Устройство для измерения величины растяжения изделия при правке

(9 21 В 3/12. 2 /00 с конеч(56) 1. У 71072 В 21 Э тво С кое свидетельВ 21 В 1/00,1979.е свидетельстВ 21 Э 25/00,Анто , кл 5/00 торскл 2. Ав В 46092 (протот о СССР1968 строщ е ч а кор а для ены с ых соотве кр ш возм нию р лены носит о ей, конеч ным б ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР10 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И.ОТНРЫТИИ 21) 3687703/25-2722) 09.01.8346) 07,04,85. Бюл. 9 1372) Р,Н. Фридман53) .62 1.982.47 (088.8)(54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВЕЛИЧИНЫ РАСТЯЖЕНИЯ ИЗДЕЛИЯ ПРИ ПРАВКЕ, содержащее механизм отсчета величины растяжения и связанный с ни конечный выключатель, соединенный с электрической цепью подвижной растяжкой головки правильной машины, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности и качества йравки путем уменьшения погрешности при определении величины реформации и автоматического прекращения процесса правки при достижении деформацией задан"- ной величины независимо от длины и коробоватости иэделия, механизм отсчета выполнен в виде двух пар. ных зажимов, соединенных кинематической цепью, выполненной в виде жестко закрепленной .на одном из парных точечных зажимов штанги,а устройство снабжено установленным на другом парном точечном зажиме масштабным множительно-суммирующим механизмом, а также установленной с возможностью перемещения относительно обоих париых точечных зажимов дополнительной штангой с упором, взаимодеиствующим ным выключателем.2, Устройство. по п,1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что масштаб" ный множительно-суммирующий механиэм выполнен в виде входящих в зацепление одна с другой шестерен, жестко сняэанных с ними барабанов, на поверхности которых жестко закреплены концы пружинных лент, вторые концы которых жестко связаны со штангами, причем оси шестерен и барабанов закреплены неподвижно относительно парного точечного зажима, на котором смонтирован масштаб- .- ный множительно-суммирующий механизм.3. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что масштабный множительно-суммирующий механизм снабжен жестко связанными соосно с верхней и нижней шестернями двумя дополнительными шестернями и установленными в корпус с воэможностью перемещения вдоль направления растяжения тремя штангами с закрепленными на них зубчатыми рейками, при этом одна иэ реек входит в зацепление с верхней дополнительной шестерней, а две - с двумя нижними шестернями. тво по пп.1-3, о т л ис я тем, что гнезда установки в них штанг пазами, профиль кототвует поперечному сече- анги с рейками установжностью поворота на лько их продольных ый выключатель снабжен фером, а упор выполнен8 б ираж 7 одписно а и илиал ППП Патент , г. Ужгор Проектная,ВНИИПИ Государствен по делам изобрете13035, Москва, Ж,комитета СССР открытийкая наб д.11486 б 5 па 13. регулируемым в направлении растяжения.5. Устройство по пп. 3 и 4, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено фиксаторами реек в их рабочем положении, выполненными в виде оппозитно расположенных в корпусе двух качающихся относительноИзобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к устройствам, применяемым в правильно-растяжных машинах для измерения величины растяжения изделия и кон троля процесса правки.Известно устройство к правильно-растяжкой машине для измерения величины растяжения изделия при правке, содержащее механизм отсчета величины растяжения, связанный через рейку с подвижной головкой машины, а также схему управления и соединенные с ией реле давления и вычислительныи блок, к которому 15 подключен выход схемы управления,с входом которой соединены датчики перемещения подвижной и неподвижной головок машины относительно иэде- лия и датчик перемещения подвижной 20 головки. При этом механизм отсчета выполнен в виде датчика импульсов, например фотоэлектрического ти 25Недостаток этого устройствасостоит в том, что измерение величины растяжения производится не путем замера деформаций, а косвеннымпутем измерения величины перемещейия подвижной головки машины,Ход растяжной головки зависит,от длины изделия и для каждого конкретного изделия он должен рассчитываться. Кроме того,ход головки зависит от коробоватости З 5изделия, влияние величины которойна размер хода головки учесть чащевсего невозможно. На величину ходаголовки машины также оказывают влияние величинь 1 возможного проокальзы" 40вания иэделия в эажимных головках ма.шины. Поэтому работа устройства ососи, параллельной оси штанги рычагов, на одном из концов которых выполнен охватывающий рейку паз, а всредней части - треугольный паз,при э-.