RU2246368C2

RU2246368C2 - Mill for making panel members of flat heat exchangers by local shaping

Info

Publication number: RU2246368C2
Application number: RU2003110223/02A
Authority: RU
Inventors: И.Е. Семенов (RU); И.Е. Семенов; О.Р. Чеканова (RU); О.Р. Чеканова; А.Г. Сербин (RU); А.Г. Сербин
Original assignee: Семенов Иван Евгеньевич; Чеканова Ольга Ростиславовна; Сербин Антон Григорьевич
Priority date: 2003-04-10
Filing date: 2003-04-10
Publication date: 2005-02-20

Abstract

FIELD: plastic working of metals, possibly local shaping of ducts in flat heat exchangers.

SUBSTANCE: mill includes housing; table; horizontal motion drive of table; die with relief surface secured to table; cross piece mounted in housing on axle with possibility of rotation; shaft mounted in central part of cross piece and having elastic envelope for preliminary deforming of sheet blank. Said shaft is provided with drive for moving it in vertical direction. Mill also includes two rigid shafts with profiled surface and with screw-down mechanism. The last has guiding strips secured to table. Said rigid shafts are mounted on end portions of cross piece. Pressure rollers are arranged on end portions of rigid shafts with possibility of engaging with guiding strips. Rollers of left shaft are mounted with possibility of engaging with guiding strips when table moves to the right and vice versa.

EFFECT: improved efficiency due to using return stroke as working one, lowered metal consumption of mill, reduced energy consumption for making products.

3 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к обработке давлением листового металлического материала и может быть использовано при разработке оборудования, осуществляющего локальную формовку каналов в элементах плоских теплообменников.The invention relates to pressure treatment of sheet metal material and can be used in the development of equipment for the local forming of channels in the elements of flat heat exchangers.

Перспективным направлением нанесения рельефа на большие поверхности (несколько квадратных метров) листовых заготовок является формовка деформирующим валом с эластичной оболочкой.A promising direction for applying relief on large surfaces (several square meters) of sheet blanks is molding with a deforming shaft with an elastic shell.

Известен стан локальной формовки для изготовления изделий с выпукло-вогнутой рельефной поверхностью из листового металла, выбранный в качестве аналога, который содержит станину с приводом горизонтального перемещения стола, стол, на котором закреплена матрица с заданной рельефной поверхностью, и траверсу со штоком, на котором установлен деформирующий вал с эластичной оболочкой. Заданный рельеф на поверхности листовой заготовки формируется при ее пропускании между матрицей и вращающимся валом с эластичной оболочкой (патент Российской Федерации №1699345, кл. В 21 D 22/10, 1991 г.).A known local molding mill for the manufacture of products with a convex-concave embossed surface of sheet metal, selected as an analogue, which contains a bed with a drive for moving the table horizontally, a table on which a matrix with a given relief surface is fixed, and a yoke with a rod on which it is mounted deforming shaft with an elastic shell. A given relief on the surface of the sheet blank is formed when it is passed between the matrix and the rotating shaft with an elastic sheath (patent of the Russian Federation No. 1699345, class B 21 D 22/10, 1991).

К недостаткам устройства следует отнести ограниченные возможности при формовке рельефа на листовой заготовке по глубине, в том числе при формовке продольных каналов в элементах панелей плоских теплообменников, так как при использовании рабочего инструмента с эластичной оболочкой максимальные нормальные напряжения на контактной поверхности эластичной оболочки с заготовкой, как правило, не превышают 10 МПа.The disadvantages of the device include limited capabilities when forming the relief on the sheet blank in depth, including when forming longitudinal channels in the elements of the panels of flat heat exchangers, since when using a working tool with an elastic sheath, the maximum normal stresses on the contact surface of the elastic sheath with the workpiece are usually do not exceed 10 MPa.

Для устранения этого недостатка была предложена конструкция стана локальной формовки с дополнительным жестким профилированным валом, который служит для доформовки каналов в листовой заготовке до требуемой глубины.To eliminate this drawback, a design was proposed for a local forming mill with an additional rigid profiled shaft, which is used to form channels in the sheet blank to the required depth.

