CN85106156A - 摇臂式弯管机用带靠模导轨的随动垫铁 - Google Patents

Abstract

摇臂式弯管机用随动垫铁，包括一对靠模导轨，沿其纵向有一系列斜面。斜面相对于弯管机蹄铁工作表面的斜度相应于弯管机力臂长度变化呈反向变化，用以使管子上的弯曲作用力更加均匀。

Description

本发明所涉及为弯管机，特别是摇臂式弯管机。具体而言，涉及到这种弯管机用的一种新型随动垫铁装置，以使作用于被弯管件上的弯曲力更加均匀。

如图1所示，液压活塞的作用力F通过蹄铁1上的销轴A传递，使摇臂式弯管机工作。这一作用使得蹄铁绕着轴线B或该轴线附近某点转动。轴线B是蹄铁半径R的中心所在。管子C夹在蹄铁1和垫铁2之间进行弯曲，该垫铁随蹄铁的转动在滚轮3上滑动。装在蹄铁上的鞍铁4将管子紧紧夹住以进行弯曲作业。

很明显，当液压活塞6推动连接销7（形成销轴A者）沿连接杆9上的滑槽8向着滚轮3方向滑动时，介于A、B二轴或二点之间的力臂长L的大小会发生变化。A、B轴间这种几何关系的变化以及由此引起的随蹄铁转动力臂长度的变化，其结果使得施于管子C上的弯曲力也产生了很大的变化。在过去，这种弯曲力的变化造成了大口径管子弯曲时的不均匀。

本发明的目标是一种带有靠模装置的摇臂式弯管机，该装置能与弯曲蹄铁和随动垫铁共同作用，按照需要使弯曲力发生增大或减小的变化，以抵消力臂长度变化造成的影响，从而使作用于管子的弯曲力在弯管过程中更加均匀。

在本发明的典型的实施方案中，随动垫铁带有一对靠模导轨，导轨上是一系列的斜面，其相对于弯管机蹄铁工作面的倾角对于弯管机力臂长度的变化呈反向变化，这样，便可大々提高作用于管子上的弯曲力的均匀性。

由于所加弯曲力更加均匀的结果，对于刚性管，如EMT和IMC等管子，一个90度的弯可在一次冲压（即一个液压活塞的冲程）内完成，管径可达4英寸，而不需要二次冲压。而且，弯后的管子基本上不存在褶皱。

以下对附图作一简介：

图1是摇臂式弯管机的示意图，表示了它的一些几何特点。

图2是该弯管机较为详细的透视图。

图3是装有靠模导轨的随动垫铁侧视图。

图4是随动垫铁本身的俯视图。

图5是随动垫铁本身的端视图。

图6是二根相同的靠模导轨之中的一根的侧视图。

图7是随动垫铁的侧视图。

图8是随动垫铁的端视图。

图9是随动垫铁和蹄铁以及夹在二者之间的管子的端视图。

图10是一个放大的示意图，说明蹄铁和随动垫铁二者间的几何参数关系。

图11是旧式摇臂式弯管机工作中弯曲力对于随动垫铁运动的变化曲线。

图12是类似的变化曲线，是采用了本发明中带有靠模导轨的随动垫铁后的弯管机的情况。

图2所表示的这种摇臂式弯管机，用来弯曲建筑工程中常用来穿电线用的刚性管，如EMT和IMC钢管或是铝管。该弯管机包括弯曲蹄铁10，在轴A处与液压活塞12用销连在一起。轴A与蹄铁10的转动轴B之间的距离为力臂长度，销连接是通过对应着图1中销7的一个销钉（未画出）和一个人们熟知的轭式连接叉17来实现的。液压活塞由液压泵19驱动。位于蹄铁10相对二侧的连接叉20在一端由销钉22连接在液压缸缸体24上，另一端则连接于支撑滚轮24。连接叉20上开有数对孔28，用来插入销22，使得弯管机可以采用不同尺寸的蹄铁和随动垫铁的组合，也就是说，连接叉相对于液压缸缸体来说是可调的。蹄铁10上还带有一个称为鞍铁的零件29，沿欲弯管件的部分外周将其夹紧，并随蹄铁的转动将管子弯曲。

