大型封头旋压翻边机
技术领域
本发明属于制造压力容器封头用的旋压加工设备,特别涉及一种大型封头旋压翻边机。
背景技术
目前,在生产制造压力容器大直径的封头部件时,通常采用旋压翻边机,它由立柱又称前支梁、主传动系统、上、下横梁、上夹持、下夹持、直径标尺、侧板框架、成形轮机构、自动仿形标尺、自动仿形机构、压力轮、成形轮装卸装置、托板机构、上、下料小车和封头坡口切割装置组成,一侧为立柱又称前支梁,另一侧为侧板框架与上、下横梁连接组成的机架,其侧板框架由整体制的左、右侧板组成,于上横梁居中位置装设由液压缸驱动的上夹持,在侧板框架内上部装设由电机驱动成形轮机构的成形轮及其装卸装置,与成形轮的成形轮机构相对应,于夹持机构与侧板框架之间的横梁前侧面上平铺装有直径标尺,与成形轮的位置相对应,于侧板框架内下部装设由三油缸四连杆平行四边形柔性半径的自动仿形机构及其驱动的压力轮,与自动仿形机构相对应,于左侧板面上部平铺装有自动仿形标尺,与被加工封头翻边外侧位置相对应,于侧板机构底部的左、右端面对称装设托板机构,与上横梁的上夹持相一致,于下横梁上装设由液压缸驱动的下夹持,并配置装卸被加工封头用的上下料小车,在立柱上装设由电机带动的主传动系统,其主传动系统通过链传动、丝杠分别可使上、下夹持作直线移动,用来适应不同直径的封头加工。当要对封头板坯进行旋压翻边成型时,首先,按所需加工封头直径,用钢板剪裁出与封头直径相对应的展开封头板坯,将封头板坯用压鼓机压成碟形,即把封头的中央部份压制成所需的半径,然后再用旋压翻边机进行翻边,亦即把封头边缘部份旋压成所要求的曲率,此时将与被加工封头翻边曲率半径相适对应的成形轮装到电机驱动成形轮机构的主轴上,通过调节将自动仿形中心按自动仿形标尺调到与成形轮曲率半径相对应的刻度线处,然后,将封头板坯调移到成形轮之下,使起旋点——接弧点贴靠成形轮,接通电源,启动成形轮机构中的主轴的成形轮,封头板坯在磨擦力的带动下旋转,开启液压系统关闭油缸,通过调节前、后同步油缸的伸出杆,使压力轮也贴靠封头板坯的起旋点,此时关闭已伸出油缸杆的驱动压力轮的油缸,压力轮梁在前、后同步油缸的作用下平行上升,压力轮就会在已关闭油缸伸出油缸杆的定长的控制下,沿紧贴成形轮上升;如此经多道次自动仿形旋压,逐步完成封头的翻边成形工序;最后为了使封头与筒体焊接成一体,还需要将加工好的封头卸移至另一场所,于其封头圆周端面上或是用气割或是用等离子切割有利于提高焊接强度的坡度。上述旋压翻边机的缺点是:
1、人所共知,已有技术中的直径标尺是控制封头翻边机自动仿形机构圆心点位置的标定尺,它由成形轮主轴、成形轮组、直径标尺、固定成形轮压板、吊装螺孔组成,其中直径标尺上的刻度线是由一组由大到小的不同翻边曲率半径的成形轮的圆心点构成的,并其直径标尺每相邻的刻度线的距离,是与其相对应的两相邻的成形轮曲率半径之差相一致,凡是在直径标尺刻印有曲率半径圆心点的,并能参与自动机械自动仿形的成形轮,即被称为封头翻边机的标准成形轮组。而不能参与自动仿形的成形轮的曲率半径,则其圆心点不被刻印在直径标尺上,因而,在操作工艺中,其圆心点也不被直径标尺所控制,所以直径标尺是标准成形轮组设计的产物;这种标准成形轮设计,主要意味着:不同曲率半径的封头在旋压过程中,都汇集在的一点,其该点上部为直边段,在直径标尺上由大到小的系列翻边曲率半径的成形轮的圆心点排列成一直线,互不叠压,当依最大翻边半径为基准,设计成标准成形轮系列后,其成形轮直径值接近,一个比一个短,半径越小越显示出短粗,用这种自动仿形标尺制造的一系列的成形轮既直径大又体重,从系列形体上无法达到“瘦”身的目的,就导致了驱动功率增加,这种缺点在大径封头旋压翻边机上更加突出。