Это устройство выбрано в качестве прототипа, так как является наиболее близким к изобретению.This device is selected as a prototype, as it is closest to the invention.

Заданный рельеф на поверхности листовой заготовки формируется при ее последовательном пропускании между матрицей и вращающимся валом с эластичной оболочкой и жестким валом с рельефной поверхностью (патент Российской Федерации №2074781, кл. В 21 D 22/10 5/14, 1994 г.).A given relief on the surface of the sheet blank is formed when it is sequentially passed between the matrix and the rotating shaft with an elastic shell and a rigid shaft with a relief surface (patent of the Russian Federation No. 2074781, class. 21 D 22/10 5/14, 1994).

Недостаток известного устройства заключается в потере производительности, а также в дополнительных энергозатратах из-за того, что стан совершает холостой ход из крайнего правого в крайнее левое положение.A disadvantage of the known device is the loss of productivity, as well as additional energy costs due to the fact that the mill idles from the far right to the leftmost position.

Задачей изобретения является повышение производительности стана и уменьшение энергозатрат на изготовление единицы продукции.The objective of the invention is to increase the productivity of the mill and reduce energy consumption for the manufacture of a unit of production.

Техническим результатом изобретения является повышение производительности стана и снижение энергозатрат на выпуск единицы продукции.The technical result of the invention is to increase the productivity of the mill and reduce energy costs per unit of output.

Технический результат достигается тем, что изобретенный стан локальной формовки для изготовления элементов панелей плоских теплообменников, содержащий станину, привод горизонтального перемещения стола, стол с закрепленной на нем матрицей с заданной рельефной поверхностью, траверсу, закрепленную на станине посредством оси с возможностью поворота, вал с эластичной оболочкой для предварительного деформирования листовой заготовки, привод вертикального перемещения вала с эластичной оболочкой, установленный в центре траверсы, жесткий вал с профилированной поверхностью, смонтированный на траверсе, с установленными на нем нажимными роликами, нажимной механизм с направляющими планками, закрепленными на столе, снабжен вторым жестким профилированным валом, оба вала смонтированы по краям траверсы на расстоянии L=D/2+d/2+(20...200 мм) от центра траверсы, каждый из валов выполнен с нажимными роликами по их краям, нажимные ролики выполнены с возможностью установки в положение контакта с направляющими планками, при этом ролики левого вала установлены с возможностью взаимодействия с направляющими планками при движении стола вправо и наоборот. Нажимные ролики жестких валов могут быть выполнены подвижными и имеют привод горизонтального перемещения, а направляющие планки выполнены неподвижными.The technical result is achieved by the fact that the invented local molding mill for the manufacture of panel heat exchanger panel elements, comprising a bed, a table horizontal drive, a table with a matrix fixed to it with a given embossed surface, a crosshead fixed to the bed with an axis with the possibility of rotation, a shaft with elastic a sheath for preliminary deformation of the sheet blank, a vertical shaft drive with an elastic sheath installed in the center of the beam, rigid in l with a profiled surface mounted on the traverse, with pressure rollers mounted on it, the pressure mechanism with guide rails mounted on the table is equipped with a second rigid profiled shaft, both shafts are mounted along the edges of the beam at a distance L = D / 2 + d / 2 + (20 ... 200 mm) from the center of the crosshead, each of the shafts is made with pressure rollers along their edges, pressure rollers are made with the possibility of setting in contact with the guide rails, while the rollers of the left shaft are mounted to interact with ravlyaetsya bars at the table movement to the right and vice versa. The pressure rollers of the rigid shafts can be made movable and have a horizontal displacement drive, and the guide bars are fixed.

Направляющие планки могут быть выполнены подвижными с приводом горизонтального перемещения, а ролики могут быть выполнены неподвижными.Guide rails can be made movable with a horizontal displacement drive, and the rollers can be made stationary.

Схема предложенной конструкции стана для случая, когда ролики выполнены подвижными, а планки неподвижными, представлена на фиг.1-3.A diagram of the proposed design of the mill for the case when the rollers are movable and the slats are stationary, is shown in figures 1-3.