长条状的随动垫铁30带有一对靠模导轨或靠模条板32，以下边将要讲到的方式安装其上，当管子C被弯曲时，该导轨与滚轮26之间产生滑动配合。如所周知，在弯管过程中，垫铁30随蹄铁10的转动要在滚轮26上移动。在图2中，当蹄铁绕轴B顺时针方向转动时，随动垫铁30将要向左移动，移动的线距离基本上与蹄铁10的与半径R相对应的圆周位移相等。

如图9中更清楚地所示，蹄铁10和随动垫铁30分别带有相对的工作表面40与42，以及断面形状为半圆的槽48和50，二者相结合，一起形成或限定一个断面的形状基本为正圆的孔道，以在弯曲作业时放置管子C。蹄铁10上的槽40沿蹄铁的外周边周向伸展，形成了一个半径为R的圆拱的一部分。随动垫铁上的槽42则沿其纵轴伸展，由引入端52到尾端54。所谓引入端即首先碰到蹄铁10的那一端。蹄铁10的工作表面40带有沿周向延伸的肩58，用来与随动垫铁上沿纵轴向延伸的二个侧槽60相匹配，如图中所示，每一个槽60都由一个纵向的肩62及与之垂直的侧壁64构成，如图9中所示。

图3-图6中画出了随动垫铁30各零件的细节。垫铁包括一个长的铸铁座70，引入端为52，尾端为54，上边讲到的那个第一工作面42就在这二端之间沿纵向伸展。垫铁座70上还有第二工作面72，当垫铁相对于蹄铁处于工作位置时，该第二工作面朝向支撑滚。第二工作面72上，是纵向伸展的槽74，它由纵向肩76和与之垂直的侧壁78组成。二侧壁78间的凹陷80和横向筋板82用以减轻垫铁体的重量，同时又保持一定的强度。

每一肩部76在靠近引入端处有一螺孔84，在靠近尾端处有一螺孔85，侧壁78中部开有一个螺孔86，与随动垫铁的纵轴垂直，同时也与螺孔84和85垂直。在引入端和尾端分别沿横向配置了止动块88和90，以便在弯管作业时和放开已弯好的管子时能够限制随动垫铁的运动。

图3中画的非常清楚，从垫铁座70的引入端直到尾端，纵向肩76朝着第一工作表面42所在的平面，沿纵向有一微小角度X如2度的倾斜。侧壁78的顶部由引入端开始伸展，开始时基本与第一工作表面42平行，然后从连接点P开始到随动垫铁座70的尾端沿纵向朝着第一工作表面42倾斜下一小角度y，如4度。

图7和图8画出了二条靠模导轨或板条32，通过拧入螺孔84的螺栓102，拧入螺孔85的螺栓104，以及拧入螺孔86的螺栓106，将它们装在垫铁体70上的槽74内，二条靠模导轨彼此相同，均呈长条状，带有支持表面110，用来装在少许倾斜（2度）的肩76上，如图中所示。在长条的反面朝着滚轮26的一侧是样板表面或靠模表面112，图2中表示了垫铁30处于工作位置时的情况。

图6是与弯制45度蹄铁相匹配的靠模导轨32的侧视图，图中表示了支持面110由机加工做成平面，与靠模导轨本身120的基本平行的二侧壁116和基本平行的二端面118都保持垂直。重要的是，靠模表面112上有一系列的斜面R₁-R₆₀，在图6上由第1到第61个位置所确定，位置1到61又由坐标A和B所确定。这些坐标列在下边，其中A是从靠模导轨引入端122到第1至60每一位置（LOC）的轴向或纵向距离，而B则是每一位置相对于支持面110的高度。