2、在已有技术中采用最多的自动仿形标尺的自动仿形机构,它是一种三油缸四连杆平行四边形柔性半径自动仿形机构,由成形轮、被加工封头、压力轮、压力轮轴箱梁、前、后同步油缸、形心调定螺母副、定杆长油缸、自动仿形标尺、主轴箱组成,其中自动仿形标尺只能适用于一种固定曲率半径r的压力轮,进行自动仿形旋压,若要选用或是大于或是小于固定曲率半径r的压力轮来进行自动仿形旋压,靠自动仿形标尺就无法实现,而只有靠操作者的手动感觉一点点地操作方可旋压成形,可想而知,要用手的力量去操作控制油缸是非常困难的,所以既费力费工又难以实现;这是因为压力轮的曲率与被旋压金属板厚相关,板越厚压力轮的曲率越小即固定曲率越大;反之板越薄固定曲率就越小;因此,导致现有旋压翻边机在旋压板薄封头时速度慢,效率低;在旋压板厚封头时又造成减薄率偏高;而只适用于旋压不薄不厚即中等厚度板的封头;若改变压力轮的曲率,则因无法调定自动仿形参数和自动仿形心的位置,又给自动仿形旋压操作工艺带来困难。
3、侧板机构中的左、右侧板,是在旋压翻边机中起支撑整机的核心作用,工作过程中所产生的旋压力全部作用在该机构上;当前加工制造用于生产小直径封头用的封头旋压翻边机,其侧板机构中的左、右侧板分别设计为一体的侧板,每一侧板的平面度及侧板间的平行度精度均要求较高,在加工时不得不采用整体加工工艺,方可达到精度要求;因此,若要加工制造用于生产大直径封头用的封头旋压翻边机,其侧板的宽×高>5×6米,这样大尺寸的侧板,要采用整体加工是很难实现的,目前市场既没有相适应的大型机床来进行加工,即使是有其设备投资、加工、搬运费用也十分巨大,使制造生产大直径封头用的封头旋压翻边机难以实现。
4、在旋压成型时,当封头板坯受成形轮和压力轮的旋压作用时,封头板坯会产生摇摆、振荡,为了解决这个问题,尽管在与被加工封头板坯外侧位置相对应,于左、后侧板端面分别装设了托板装置,但收效不佳,尤其是大直径封头,产生的摇摆、振荡更为严重。
5、封头圆周端面上的焊接用的坡度加工,首先,把旋压成型后的封头从封头旋压翻边机卸下,然后被安排在另一加工场所进行;为了保征切割后的坡度形状、尺寸质量,必须要准确调节其切割器的位置,小直径的封头虽然通过费工费力尚能准确调节,但对于大直径封头,要准确调节切割器的位置,其操作难度太大,因此,封头的坡度加工,既不利于封头工序连续加工,而增加辅助时间降低生产效率,且又不能保证坡度切割质量。
发明内容
本发明的目的旨在为了避免上述技术中存在的缺点和不足之处,而提供不仅设计科学、合理,结构紧凑,既便于另部件的加工和整机的装配,提高生产效率,又能减少旋压成型时的摇摆、振荡,提高产品质量;而且适用于封头工序的连续加工,特别适用于超大直径封头大型封头的连续加工,并具有操作安全,使用十分方便的一种大型封头旋压翻边机。
本发明的目的是采用如下技术方案实现的:所述的大型封头旋压翻边机,包括立柱、侧板框架、上横梁、下横梁、上夹持、下夹持、直径标尺、成形轮、压力轮、成型轮装卸装置、自动仿形机构、自动仿形标尺、托板机构、上、下料小车、主传动系统和封头坡口切割装置组成,其特征在于:所述的侧板框架中的左、右侧板分别采用组合拼接式侧板制成;于成形轮的成形机构上装设成形轮曲率半径圆心重合机构,所述的成形轮曲率半径圆心重合机构由成形轮主轴、成形轮组、直径标尺和压板组成,与成形轮组中的每一个成形轮相对应,配制一个成形轮档环,并组成成形轮档环组,在成形轮主轴上,与被加工封头要求的翻边曲率半径相对应,从成形轮组中选一个与其相对应的成形轮装于成形轮主轴上,并从成形轮档环组中选出一个与之相对应的成形轮档环安装在成形轮顶部,然后从成形轮主轴孔内装入压板后以螺钉连接在成形轮主轴上,与成形轮档环组中的每一档环的旋压成形汇合点相对应,于直径标尺上的系列曲率半径圆心点下方标刻有圆心点重合处;在压力轮的驱动机构上连接自动仿形标尺的浮动定位机构,所述的自动仿形标尺的浮动定