卧式拔伸水压机
一、技术领域
本发明属于生产薄壁筒形产品的拔伸设备,具体上说是用来生产高压氧气瓶、天然气瓶等专用的卧式拔伸水压机。
二、背景技术
拔伸压机是用来将杯子形状的瓶坯进行“变薄拉伸”(拔伸)塑性加工的设备。现有的拔伸压机都是立式结构:采用整体焊接机架,拔伸芯棒悬吊在机架的上方,机架上装有导轨,安装有两个复合主缸,复合主缸与动梁连接,动梁内装有多道环模和多套辊模,其动梁沿导轨上下运动,实现拔伸动作。这种立式拔伸压机刚性好,结构也比较紧凑,但解决不了氧化皮问题,由于立式拔伸压机拔伸时坯料的氧化皮往下掉,很容易压在瓶子的表面,造成瓶坯壁厚不均匀,表面质量不高,而表面质量是高压气瓶性能的一个重要指标,将直接影响产品使用寿命及销售。另外,由于拔伸行程很长而使机身高度很高,安装、调试和维修十分不便,上下料也比较麻烦,拔伸时无弹性浮动,辊模冲击前梁的力比较大,基础地坑很深,地坑基础不易施工而难度较大。采用整体机架使焊接工艺比较复杂,并需要消除机架残余应力。
三、发明内容
本发明的目的就是为克服现有立式拔伸压机存在的不足和缺点,提供结构紧凑、刚性好、重量轻,提高拔伸瓶坯表面质量,及使基础施工、设备安装、调试和维修方便的卧式拔伸水压机。
为实现上述目的本发明的技术方案是:
一种卧式拔伸水压机,包括机架、主工作缸、回程缸,其特点是还有前梁、后梁、动梁、底模梁、回程梁及底座梁,整机为卧式布置,机架是由后梁、前梁和采用回程缸的缸体作为拉柱组成的一个封闭预应力框架;拉柱的两端与前梁、后梁用螺母固定,前梁、后梁之间在回程缸体外面用定位套连接,在其定位套上固定有导轨;后梁上装有主工作缸、两个回程缸与定位套,主工作缸的柱塞的与动梁用压法兰连接,动梁上装有拔伸芯棒座,拔伸芯棒装在拔伸芯棒座上;动梁安装有四个辊子支承装置,辊子支承装置在动梁上对称布置,并在机架所装的导轨上导行,动梁上连接有拉杆,并通过拉杆与回程梁连接;前梁内有用于安装环模与辊模的模腔,底模梁采用两个拉杆及套筒将其与压机前梁连接与固定;回程梁与三根拉杆及回程缸的柱塞连接,三根拉杆一端用螺母固定在动梁上,另一端用螺母与回程梁连接,回程梁下面装有滚轮装置,在底座梁的道轨上运行。
另外,在后梁与前梁之间的基础上装有托架装置,在前梁上料的一侧装有升降料台,在前梁的底模梁的一侧上装有卸料装置,在底模梁的一个拉杆与基础上装有下料机械手。
所述的主工作缸为后装缸盖式,主工作缸的缸体内装若干个隔套与导套,在隔套与导套长度方向上都开有润滑槽,导套在直径方向上还钻有若干个润滑孔,其主工作缸的柱塞为空心结构。
所述的回程缸的柱塞的头部装有在缸体内导向的辊轮。主工作缸与回程缸的柱塞采用35锻钢,且表面堆焊2Cr13,硬度HRC43-45。
所述的安装于动梁上的四个辊子支承装置采用垫片调节形式,使辊子支承装置可进行上下移动,以调节动梁的安装运行精度。
所述的托架装置有托架座,托架座上由销轴连接的摆动支撑臂,支撑臂上安装着的托轮,及装于托架座上的摆动油缸,其油缸的活塞与支撑臂铰连接。
所述的升降料台有升降料台座,台座的中心装有一个升降油缸,两边对称有两个导向孔,导向孔内各装有导向柱,两个导向柱与升降油缸的活塞顶部连接有一个“V”形托料台。
所述的卸料装置的结构型式为插板式,将其固定在前梁上。所述的下料机械手由装在底模梁拉杆上的支座,铰接在支座上摆臂,及装在基础上的油缸座与油缸组成。
本发明卧式拔伸水压机与现有立式拔伸水压机相比较,具有突出的实质性特点和显著的技术进步,主要有以下几个方面:
1、卧式拔伸水压机采用了预应力组合机架,两个侧回程缸兼作拉柱,拉柱采用加热预紧,与前、后梁、机架组成封闭的刚性受力框架,拉柱在工作载荷下应力脉动变化小和前梁的移动量小,可保证压机本体对称线不发生偏移,整体刚性很好,压机的对中精度高,可得到高同心度的拔伸瓶坯。
