постига разтоварване на натрупаните вътрешни напрежения, при което се създават условия за постигане на необходимата точност на изрязване на всеки отделен детайл. След разтоварване на възникналите от топлинните деформации вътрешни напрежения в порталната конструкция 9, подаването на въздух се преустановява и се възстановява първоначалната схема на работа на машината за рязане.

Claims (4)

1. Портална машина за термично рязане на метални детайли, която включва монтирана върху бетонен фундамент мостова портална конструкция, разположена върху надлъжно ориентирани водещи, монтирани в пода на работното помещение, като по горната част на порталната конструкция са монтирани подвижен супорт със закрепена към него горелка, а централно в пространството под мостовата портална конструкция е разположена работна маса, върху която е разположен металният лист за обработване, а напречните и надлъжните греди на порталната конструкция са свързани с порталната конструкция чрез карета и ролки с една степен на свобода, съответно по посока на ос У, характеризираща се с това, че върху единия надлъжен път (3) е разположена надлъжна направляваща (5), която чрез каретата (7) и разположена между горната й повърхнина и долната част на вертикалната греда (9) на порталната конструкция, на която е мон1857 UI тирана неподвижно плоча (13) с оформени откъм долната й част въздушни камери (16), като централно през плочата (13) е закрепен елемент (17) за подаване на въздух към споменатите камери (16). 5

2. Портална машина съгласно претенция 1, характеризираща се с това, че въздушните камери (16) са най-малко две и са разположени една до друга по оста X на напречната греда на порталната конструкция.

|( 3. Портална машина съгласно претенция 1, характеризираща се с това, че в плочата са оформени най-малко две въздушни камери, свързани към разпределителен канал (18).

4. Портална машина съгласно претенция 1, характеризираща се с това, че плочата (13) е притисната към горната част на каретата (7) с помощта на пружинни елементи (15), разположени в закрепващите елементи (14). Приложение: 2 фигури

1857 UI