位机构由成形轮、被加工封头、压力轮、前、后同步油缸、调节螺旋副、油缸和可调的自动仿形标尺组成,所述的压力轮组由二个以上的不同曲率半径的压力轮组成;与自动仿形标尺的浮动定位机构相对应的前侧板面上平铺装设可调的自动仿形标尺,所述的可调的自动仿形标尺由仿形心刻度栏、调节螺钉、调节槽和指针组成,与压力轮组中的每个仿形心相对应,在细长方形板面内标刻有相对应的仿形心刻度线栏,在仿形心刻度线栏顶部装设移动的指针,仿形心刻度线栏两侧分别设有或是一个调节槽,或是上、下排列的两个调节槽,于调节槽的一侧面上的居中位置标注一压力轮的曲率半径r,在其曲率半径r的两侧标注大于r的r1,小于r的r2的压力轮的曲率半径,在其调节槽内装设在槽内移动的调节螺钉,其调节螺钉的末端与调节螺旋副铰接;与被加工封头翻边外侧位置相对应,或是在与托板机构相对的一侧,或是在被加工封头外侧两边的下横梁上对称装设可调的辅助托板机构,于立柱一侧的下横梁上装设可调的封头坡口切割装置。
由于在所述的大型封头旋压翻边机的成形轮曲率半径圆心点重合机构中的每一成形轮上配装了相对应的成形轮档环,就导致旋压成形汇合点的增加,即由原来的一点或增加二点、三点以上,相对应地使成形轮组中的曲率半径的圆心点得以重合成一处或二处或三处以上;以达到分级缩小成形轮的直径,减轻每个成形轮的重量,而大大地减少成形轮组的总重,达到“瘦”身的目的。
在所述的自动仿形标尺的浮动定位机构中,如要选用压力轮的曲率半径是r1时,则将调节螺钉调至r1处,并旋紧调节螺钉,便可按原规定的自动仿形程序自动仿形旋压操作了。既有效地保持了原自动自动仿形机构参与旋压工艺的成形控制,又可按壁厚来优先选定压力轮的曲率半径,实现了用不同曲率半径的压力轮去旋压各自相适应的板厚封头,以达到改善或减小成型减薄率和提高成型速度。
所述的每块组合拼接式侧板,由两个或是两个以上的经加工的分板采用拼合连接方式组成符合平面精度要求的组合拼接式侧板,所述的分板或是纵的分板或是横的分板,所述的拼合连接方式或是凸凹定位的螺钉连接式,或是键槽定位的螺钉连接式,或是凸凹定位的焊接式,或是键槽定位的焊接式;所述的凸凹定位的螺钉连接式,于两分板拼接处的两侧板面上分别设有凸边,在两分板拼接处施以凸凹定位后,在两凸边上布以螺钉紧固成一体;所述的键槽定位的螺钉连接式,在两分板拼接处的两侧面上分别设有凸边,在两分板拼接处施以键槽定位后,在两凸边上布以螺钉紧固成一体;所述的凸凹定位的焊接式,在两分板拼接处施以凸凹定位后,两分板拼接处的上、下平面施以焊接;所述的键槽定位的焊接式,在两分板拼接处施以键槽定位后,将两分板拼接处的上、下平面施以焊接。有基于此,就解决了大型封头旋压翻边机的侧板机构中的左、右侧板的加工关键,而得以易于制造和降低制造成本。
所述的每个可调的辅助托板机构,每个辅助托板机构由轨道、托轮、托轮轴、托轮座、弹簧套、支簧杆、弹簧片、减振座、滑座、托板车架、固定块、油缸和滑槽板组成,在立柱一侧的地面上装设相互平行的轨道,两轨道上置放滑座,于滑座上连接托板车架、托板车架上装设由固定块固接的油缸,该油缸驱动装于托板车架的垂直侧面的滑槽板,于滑槽板上装设上、下滑动的减振座,在减振座内装套有弹簧片的支簧杆,减振座的顶部连接两托轮座,将托轮以托轮轴支承在两托轮座上。这样一来,当旋压大径封头时,除了有托板机构的支撑的一侧外,在大径封头翻边外侧的另一侧还有可移动的辅助托板机构于以支撑,就使被加工大径封头在旋压加工过程中受到制约,而不能产生摇摆、振荡,并且,其随机可调的辅助托板机构还起到减振和吸振的作用。
