RU2257272C2

RU2257272C2 - Hydraulic circuit for providing linear movement of slider of roller holder of tube bending machine

Info

Publication number: RU2257272C2
Application number: RU2004104631/02A
Authority: RU
Inventors: Алессандро КАПОРУССО (IT); Алессандро КАПОРУССО
Original assignee: Смл Интернэшнл С.П.А.
Priority date: 2001-07-18
Filing date: 2001-07-18
Publication date: 2005-07-27
Also published as: RU2004104631A

Abstract

FIELD: machine engineering, namely tube bending equipment.

SUBSTANCE: hydraulic circuit includes hydraulic cylinder whose piston rod is joined with slider holding movable roller performing main motion in direction to predetermined position in each of several passes of working part subjected to bending and reverse motion in direction to initial position. Hydraulic cylinder includes high-pressure chamber and low-pressure chamber; both chambers are communicated with respective ducts for pressurized liquid fed from reservoir by means of pump; passages with three-position four-way valve and check valve. Throttling valve is arranged between said two valves; it is operated by means of electromagnet for creating elevated pressure in low-pressure chamber of hydraulic cylinder, for decelerating slider holding upper roller during its main motion and for achieving programmed interval relative to predetermined position for each working pass.

EFFECT: simplified design, enhanced accuracy of bending tubes.

6 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Данное изобретение касается гидравлической схемы для линейного приведения в действие подвижного ползунка роликового держателя трубогибочной машины. Трубогибочная машина может иметь любой вид, как симметричный, так и асимметричный. Для простоты и ясности ниже приведена ссылка на пирамидальную симметричную трубогибочную машину.The present invention relates to a hydraulic circuit for linearly actuating a movable slider of a roller holder of a pipe bending machine. The pipe bending machine can be of any kind, both symmetrical and asymmetric. For simplicity and clarity, below is a link to a pyramidal symmetric tube bending machine.

Предшествующий уровень техникиState of the art

Верхний ролик из трех роликов существующей пирамидальной симметричной трубогибочной машины в общем установлен на ползунке, который перемещается в вертикальном направлении с помощью гидравлического цилиндра. Гидравлическая схема, обеспечивающая линейное приведение в действие подвижного ползунка роликового держателя, содержит гидравлический цилиндр, шток которого соединен с ползунком роликового держателя. Гидравлический цилиндр имеет верхнюю камеру и нижнюю камеру, причем обе камеры сообщаются с соответствующими каналами для жидкости под давлением, которая подается из резервуара насосом. В обоих каналах действуют трехпозиционный четырехходовой клапан и контрольный клапан. Этими клапанами, так же как и насосом, управляет электронное управляющее устройство.The upper roller of the three rollers of the existing pyramidal symmetric tube bending machine is generally mounted on a slider that moves vertically with a hydraulic cylinder. The hydraulic circuit providing linear actuation of the movable slider of the roller holder comprises a hydraulic cylinder, the rod of which is connected to the slider of the roller holder. The hydraulic cylinder has an upper chamber and a lower chamber, both chambers communicating with corresponding channels for liquid under pressure, which is supplied from the reservoir by a pump. Both channels have a three-position four-way valve and a control valve. These valves, as well as the pump, are controlled by an electronic control device.

Ползунок роликового держателя перемещается вниз в основном перемещении к изгибающему положению и вверх в обратном перемещении к исходному положению.The slider of the roller holder moves down in the main movement to the bending position and up in the reverse movement to the original position.

Как известно, трубы или другие секционные балки сгибают между тремя роликами трубогибочной машины посредством операции, включающей в себя один проход или больше, в результате которых образуется требуемая деформация. Для получения этой деформации, особенно когда одна обрабатываемая деталь или больше должна быть согнута точно с одним и тем же радиусом изгиба, для каждой обрабатываемой детали нужно сохранять то же самое положение подвижного ролика относительно зафиксированных роликов, на которых выполняется операция изгибания.As you know, pipes or other sectional beams are bent between the three rollers of a tube bending machine through an operation that includes one or more passes, as a result of which the required deformation is formed. To obtain this deformation, especially when one workpiece or more must be bent with exactly the same bending radius, the same position of the movable roller relative to the fixed rollers on which the bending operation is performed must be maintained for each workpiece.