LOC    A    B    LOC    A    B

1    3.380    1.645    24    11.810    1.644

2    3.746    1.649    25    12.176    1.640

3    4.113    1.653    26    12.543    1.636

4    4.479    1.656    27    12.910    1.632

5    4.846    1.659    28    13.276    1.627

6    5.212    1.661    29    13.643    1.622

7    5.579    1.663    30    14.009    1.617

8    5.945    1.665    31    14.375    1.612

9    6.312    1.666    32    14.742    1.607

10    6.678    1.667    33    15.108    1.602

11    7.045    1.668    34    15.475    1.597

12    7.411    1.669    35    15.841    1.592

13    7.778    1.668    36    16.208    1.586

14    8.145    1.667    37    16.574    1.580

15    8.511    1.666    38    16.941    1.574

16    8.878    1.665    39    17.308    1.568

17    9.244    1.663    40    17.674    1.561

18    9.611    1.661    41    18.041    1.554

19    9.977    1.659    42    18.407    1.547

20    10.344    1.656    43    18.774    1.540

21    10.710    1.653    44    19.140    1.532

22    11.077    1.650    45    19.507    1.524

23    11.443    1.647    46    19.873    1.515

LOC    A    B    LOC    A    B

47    20.240    1.506    55    23.172    1.412

48    20.606    1.497    56    23.538    1.398

49    20.973    1.486    57    23.905    1.382

50    21.339    1.475    58    24.271    1.366

51    21.706    1.464    59    24.638    1.348

52    22.073    1.452    60    25.004    1.330

53    22.439    1.440    61    25.371    1.312

54    22.805    1.426

参考图6和上述的A-B二座标，可以看出这一组斜面R₁-R₆₀在接近斜面R₁₂时与支持面110的相对高度是增加的。而在R₁₂以后直到靠模导轨的尾端，斜面R₁₃至R₆₀的高度是下降的。

位置1-61各点座标的具体数值随着弯管机力臂长度L的变化而变，目的是使弯曲力产生正负二种增量，以补偿力臂长度变化的影响，并由此使作用于管子C上的弯曲力线性化。确定座标A、B的具体数值时，要考虑到肩76的纵向倾斜或坡度，因为支持面110最终是坐在该肩上的。当纵肩76的坡度不同时，或当它与支持面平行时，这些座标值也是不同的。

计算上，座标A、B的数值用下述的方法确定。参考图1，图中给出了摇臂式弯管机中包括的各种几何关系，并表示了在冲程开始时弯管机力矩的力臂长L（介于连接销7和轴B间）。图中还给出了该力臂绕着轴B或该轴附近某点转过一角度θ后的力矩力臂长La，该长度对应于第二冲程开始时销7的位置。很明显，La等于COSθ×L。当然，半径R处由动力F产生的转矩由式T（转矩）＝（F×L）/R来描述，而在第二冲程位置处同样的力在蹄铁半径R处的转矩则由式Ta＝（F×La）/R给出。图10中对蹄铁10以及随动垫铁的工作表面40和42处的力作了向量分析，其结果得到了下述弯曲力的减力方程：

〔（F×L）/R-（F×La）/R〕/F＝tanα    （Ⅰa）和弯曲力的增力方程：

〔（F×L）/R-（F×La）/R〕/F＝tanα₁（Ⅰb）式中tanα和tanα₁与蹄铁10的工作表面40或随动垫铁30的工作表面42的某一切线有关。tanα₁被选作正参数，它造成靠模表面R₁-R₆₀的正向倾斜，而tanα则被选作负参数，它造成靠模表面R₁-R₆₀的反向倾斜。这些是考虑到力臂长度的变化而要改善弯曲力的线性所需要的。在弯管机弯曲力矩，液压活塞压力等工作常数选定之后，就可以由上述的方程确定随动垫铁上某点处靠模表面的倾斜角度及符号（+或-）。

至此，座标A、B便可由下述在工作表面40、42处，由图10可清楚看出的几何关系所决定：

B＝tanα×DN用以减少弯曲力    （Ⅱa）

B₁＝tanα₁×DN用以增大弯曲力 （Ⅱb）

例如，弯曲过程中，蹄铁10绕着轴线点B每转过1度，蹄铁外周和随动垫铁将移动一距离D＝2R×π/360。对于图1中力臂转过θ的情况，蹄铁外周和随动垫铁将移动一距离DN，它等于D乘以θ的度数。于是，DN便与座标A，即沿垫铁纵向距引入端的距离发生了联系，如果由上述方程Ⅰa和Ⅰb求得tanα与tanα₁，并选取了适宜的增量DN后，1-61各位置的座标A、B便可确定。这就是说，在Ⅰa，Ⅰb，Ⅱa，Ⅱb四个方程中，只要代入选好的θ、F、L及La的数值，便可以得出能够大大提高弯曲力均匀性的一系列座标A-B。