所述的可调的封头坡口切割装置,由封头转动机构和可调的切割器两部份组成,所述的封头转动机构,由控制箱、小齿轮、大齿轮、转动台、下夹持、减速箱和旋转座组成,在轨道上装设带滑座的旋转座,旋转座顶面装设大齿轮,于立柱一侧的下横梁的轨道上装带滑座的转动台,转动台顶部连接控制箱,控制箱装设由电机带动带传动驱动的减速箱,减速箱上连接与大齿轮相啮合的小齿轮,与被加工封头翻边顶面位置相对应,于立柱一侧的下横梁的轨道上装设可调的切割器;所述的可调的切割器,由支柱、支割矩梁、割矩、底板和轨道组成,于下横梁的轨道上设置带滑座的底板,底板上连接支柱,支柱的上段上连接可上、下移动的支割矩梁,支割矩梁上连接切割用的割矩。这样一来,当被加工的封头尤其是大径封头在翻边旋压成型工序后,就直接采用装于本发明上的封头随动切割装置进行其封头坡度的切割,不仅不要将翻边旋压成型好的封头从封头旋压翻边机上卸下,既便于切割机构中的切割器对准封头,而大大地减少辅助时间,又实现了封头加工工序的连续性,提高生产效率;而且提高了封头切割坡度的质量。
综以上所采取的技术方案,实现本发明的目的。
本发明的有益效果是:
1、由于本发明的侧板机构中前、后侧板采用组合式拼接板制成,并通过整体方箱定位和以法兰把合,就保证了每一侧板的加工质量要求,极大地降低了加工工艺上的难度,特别是解决了侧板厚×宽×高>0.9×5×6米的加工中的关键难题,就实现了制造直径∮>6米的封头用大型封头旋压翻边机的制造生产条件。
2、由于采用了自动仿形标尺的浮动定位机构,不仅标尺定位简便,易于操作,自动仿形可靠;既有效地保持了原自动自动仿形机构参与旋压工艺的成形控制,又可按壁厚来优先选定压力轮的曲率半径,实现了用不同曲率半径的压力轮去旋压各自相适应的板厚封头,以达到改善或减小成型减薄率和提高成型速度。
3、本发明装设了成形轮曲率半径圆心点重合的自动仿形标尺,成形轮主轴采用了接轴方案,固定超大型封头成形轮,既解决了超大型封头制作中的难;又使成形轮获得更为经济合理的优化系列设计。
4、解决了大型封头旋压翻边机中的侧板机构中的前、后侧板的加工关键,而得以易于制造和降低制造成本。
5、采用了可调的辅助板机构,就使被加工大径封头在旋压加工过程中,其封头外侧就受到多处的制约,而不能产生摇摆、振荡,并且,其随机可调的辅助托板机构还起到减振和吸振的作用。
附图说明
本发明共有九幅附图。其中:
附图1是本发明的实施例之一的主视结构示意图;
附图2是图1中的成形轮机构的成形轮8的结构示意图;
附图3是图1中的可调的自动仿形标尺10的结构示意图;
附图4是图1中的可调的辅助托板机构20的结构示意图;
附图5是图1中的可调的封头切割装置5的结构示意图;
附图6是组合拼接式侧板的凸凹定位48的螺钉连接式的A-A剖面示意图。
附图7是组合拼接式侧板的键槽定位49的螺钉连接式的A-A剖面示意图。
附图8是组合拼接式侧板的凸凹定位48的焊接式的B-B剖面示意图。
附图9是组合拼接式侧板的键槽定位49的焊接式的B-B剖面示意图。
图中:1、下横梁,2、立柱,3、主传动系统,4、上横梁,5、封头切割装置,6、上夹持,7、直径标尺,8、成形轮,9、成形轮档环,10、可调的自动仿形标尺,11、调节螺旋副,12、压力轮,13、左、右侧板,14、托板机构,15、成形轮装卸装置,16、上、下料小车,17、下夹持,18、封头转动机构,19、轨道,20、可调的辅助托板机构,21、被加工封头,22、指针,23、调节螺钉,24、调节槽,25、仿形心刻度栏,26、压板,27、托轮,28、托轮轴,29、托轮座,30、导向套,31、导向杆,32、弹簧片,33、减振器座,34、滑座,35、托板车架,36、固定块,37、油缸,38、滑槽板,39、电机,40、控制箱,41、转动台,42、减速箱,43、大齿轮,44、小齿轮,45、割矩,46、支架,47、分板,48、凸凹定位,49、键槽定位,50、成形轮主轴,51、旋转座,52、支割矩梁,53、底板。
具体实施方式