Клапаны в гидравлической схеме, управляемые электронным управляющим устройством, не гарантируют точного расположения штока гидравлического цилиндра в заданном вертикальном положении при различных проходах. Это происходит из-за ряда действующих сил, среди которых сила трения при движении вниз, сопротивление материала обрабатываемой детали, подлежащей сгибанию, активные силы поршня гидравлического цилиндра, отклоняющая сила уплотнения, сила упругости поршневого кольца, противодействующая дифференциальная термодинамическая сила, постоянная времени реакции на управляющее воздействие электромагнитного клапана, вязкость рабочей жидкости и ее неоднородность, обусловленная присутствием воздуха, имеющего коэффициент сжимаемости, отличающийся от коэффициента сжимаемости рабочей жидкости.The valves in the hydraulic circuit, controlled by an electronic control device, do not guarantee the exact location of the hydraulic cylinder rod in a given vertical position for various passes. This is due to a number of acting forces, including the friction force when moving down, the resistance of the material of the workpiece to be bent, the active forces of the piston of the hydraulic cylinder, the deflecting force of the seal, the elastic force of the piston ring, the opposing differential thermodynamic force, the reaction time constant to the control the effect of the electromagnetic valve, the viscosity of the working fluid and its heterogeneity due to the presence of air having a compressibility factor that distinguishes depending on the compressibility factor of the working fluid.

Для исправления погрешности реальной точки остановки подвижного ползунка роликового держателя ранее использовались механические ограничители, которые могли гарантировать без определяемой погрешности точное положение подвижного ролика, в котором должен выполняться соответствующий проход изгибания.To correct the error of the real stopping point of the movable slider of the roller holder, mechanical stoppers were previously used, which could guarantee, without a definable error, the exact position of the movable roller in which the corresponding bending passage should be performed.

Однако устанавливание точек останова с помощью механических ограничителей является трудной операцией, которая включает добавляемое усилие и пустую трату времени, в особенности когда должны быть выполнены деформации с большими радиусами кривизны.However, setting breakpoints using mechanical stops is a difficult operation, which involves added effort and a waste of time, especially when deformations with large radii of curvature must be performed.

Кроме того, ранее для решения этой проблемы использовались усложненные гидравлические схемы, снабженные пропорциональными клапанами, включающие увеличенные затраты.In addition, complicated hydraulic circuits equipped with proportional valves, including increased costs, were previously used to solve this problem.

Раскрытие сущности изобретенияDisclosure of the invention

Посредством настоящего изобретения стремятся преодолеть вышеупомянутые недостатки.Through the present invention seek to overcome the above disadvantages.

В частности, задачей настоящего изобретения является обеспечение работы трубогибочной машины, определяя с точностью положение сгибания труб, в то время как положение сгибания можно устанавливать без необходимости включения устройства механического ограничителя.In particular, the object of the present invention is to ensure the operation of a pipe bending machine, determining with precision the position of the bending of the pipes, while the position of the bending can be set without the need for a mechanical stop device.

Поэтому настоящее изобретение обеспечивает гидравлическую схему для линейного приведения в действие подвижного ползунка роликового держателя трубогибочной машины, содержащую гидравлический цилиндр, поршневой шток которого подсоединен к ползунку, удерживающему подвижный ролик, который движется в своем основном перемещении к заранее определенному положению для каждого прохода из одного или более проходов производственной операции обрабатываемой детали, подлежащей сгибанию, и в своем обратном перемещении к исходному положению, причем гидравлический цилиндр имеет камеру высокого давления и камеру низкого давления, при этом обе камеры сообщаются с соответствующими каналами для жидкости под давлением, подаваемой из резервуара насосом, каналы, в которых функционируют трехпозиционный четырехходовой клапан и контрольный клапан, дополнительно содержащую между упомянутыми клапанами дроссельный клапан, который приводится в действие электромагнитом, для образования повышенного давления в камере низкого давления гидравлического цилиндра с целью торможения ползунка, удерживающего верхний ролик, в его основном перемещении, когда достигается программируемый интервал от заранее определенного положения для каждого рабочего прохода.Therefore, the present invention provides a hydraulic circuit for linearly actuating a movable slider of a roller holder of a tube bending machine, comprising a hydraulic cylinder whose piston rod is connected to a slider holding a movable roller that moves in its main movement to a predetermined position for each passage from one or more passages of the manufacturing operation of the workpiece to be bent, and in its reverse movement to its original position, This hydraulic cylinder has a high-pressure chamber and a low-pressure chamber, both chambers communicating with the corresponding channels for liquid under pressure supplied from the reservoir by the pump, channels in which the three-position four-way valve and the control valve function, additionally containing a throttle valve between these valves, which is driven by an electromagnet to generate increased pressure in the low-pressure chamber of the hydraulic cylinder in order to brake the slider, erzhivayuschego upper roller in its primary displacement, when a programmable interval is reached from a predetermined position for each working pass.