Стан содержит станину 1, привод горизонтального перемещения с редуктором 2, двигателем 3 и винтовой парой в виде вала-винта 4 и гайки 5, жестко связанной со столом 6, который имеет возможность двигаться по станине 1 с помощью роликов 7, расположенных снизу стола 6.The mill contains a bed 1, a horizontal displacement drive with a gearbox 2, an engine 3 and a screw pair in the form of a shaft-screw 4 and a nut 5, rigidly connected to the table 6, which has the ability to move along the bed 1 using rollers 7 located below the table 6.

На столе 6 закреплена матрица 8. Траверса 9 с приводом вертикального перемещения 10 вала 11 с эластичной оболочкой 12, расположенного в ее центре, закреплена на станине 1 посредством оси 13 с возможностью поворота. Нажимной механизм двух жестких профилированных валов 14 содержит направляющие планки 15, закрепленные на столе 6 вдоль продольных боковых поверхностей матрицы 8, установленные по краям каждого жесткого вала 14, пару нажимных роликов 16. Каждый нажимной ролик 16 имеет привод горизонтального перемещения 17, закрепленный на траверсе 9. Жесткие профилированные валы 14 имеют регулировочные механизмы изменения глубины каналов 18 в виде винтовых пар.A matrix 8 is fixed on the table 6. A cross-beam 9 with a vertical displacement drive 10 of the shaft 11 with an elastic shell 12 located in its center is mounted on the frame 1 by means of an axis 13 with the possibility of rotation. The pressure mechanism of the two rigid profiled shafts 14 contains guide strips 15 mounted on the table 6 along the longitudinal side surfaces of the matrix 8, mounted on the edges of each hard shaft 14, a pair of pressure rollers 16. Each pressure roller 16 has a horizontal displacement drive 17 mounted on the crosshead 9 Rigid profiled shafts 14 have adjusting mechanisms for changing the depth of the channels 18 in the form of screw pairs.

Заготовка 19 фиксируется на матрице 8 поперек стола с помощью поперечных прижимов 20 и вдоль стола продольными прижимньми планками 21, которые фиксируются парой демпфирующих прижимных роликов 22, установленных по краям каждого жесткого профилированного вала 14.The workpiece 19 is fixed on the matrix 8 across the table with transverse clamps 20 and along the table with longitudinal clamping bars 21, which are fixed by a pair of damping clamping rollers 22 mounted on the edges of each rigid shaped shaft 14.