图1、2、3、4、5所示是本发明的实施例之一,它是加工直径∮为10米壁厚为50mm的封头用的大型封头旋压翻边机,它的左、右侧板13分别采用凸凹定位48的螺钉连接式的两分板47制成;其结构包括立柱2、侧板框架、上横梁4、下横梁1、上夹持6、下夹持17、直径标尺、成形轮8、成形轮装卸装置15、压力轮12、自动仿形机构、自动仿形标尺、托板机构14、上、下料小车16、主传动系统3和封头坡口切割装置组成,其特征在于:所述的侧板框架中的左、右侧板13分别采用如图6所示凸凹定位48的螺钉连接制的纵的分板47制成的组合拼接式侧板;于成形轮8的成形机构(如图2所示)上装设成形轮曲率半径圆心重合机构,所述的成形轮曲率半径圆心重合机构由成形轮主轴50、成形轮组、直径标尺7和压板26组成,其中所述的成形轮组由八个成形轮组成;与成形轮组中的每一个成形轮8相对应,配制一个成形轮档环9,并组成成形轮挡环9组成的档环组,在成形轮主轴50上,与被加工封头21要求的翻边曲率半径相对应,从成形轮组中选一个与其相对应的成形轮8装于成形轮主轴50上,并从成形轮档环组中选出一个与之相对应的成形轮档环9安装在成形轮8顶部,然后从成形轮主轴50孔内装入压板26后以螺钉连接在成形轮主轴50上,与成形轮档环组中的每一档环9的旋压成形汇合点相对应,于直径标尺7上的系列曲率半径圆心点下方标刻有圆心点重合处;在压力轮12的驱动机构上连接自动仿形标尺的浮动定位机构,所述的自动仿形标尺的浮动定位机构由成形轮8、被加工封头21、压力轮12、前、后同步油缸、调节螺旋副11、油缸和可调的自动仿形标尺10组成,所述的压力轮组由三个不同曲率半径r1、r、r2的压力轮12组成;与自动仿形标尺的浮动定位机构相对应的前侧板面上平铺装设可调的自动仿形标尺10,所述的可调的自动仿形标尺10(如图3所示)由仿形心刻度栏25、调节螺钉23、调节槽24和指针22组成,与压力轮组中的每个仿形心相对应,在细长方形板面内标刻有相对应的仿形心刻度线栏25,在仿形心刻度线栏25顶部装设移动的指针22,仿形心刻度线栏25两侧分别设有或是一个调节槽24,或是上、下排列的两个调节槽24,于调节槽24的一侧面上的居中位置标注一压力轮的曲率半径r,在其曲率半径r的两侧标注大于r的r1,小于r的r2的压力轮的曲率半径,在其调节槽24内装设在槽内移动的调节螺钉23,其调节螺钉23的末端与调节螺旋副11铰接;与被加工封头21翻边外侧位置相对应,是在与托板机构相对的一侧的下横梁1上对称装设可调的辅助托板机构,所述的每个可调的辅助托板机构由轨道19、托轮27、托轮轴28、托轮座29、弹簧套30、支簧杆31、弹簧片32、减振座33、滑座34、托板车架35、固定块36、油缸37和滑槽板38组成;于立柱2一侧的下横梁1的轨道19上装设由可调的切割器5和封头转动机构18组成的可调的封头坡口切割装置,其中所述的可调的切割器5由支柱46、支割矩梁52、割矩45、底板53和轨道19组成;所述的封头转动机构18,由控制箱40、小齿轮44、大齿轮43、转动台41、下夹持17、减速箱42和旋转座51组成;与上横梁4的上夹持6相一致,于下横梁1上装设由液压缸驱动的下夹持17,并配置装卸被加工封头21用的上、下料小车16,在立柱2上装设由电机带动的主传动系统3。
实施例之二它是加工直径∮为10米壁厚为50mm的封头用的大型封头旋压翻边机,它的左、右侧板13分别采用如图9所示的键槽定位49的焊接式的横的分板47制成。其余与实施例之一相同。
以上所述,仅为本发明的较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,所有熟悉本技术领域的技术人员在本发明公开的技术范围内,根据本发明的技术方案及其本发明的构思加以等同替换或改变均应涵盖在本发明的保护范围之内。