图11是原有的摇臂式弯管机的弯曲力与连接销（或液压活塞）运动间的关系曲线，该弯管机具有90度弯曲蹄铁，随动垫铁上装有导轨，但是没有本发明中那样的靠模曲面，而是使导轨和第二工作表面平行于随动垫铁的第一工作面，即朝向弯管机蹄铁的那个面，图中可清楚看出弯曲力有很大的变化。

图12是一张类似的曲线图，但这时摇臂式弯管机带有如上边所描述的所发明的靠模导轨32。非常明显，弯曲力的均匀性获得了很大提高。

由于作用于管子上的弯曲力的均匀性或线性有了提高，使得一个90°的弯可以在一次冲压（即液压活塞12的一个冲程）中完成。而在过去，为了避免由于弯曲力剧烈变化而使弯管机受力过大，同样的90°弯需要在二次冲压或二个冲程中来完成。

为了便于说明，液压活塞12在冲程开始时（即力臂为L时）的作用力被选作参量，由它来计算座标A、B，并进而确定斜面组R₁至R₆₀的斜度大小及符号。谙熟本行业技术的人可以看出，其它有关力臂长度的参数也可以用作这样的参数量。例如，用力臂长La可以确定一组完全不同的A、B座标，和一系列不同的靠模导轨32的斜面，来提高作用于管子上弯曲力的均匀性或线性。靠模表面的斜度大小及符号的变化应该与力臂长度在弯管动作过程中的变化相适应，才能显著改善弯曲力的线性。类似地，这些原则可以适用于任何半径（尺寸）的蹄铁和任一具体的管子尺寸，这一点是很明显的。尽管以上只对本发明某些特点和优选的实施方案作了详细描述，但熟悉此项技术的人会认识到在下边所附的权力要求范围内可以作出各种各样的实施方案和变形。例如，可以在随动垫铁上作出合适的靠模表面使弯曲力随力臂长度变化发生所需要的变化。以下所附的权力要求正是试图包括这些实施方法的种々变化。

Claims (5)

1、摇臂式弯管机，该弯管机带有一蹄铁，弯曲力通过蹄铁上的一个轴进行传递，该轴与蹄铁转动轴间的距离为力臂长度，该距离在弯曲作业过程中有变化；该弯管机还有一随动垫铁，可随蹄铁的转动与夹在蹄铁与垫铁间的管子一起运动；改进之处在于采用一靠模装置，与随动垫铁及蹄铁配合动作。使得作用于管子上的弯曲力随力臂长度改变而改变，从而提高弯曲过程中施于管子上的弯曲力的均匀性。

2、摇臂式弯管机，该弯管机带有一蹄铁，弯曲力通过蹄铁上的一个轴进行传递，该轴与蹄铁转动轴间的距离为力臂长度，其距离大小在弯曲作业过程中有变化;该弯管机还有一随动垫铁，可随蹄铁的转动与夹在蹄铁与垫铁之间的管子一起运动;所作的改进在于可与随动垫铁配合作用的靠模装置，其构形使得作用于管子上的弯曲力相对于力臂长度的改变成反方向变化，以提高弯管过程中作用于管子上的弯曲力的均匀性。

3、如权利要求2中所述的弯管机，其靠模装置包括在随动垫铁上有一系列倾斜面，其斜度的选择使得在弯管过程中作用于管子的弯曲力能够相对于力臂长度变化作相反的变化。

4、如权利要求3中所述之弯管机，其随动垫铁包括一个底座，和至少一条安装其上的靠模导轨，该靠模导轨带有一系列如上述的斜面，以在弯管过程中使管上的弯曲作用力相对于力臂长度变化作如上所述的相反方向的变化。

5、如权利要求3中所述之弯管机，其一系列的斜面中包括第一组斜面，从随动垫铁的引入端向尾端方向延伸，其高度逐渐上升，同时，还包括第二组斜面，接着第一组斜面向尾端伸展，其高度逐渐下降。

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