Стан работает следующим образом: в исходном положении стол 6 находится в крайнем (левом или правом) положении. Листовую заготовку 19 укладывают на матрицу 8, фиксируют ее при помощи поперечных прижимов 20 и продольных прижимных планок 21. Затем включают двигатель 3, который через редуктор 2 приводит в движение вал-винт 4, и стол 6, жестко связанный с гайкой 5, начинает горизонтальное перемещение по роликам 7 из крайнего левого положения направо. Матрица 8 с заготовкой 19 проходит вместе со столом 6 между валом 11с эластичной оболочкой 12, который имеет привод вертикального перемещения 10, при этом осуществляется предварительное деформирование заготовки. Нажимные ролики 16 левого жесткого вала 14 устанавливаются их приводами горизонтального перемещения 17 над направляющими планками 15, а затем накатываются на выступы направляющих планок 15, при этом траверса 9 поворачивается вокруг оси 13, и правый жесткий вал 14 с рельефной боковой поверхностью опускается в предварительно отформованные валом 11 с эластичной оболочкой 12 углубления рельефа и осуществляет окончательное деформирование, обеспечивая необходимую глубину рельефа в заготовке 19, регулируемую нажимным механизмом 18. По ходу движения стола 6 продольные прижимные планки 21 фиксируют листовую заготовку 19 при помощи катящихся по ним демпфирующих прижимных роликов 22, установленных на жестком валу 14 с рельефной поверхностью, прижимая края заготовки 19 к матрице 8. В конце рабочего хода нажимные ролики 16 левого жесткого вала 14 с рельефной поверхностью скатываются с выступов направляющих планок 15, траверса 9 поворачивается на оси 13, и жесткий вал 14 с рельефной боковой поверхностью поднимается из углублений рельефа полученного изделия, стол 6 останавливается в крайнем правом положении. Полученное изделие удаляется из матрицы. Далее цикл обработки последующей заготовки повторяется при перемещении стола из крайнего правого положения в крайнее левое положение. При этом нажимные ролики 16 правого жесткого вала 14 устанавливаются их приводами горизонтального перемещения 17 над направляющими планками 15, а затем накатываются на выступы направляющих планок 15. Траверса 9 поворачивается вокруг оси 13, левый жесткий вал 14 с рельефной боковой поверхностью опускается в предварительно отформованные валом 11 с эластичной оболочкой 12 углубления рельефа и осуществляет окончательное деформирование, обеспечивая необходимую глубину рельефа в заготовке 19.The mill works as follows: in the initial position, table 6 is in the extreme (left or right) position. The sheet blank 19 is laid on the matrix 8, fixed with transverse clamps 20 and longitudinal clamping bars 21. Then, the engine 3 is turned on, which drives the shaft-screw 4 through the gearbox 2, and the table 6, rigidly connected to the nut 5, starts horizontal moving on the rollers 7 from the extreme left position to the right. The matrix 8 with the workpiece 19 passes along with the table 6 between the shaft 11c with an elastic sheath 12, which has a vertical displacement drive 10, and the workpiece is pre-deformed. The pressure rollers 16 of the left hard shaft 14 are installed by their horizontal displacement drives 17 above the guide strips 15, and then rolled onto the protrusions of the guide strips 15, while the yoke 9 rotates around the axis 13, and the right hard shaft 14 with a relief side surface is lowered into the preformed shaft 11 with an elastic shell 12 deepening the relief and performs the final deformation, providing the necessary depth of the relief in the workpiece 19, adjustable by the pressure mechanism 18. In the direction of travel La 6 longitudinal clamping bars 21 fix the sheet stock 19 with the help of rolling damping clamping rollers 22 mounted on a rigid shaft 14 with a relief surface, pressing the edges of the workpiece 19 to the matrix 8. At the end of the stroke, the pressure rollers 16 of the left hard shaft 14 with relief the surface rolls down from the protrusions of the guide strips 15, the crosshead 9 rotates on the axis 13, and a rigid shaft 14 with a raised lateral surface rises from the recesses of the relief of the obtained product, table 6 stops in the far right position NII. The resulting product is removed from the matrix. Next, the processing cycle of the subsequent workpiece is repeated when the table is moved from the extreme right position to the leftmost position. In this case, the pressure rollers 16 of the right hard shaft 14 are installed by their horizontal displacement drives 17 above the guide strips 15, and then rolled onto the protrusions of the guide strips 15. The traverse 9 is rotated around the axis 13, the left hard shaft 14 with a relief side surface is lowered into the preformed shaft 11 with an elastic shell 12 deepening the relief and performs the final deformation, providing the necessary depth of relief in the workpiece 19.

Схема предложенной конструкции стана для случая, когда ролики выполнены неподвижными, а планки подвижными, представлена на фиг.4-6.A diagram of the proposed design of the mill for the case when the rollers are stationary and the slats are movable are shown in FIGS. 4-6.

В отличие от предложенной первой схемы стана конструкции механизм вертикального перемещения двух жестких профилированных валов 14 содержит подвижные направляющие планки 15, расположенные на столе 6 вдоль продольных боковых поверхностей матрицы 8, каждая направляющая планка 15 имеет привод горизонтального перемещения 17, установленный под столом 6 по краям, и может перемещаться в пазах на столе 6 в поперечном направлении. Нажимной механизм жестких профилированных валов 14 содержит также установленные по краям каждого жесткого вала 14 пару нажимных роликов 16 на разных расстояниях от середины оси каждого жесткого вала 14.In contrast to the proposed first scheme of the construction mill, the mechanism for the vertical movement of two rigid profiled shafts 14 contains movable guide rails 15 located on the table 6 along the longitudinal side surfaces of the matrix 8, each guide bar 15 has a horizontal displacement drive 17 mounted under the table 6 along the edges, and can move in the grooves on the table 6 in the transverse direction. The pressure mechanism of the rigid profiled shafts 14 also includes a pair of pressure rollers 16 installed at the edges of each hard shaft 14 at different distances from the middle axis of each hard shaft 14.