Далее изобретение будет описано со ссылкой на предпочтительный вариант осуществления, хотя должно быть понятно, что можно осуществлять видоизменения изобретения, не отступая при этом от его сущности, и на фигуры прилагаемых чертежей, на которых:The invention will now be described with reference to a preferred embodiment, although it should be understood that it is possible to modify the invention without departing from its essence, and to the figures of the accompanying drawings, in which:

на фиг.1 изображен схематический вид сбоку частично открытой трубогибочной машины, в которой применяется гидравлическая схема согласно изобретению;figure 1 shows a schematic side view of a partially open pipe bending machine, which uses the hydraulic circuit according to the invention;

на фиг.2 изображена диаграмма гидравлической схемы в соответствии с изобретением; иfigure 2 shows a diagram of a hydraulic circuit in accordance with the invention; and

на фиг.3-6 изображены различные рабочие положения двух клапанов гидравлической схемы в соответствии с изобретением при ее работе в трубогибочной машине.3-6 depict various operating positions of two valves of a hydraulic circuit in accordance with the invention when it is operated in a pipe bending machine.

На фиг.1 показан общий внешний вид трубогибочной машины, в общем обозначенный ссылочной позицией 1. Трубогибочная машина 1 снабжена гидравлической схемой в соответствии с изобретением.Figure 1 shows the general appearance of the pipe bending machine, generally indicated by the reference numeral 1. The pipe bending machine 1 is provided with a hydraulic circuit in accordance with the invention.

Показанная посредством примера трубогибочная машина имеет симметричный пирамидальный вид. Она включает спереди (на фиг.1 справа) пару зафиксированных нижних роликов (показан только один ролик, обозначенный ссылочной позицией 2) и верхний ролик 3. Верхний ролик 3 установлен обычным образом на ползунке (не показан), который соединен с поршневым штоком 4, схематически представленным на фиг.2. Поршневой шток 4 является частью гидравлического цилиндра 5, имеющего верхнюю камеру 6 и нижнюю камеру 7.The pipe bending machine shown by way of example has a symmetrical pyramidal shape. It includes in front (in figure 1 to the right) a pair of fixed lower rollers (only one roller is shown, indicated by 2) and the upper roller 3. The upper roller 3 is mounted in the usual way on a slider (not shown), which is connected to the piston rod 4, schematically represented in figure 2. The piston rod 4 is part of a hydraulic cylinder 5 having an upper chamber 6 and a lower chamber 7.

Вследствие движения поршневого штока 4 ползунок, удерживающий верхний ролик 3, движется вниз во время основного перемещения из общего положения, обозначенного осью g, к заранее определенному положению оси l, как показано на фиг.1. Операция сгибания обрабатываемой детали (не показана) выполняется во время перемещения, включающего один проход или больше. При каждом проходе для каждой обрабатываемой детали выбирают заранее определенное положение оси l. Если, например, предполагается, что две одинаковые обрабатываемые детали, подлежащие сгибанию, обрабатываются посредством двух проходов и выбрано равное конечное положение сгибания труб, но отличающееся промежуточное положение для каждой подлежащей сгибанию обрабатываемой детали, могут быть получены две обрабатываемые детали с различными размерными характеристиками.Due to the movement of the piston rod 4, the slider holding the upper roller 3 moves downward during the main movement from the general position indicated by the g axis to the predetermined position of the l axis, as shown in FIG. The bending operation of the workpiece (not shown) is performed during the movement, including one passage or more. At each pass, a predetermined position of the l axis is selected for each workpiece. If, for example, it is assumed that two identical workpieces to be bent are machined by two passes and an equal end position for bending the pipes, but a different intermediate position for each workpiece to be bent, is selected, two workpieces with different dimensional characteristics can be obtained.

Следует отметить важность того, что положения сгибания достигаются с максимально возможной степенью точности.It should be noted that bending positions are achieved with the highest possible degree of accuracy.