2、主工作缸为整体锻钢件,由于压机工作行程长,为防止柱塞下挠对导向铜套产生偏磨,缸内设计为组合多导套结构,采用长导向套导向;在隔套与导套长度方向上都开有润滑槽,导套在直径方向上还钻有很多润滑孔,保证乳化液可以润滑所有导套。因此,柱塞导向、润滑效果好,提高了导套及柱塞的使用寿命。
3、回程柱塞采用辊轮在缸体内导向,为了减轻导套磨损;主工作缸柱塞、回程缸柱塞为空心结构,可以减轻整机重量。
4、前梁辊模下面设置有弹簧支承装置。用小于辊模自重的予紧力先予紧弹簧,这样拔伸时辊模可以上下浮动,前梁放置辊模的各环道尺寸都有浮动余量辊模左右也可以浮动。此结构与传统拔伸压机完全不同,避免了拔伸时由于瓶坯壁厚不均匀而使拔伸芯棒受力变形,在一定程度也可以改善拔伸瓶坯壁厚的均匀性,同时,也降低了拔伸时辊模架对前梁的冲击震动,提高了设备的使用寿命。
5、由于采用了卧式拔伸结构,不会压在瓶坯表面而影响质量。上下料也比较方便;加工制造也避免了复杂的焊接工艺和消除应力。
6、卧式拔伸水压机的紧凑设计减少了设备地坑深度,简化了设备基础,降低了厂房高度,从而可以相应降低设备的投资费用和使用维护成本。
总之,本发明卧式拔伸水压机的挤压中心较低,易于维修和生产,便于观察,安装调试方便,易于操作、维修、及基础施工。
四、附图说明:
图1是卧式拔伸水压机的主视图;
图2是卧式拔伸水压机的俯视图;
图3是卧式拔伸水压机的D-D剖视图;
图4是卧式拔伸水压机的A-A剖视图;
图5是卧式拔伸水压机的M-M剖视图;
图6是卧式拔伸水压机的H-H剖视图;
图7是卧式拔伸水压机的E-E剖视图;
图8是卧式拔伸水压机的F-F剖视图;
图9是主工作缸内部结构局部放大示意图;
图10是回程缸局部结构示意图。
五、具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
图1和图2所示,卧式拔伸水压机。它有机架、主工作缸1、回程缸2、动梁3、前梁4、后梁5、底模梁6、回程缸柱塞7、回程梁8、下料机械手9、托架装置10、升降料台11、底座梁12、锚固装置13、定位套14、螺母15、拔伸芯棒座16、拔伸芯棒17、缓冲缸19和底模座、及底模20等,整机为卧式布置,为梁柱式预应力组合机架。
机架是由后梁5、前梁4和回程缸2兼作的拉杆组成的一个封闭预应力框架;两个回程缸兼作拉杆,其两端与前梁、后梁用螺母固定,前梁、后梁之间在回程缸体外面用定位套连接,在其定位套上固定有导轨35;后梁上装有主工作缸、两个回程缸的缸体、及定位套,因为主缸体很长,后面有支架支承。
图1、图2和图3所示,主工作缸的柱塞与动梁用压法兰连接,动梁上有拔伸芯棒座16,采用上开式结构,拔伸芯棒17装在拔伸芯棒座上。
为克服各个方向的干扰力,保证沿压机中心平稳运行,动梁有四个辊子支承装置35,并在机架回程缸的缸体外定位套14上所装的导轨36上导行,辊子支承装置在动梁上对称布置;四个辊子支承装置采用垫片调节形式,使辊子支承装置可进行上下移动,以调节动梁的安装运行精度。
图1、图2和图4所示,回程梁与三根回程梁拉杆32及回程缸的柱塞7连接,三根回程梁拉杆一端用螺母固定在动梁3上,另一端用螺母与回程梁8连接,起传递拉力的作用。回程梁下面装有滚轮装置33,并在安装在基础上的轨道34上导行;回程缸为反推拉杆式,通过拉杆和回程梁,使之与动梁连接产生回程运动。
图1、图2和图5所示,所述的下料机械手9装于底模梁的一个拉杆27与基础上,由装在底模梁的拉杆上的铰座901,铰接在铰座上的手臂902,及装在基础上的与油缸组成,手臂作摆动运动。