Отличие в работе стана, выполненного для второго случая, от предложенной выше заключается в следующем: при рабочем ходе стана из крайнего левого положения направо подвижные направляющие планки 15 устанавливаются приводом горизонтального перемещения 17 под нажимные ролики 16 левого жесткого вала 14 с рельефной поверхностью. Затем нажимные ролики 16 левого жесткого вала 14 накатываются на выступы подвижных направляющих планок 15. При этом траверса 9 поворачивается вокруг оси 13, и правый жесткий вал 14 с рельефной боковой поверхностью опускается в предварительно отформованные валом 11 с эластичной оболочкой 12 углубления рельефа и осуществляет окончательное деформирование. При перемещении стола из крайнего правого положения в крайнее левое положение подвижные направляющие планки 15 устанавливаются приводом горизонтального перемещения 17 под нажимные ролики 16 правого жесткого вала 14 с рельефной поверхностью. Нажимные ролики 16 правого жесткого вала 14 накатываются на выступы подвижных направляющих планок 15. Траверса 9 поворачивается вокруг оси 13, левый жесткий вал 14 с рельефной боковой поверхностью опускается в предварительно отформованные валом 11 с эластичной оболочкой 12 углубления рельефа и осуществляет окончательное деформирование, обеспечивая необходимую глубину рельефа в заготовке 19.The difference in the operation of the mill, made for the second case, from the one proposed above is as follows: when the mill moves from the extreme left position to the right, the movable guide rails 15 are installed by the horizontal displacement drive 17 under the pressure rollers 16 of the left hard shaft 14 with a relief surface. Then, the pressure rollers 16 of the left hard shaft 14 are rolled onto the protrusions of the movable guide rails 15. In this case, the traverse 9 rotates around the axis 13, and the right hard shaft 14 with a relief side surface is lowered into the recesses of the relief formed by the shaft 11 with the elastic shell 12 and finally deforms . When moving the table from the extreme right position to the extreme left position, the movable guide rails 15 are installed by the horizontal displacement drive 17 under the pressure rollers 16 of the right hard shaft 14 with a relief surface. The pressure rollers 16 of the right hard shaft 14 are rolled onto the protrusions of the movable guide rails 15. The traverse 9 is rotated around the axis 13, the left hard shaft 14 with the embossed side surface is lowered into the recesses of the relief formed by the shaft 11 with the elastic shell 12 and finally deforms, providing the necessary depth relief in the workpiece 19.

Предложенная конструкция стана, в которой возможно использование возвратного хода в качестве рабочего, обеспечивает достижение необходимого технического результата, а именно: повышает производительность стана и снижает энергозатраты на выпуск единицы продукции.The proposed design of the mill, in which it is possible to use the return stroke as a worker, ensures the achievement of the necessary technical result, namely: it increases the productivity of the mill and reduces energy consumption for the production of a unit of production.

Claims

1. The local molding machine for the manufacture of panel heat exchanger panel elements, comprising a bed, a table with a matrix fixed to it with a given embossed surface, a horizontal table movement drive, a beam, an axis that can be rotated, mounted on the bed with an axis for rotation, a shaft with an elastic shell mounted in the center of the beam for pre-deformation of the sheet stock with a drive for its vertical movement, a rigid shaft mounted on the traverse with a profiled surface mounted on it with pressure rollers, a pressure mechanism with guide rails fixed on the table, characterized in that it is equipped with a second rigid profiled shaft, both of the mentioned rigid shafts are mounted along the edges of the beam at a distance L = D / 2 + d / 2 + (20 .. .200 mm) from the center of the traverse, the pressure rollers are placed at the edges of the said rigid shafts, and are arranged to be in contact with the guide rails, while the said rollers of the left shaft are mounted to interact with the guide rails when moving with tola to the right and vice versa where

D is the diameter of the shaft with an elastic sheath;

d is the diameter of the hard shaft.

2. The mill according to claim 1, characterized in that the pressure rollers are movable and have a horizontal movement drive, and the guide bars are made stationary.

3. The mill according to claim 1, characterized in that the guide strips are movable, and have a horizontal movement drive, and the pressure rollers are made stationary.