Как конструктивно и схематически показано на фиг.1 и 2, соответственно верхняя камера 6 и нижняя камера 7 гидравлического цилиндра 5 сообщаются через их порты 8 и 9 с соответствующими каналами 10 и 11 для жидкости под давлением, и обеспечивается управляемый для закрывания контрольный клапан, который состоит из пары нереверсивных клапанов 12 и 13.As structurally and schematically shown in FIGS. 1 and 2, respectively, the upper chamber 6 and the lower chamber 7 of the hydraulic cylinder 5 communicate through their ports 8 and 9 with the corresponding channels 10 and 11 for liquid under pressure, and a control valve controlled for closing is provided, which consists of a pair of non-reversible valves 12 and 13.

Жидкость под давлением, в основном масло для гидравлических схем, подается из резервуара 14 через насосный агрегат 15 с электроприводом. Как лучше всего показано на фиг.2, в схеме насоса обеспечены по меньшей мере фильтр 16 и управляемый предохранительный клапан 17. Далее обычным образом трехпозиционный четырехходовой клапан 18 действует в обоих каналах 10 и 11. Клапаны, так же как насос, управляются электронным управляющим устройством (не показан).Liquid under pressure, mainly hydraulic circuit oil, is supplied from reservoir 14 through an electrically driven pump unit 15. As best shown in FIG. 2, at least a filter 16 and a controllable safety valve 17 are provided in the pump circuit. Further, in the usual manner, the three-position four-way valve 18 operates in both channels 10 and 11. The valves, like the pump, are controlled by an electronic control device (not shown).

В соответствии с изобретением в тех же каналах 10 и 11 к клапану 18 присоединен дроссельный клапан 19, который управляется электромагнитом.In accordance with the invention, in the same channels 10 and 11, a throttle valve 19 is connected to the valve 18, which is controlled by an electromagnet.

Дроссельный клапан 19 также приводится в действие электронным управляющим устройством (не показано), чтобы обеспечить обратное давление в нижней камере 7 гидравлического цилиндра 5. Действительно, при основном перемещении, то есть при перемещении подвижного ролика 3 вниз, когда он приближается к заранее определенному положению сгибания, которое определено осью l подвижного ролика, подходящим является торможение ползунка, удерживающего верхний ролик 3 таким образом, чтобы последний мог точно достигать положения сгибания. Это замедление, например, от положения оси h получают посредством использования, если требуется, дроссельного клапана 19 для постепенного замедления подвижного ролика, перемещающегося вниз, до полного замыкания клапана в требуемом конечном положении для прохождения сгибания, которое выполняется.The throttle valve 19 is also actuated by an electronic control device (not shown) to provide back pressure in the lower chamber 7 of the hydraulic cylinder 5. Indeed, during the main movement, that is, when the movable roller 3 is moved down when it approaches a predetermined bending position , which is determined by the axis l of the movable roller, it is suitable to brake the slider holding the upper roller 3 so that the latter can precisely reach the bending position. This deceleration, for example, from the position of the h axis is obtained by using, if required, a throttle valve 19 to gradually decelerate the movable roller moving downward until the valve is completely closed in the desired end position to undergo bending, which is performed.

Интервал h-l, внутри которого выполняется замедление, можно программировать в соответствии с требуемой точностью и так далее.The interval hl within which deceleration is performed can be programmed in accordance with the required accuracy and so on.

Это замедление получают посредством объединенного действия трехпозиционного четырехходового клапана 18 и дроссельного клапана 19, как показано на фиг.3-6.This deceleration is obtained by the combined action of the three-position four-way valve 18 and the throttle valve 19, as shown in Fig.3-6.

На этих фигурах линия потока жидкости высокого давления, поступающей из насосного агрегата 15, обозначена ссылочной позицией A, а линия потока жидкости низкого давления, возвращающейся из гидравлического цилиндра 5, приводящего в действие ползунок, удерживающий верхний ролик 3, обозначена ссылочной позицией B.In these figures, the flow line of the high pressure fluid coming from the pump unit 15 is indicated by A and the flow line of the low pressure fluid returning from the hydraulic cylinder 5 driving the slider holding the upper roller 3 is indicated by B.