图1、图2和图6所示,前梁4内有用于安装环模30与辊模31的模腔,前梁安放在一块整体的垫板上,垫板上固定有可调节支承力的辊模外壳浮动支承装置21。底模梁6采用四个螺母、两个底模梁拉杆27及两个套筒28将其与压机前梁连接与固定,底模梁内装有缓冲缸19与底模座,缓冲缸为缸动式,缓冲力按拔伸力的35%设计,底模20采用插入形式安装在底模座上。以形成封闭的受力体系,底模梁和两个拉杆能承受与拔伸力一样大的底部成型力;前梁与底模梁之间还设有两个支撑辊装置42。
图1、图2和图7所示,托架装置10装于前梁4与后梁5之间的基础上;托架装置有托架座101,托架座上由销轴连接的摆动支撑臂102,支撑臂上安装着的托轮103,及装于托架座上的摆动油缸104,其油缸的活塞与支撑臂铰连接。当动梁在原始位置时,托架装置的支撑臂在伸出位支承拔伸芯棒;而当动梁前进时,托架装置的支撑臂则翻到最低下位,不占用设备开档长度,节约材料也降低了成本。托架装置主要作为芯棒的原始位置的支托,以便保证芯棒运行的水平度和同轴度,为适应各种规格的芯棒,通过垫片来调节托架装置10的托轮103高度。
图1、图2和图8所示,升降料台11装于前梁上料的一侧;升降料台有升降料台座111,台座的中心装有一个升降油缸112,两边对称有两个导向孔,导向孔内各装有导向柱113,两个导向柱与升降油缸的活塞顶部连接有一个“V”形托料台114。
图1和图2所示,卸料装置29的结构型式为插板式,装于前梁4上的底模梁一侧,卸料装置有装在前梁上的导板,还有分别装在前梁4模口上下的两套液压缸与插板,插板与液压缸连接,并插装在导板内。
图9所示,是主工作缸1的内部结构;由于压机行程很长,为了防止不工作时柱塞下挠变形,主工作缸采用了长导向套导向,导套121和隔套122组合结构;主工作缸为后装缸盖式,主工作缸的缸内装若干个隔套与导套,在隔套与导套长度方向上都开有润滑槽123,导套在直径方向上还钻有若干个润滑孔,主柱塞为空心结构。主工作缸与回程缸的柱塞采用35锻钢,且表面堆焊2Cr13,硬度HRC43-45。
图10所示,是回程缸的结构;回程缸柱塞7的头部装有在缸体701内导向的辊轮702,回程缸柱塞由辊轮直接在缸体内导向,采用的是45钢调质处理的缸体。
此外,图1中所示。机架采用锚桩-弹性拉杆式锚固装置13与基础固定,锚桩-弹性拉杆连接可靠,且能吸收压机高速运动停止时所产生的水平冲击力,在压机后梁、前梁、底模梁底面均设有足够刚性的基础垫板,基础垫板用地脚螺钉与基础固定,以保证压机有好的安装精度。
本发明卧式拔伸水压机的工作:
卧式拔伸水压机工作开始的时候,升降料台11处于接料位,瓶坯放置其上,托架装置10处于伸出位置,下料机械手9处于低位,拔伸芯棒17一端固定在模杆座上,一端搭在托架装置10上,主工作缸1进高压水,主工作缸的柱塞开始推动动梁3在导轨36上以适宜的速度前行,在三根拉杆的作用下,回程梁8其滚轮装置33在底座梁轨道34上向前运动,回程缸2同时回水,此过程叫认模,将瓶坯全部推进环模口。
当动梁3前行到一定位置,检测开关发讯,托架装置10翻到下位,升降料台11降到最低位,然后动梁3以很快的速度向前运动,拔伸芯棒17顶着瓶坯穿过前梁中的环模30、辊模31,瓶坯被拉伸变薄,最后经底模20镦底而底部成型。
回程时回程缸2进高压水,主工作缸1回水,通过拉杆27及回程梁8的作用,主工作缸1、动梁3和拔伸芯棒17实现回程过程。开始回程时瓶坯与芯棒一起退,当退到卸料装置29处时,由前梁上卸料装置将瓶坯挡住,然后下料机械手9上翻将瓶坯运走。动梁3回程到一定位置检测开关发讯,托架装置10翻到上位,动梁3回到最原始位,准备下一个循环。