На фиг.3 показаны трехпозиционный четырехходовой клапан 18 и дроссельный клапан 19 в расположении, в котором линия потока А высокого давления идет в камеру 6 высокого давления цилиндра, а линия потока В низкого давления указывает обратный поток, выходящий из камеры 7 низкого давления. Обозначенное ссылочной позицией 20 дросселирующее устройство дроссельного клапана 19 находится в нерабочем положении и остается в этом положении до тех пор, пока не достигнуто заранее определенное положение оси h подвижного ролика 3 (фиг.1). Из этого положения дросселирующее устройство 20 приводится в действие, как показано на фиг.4. Линия потока В отклоняется к перепускному каналу 21, где скорость потока понижается.Figure 3 shows a three-position four-way valve 18 and a throttle valve 19 in a location in which the high pressure flow line A flows into the cylinder high pressure chamber 6 and the low pressure flow line B indicates the return flow exiting the low pressure chamber 7. Indicated by reference numeral 20, the throttle device of the throttle valve 19 is inoperative and remains in this position until a predetermined position of the h -axis of the movable roller 3 is reached (FIG. 1). From this position, the throttling device 20 is actuated as shown in FIG. The flow line B deviates to the bypass channel 21, where the flow rate decreases.

Следовательно, имеется давление, повышающееся в камере 7 низкого давления цилиндра 5. В результате перемещение вниз подвижного ролика 3 замедляется до тех пор, пока не достигается положение оси l, в котором поток останавливается, и обе камеры 6 и 7 находятся под одним и тем же рабочим давлением. В это время выбраны все зазоры, включая воздушные пузырьки, которые являются решающим фактором погрешности из-за наличия сжимаемости, отличающейся от сжимаемости рабочей жидкости. Теперь трехпозиционный четырехходовой клапан 18 и дроссельный клапан 19 приведены в положение покоя, показанное на фиг.5.Therefore, there is pressure increasing in the low-pressure chamber 7 of the cylinder 5. As a result, the downward movement of the movable roller 3 is slowed down until it reaches the position of the axis l , in which the flow stops, and both chambers 6 and 7 are under the same working pressure. At this time, all gaps were selected, including air bubbles, which are a decisive factor in the error due to the presence of compressibility different from the compressibility of the working fluid. Now, the three-position four-way valve 18 and the throttle valve 19 are brought to the rest position shown in FIG.

Для возвращения подвижного ролика 3 в его прежнее положение оси g трехпозиционный четырехходовой клапан 18 и дроссельный клапан 19 приводят в расположение, показанное на фиг.6, в котором дросселирующее устройство 20 не работает. Теперь, что касается дроссельного клапана 19, повторено расположение фиг.3, в то время как трехпозиционный четырехходовой клапан 18 обеспечивает обратное течение. Посредством этой операции камера 7 цилиндра 5 становится камерой высокого давления, в то время как камера 6 становится камерой низкого давления.To return the movable roller 3 to its previous position of the g axis, the three-position four-way valve 18 and the throttle valve 19 are brought to the location shown in Fig.6, in which the throttling device 20 does not work. Now, with regard to the throttle valve 19, the arrangement of FIG. 3 is repeated, while the three-position four-way valve 18 provides a reverse flow. Through this operation, the chamber 7 of the cylinder 5 becomes a high pressure chamber, while the chamber 6 becomes a low pressure chamber.

Дроссельный клапан 18 может быть однонаправленным клапаном. В альтернативном варианте дроссельный клапан 18 может быть двунаправленным клапаном, чтобы гарантировать замедление и при основном, и при обратном перемещениях.The butterfly valve 18 may be a unidirectional valve. Alternatively, the throttle valve 18 may be a bi-directional valve to ensure deceleration in both main and reverse movements.

Настоящее изобретение было описано со ссылкой на его конкретный вариант осуществления, но должно быть понятно, что можно делать видоизменения, добавления и/или исключения, не отступая при этом от сущности изобретения, как определено в формуле изобретения.The present invention has been described with reference to its specific implementation, but it should be clear that you can make modifications, additions and / or exceptions, without departing from the essence of the invention, as defined in the claims.

Claims

A hydraulic circuit for linearly actuating a movable slider of a roller holder of a tube bending machine, comprising a hydraulic cylinder, the piston rod of which is connected to a slider holding the upper movable roller, which moves in its main movement to a predetermined position for each passage from one or more passes of the production operation the workpiece to be bent, and in its reverse movement to its original position, and the hydraulic cylinder has a chamber high pressure chamber and a low-pressure chamber, while both chambers are in communication with the corresponding channels for liquid under pressure supplied from the reservoir by the pump, channels with three-position four-way and control valves, characterized in that it further comprises a throttle valve actuated between the said valves an electromagnet, to generate increased pressure in the low-pressure chamber of the hydraulic cylinder, to slow down the slider holding the upper movable roller in its base explicitly moving and reaching a programmable interval from a predetermined position for each working pass.