ом рычаги подпружинены междусобой и относительно корпуса 7-образной пружиной, смонтированноймежду рычагами. нована на сравнении длины изделиядо правки с длиной иэделия послеправки с учетом проскальзыванияв головках. Это приводит к значительному усложнению и удорожаниюустройства за счет введения в егоконтур конструкции специальных сложных электромеханических и электронных измерительных узлов и вычислительных блоков. Однако это не всегда гарантирует высокое качествоправки, так как не обеспечиваетучет влияния коробоватости изделияна ход головки,что приводит кпоявлению брака и к .снижению производительности,Известно также устройство к правильно-растяжной машине для измерения величины растяжения иэделия, содержащее механизм отсчета величины растяжения, выполненный в виде кулачка, связанный через рейку с подвижной головкой машины и взаимодействующий с ним конечный выключатель, связаннай с реле счета импульсов. В гидросхеме машин установлено реле давления, которое через электромагнитную муфту связано с механизмом отсчета величины растяжения 23.Недостаток известного устройства состоит в том, что величина перемещения подвижной головки от положения, в котором произведено зажатие иэделия, в конечное положение, соответствующее окончанию правки, должна рассчитываться в каждом конкретном случае и зависит от степени коробоватости изделия, его длины и материала. Это снижает производи" тедьность правки, не гарантирует высокого качества изделий, так как не55 3 1 исключает ошибок оператора в опреде- лении момента окончания правки, соответствующего определенной степени деформации изделия, необходимой для достижения качественной правки и приводит к разрыву изделия или образованию на нем шейки, к .недоправке его. Введение в конструкцию устройства реле давления, которое включает счетчик импульсов после достижения давления в гидросистеме растяжной машины, необходимого для растяжения изделия, не обеспечивает улучшения качества правки и исключения ошибок, так как.величина давления в гидросистеме машины зависит не только от усилия, необходимого для растяжения изделий, нои от величины сопротивления передвижению узлов машины, от внутренних сопротивлений самой гидросистймы, расположения реле давления в ,гидросистеме. Следовательно, для определения усилия, при котором начинается пластическое деформирование изделия, т.е. начинается собственно процесс правки, нужно определить давление, при кото ром срабатывает реле давления, что можно сделать только экспериментальным путем за, счет приведения в негодность в процессе наладки, по крайней мере, одного или .нескольких изделий.Кроме того, момент оконча-. ния упругой деформации,ври которой производится предварительная выборка кривизны (коробоватости) изделия и переход к пластической, трудно уловим, что приводит к недостоверности или ошибочному определению давления, срабатывает реле давления и включения начала работы механизма отсчета, что снижает качество и производительность. Цель изобретения - повышение производительности.и качества прав-. ки путем уменьшения погрешности при определении величины деформации,в процессе правки и автоматического прекращения процесса правки при до" стижении деформацией заданной величины независимо от длины и коробоватости изделия.Поставленная цель достигается тем, что механизм отсчета связан непосредственно с изделием и выпол.нен в виде двух парных точечных зажимов, соединенных кинематической 25 30 35 40 45 50 связью, включающей жестко закрепленную на одном из парных точечныхзажимов штангу, а устройство снабжено установленным на другом парномточечном зажиме масштабным множи"тельно-суммирующим механизмом,атакже установленной с возможностьюперемещения относительно обоих парных точечных зажимов дополнительнойштангой с упором, вэаимодействующим с конечным выключателем,Масштабный множительно-.суммирующий механизм выполнен в виде входящих в зацепление одна с другойЫ.ко шестерен, жестко связанных с нимибарабанов, на поверхности которжестко закреплены концы пружинньлент, вторые концы которых жестсвязаны со штангами, причем осишестерен и барабанов закреплены неподвижно относительно парного точечного зажима, на котором смонтирован масштабный множительно-суммирующий механизм. Масштабный множителько-суммирующий механизм снабжен жестко связанными соосно с верхней и нижней шестернями двумя дополнительными шестернями и устаковленньфи в корпус с возможностью перемещения вдоль направления растяжения тремя штанга" ми с закрепленными на них зубчатыми рейками, при этом одна из реек входит в зацепление с верхней дополнительной шестерней, а двес двумя нижними шестернями.Гнезда корпуса для установки в них штанг выполнены с пазами, профиль которых соответствует поперечному сечению реек, штанги с рейками установленьки с возможностью поворота на 90 относительно их продольных осей, конечный выключатель снабжен пружинным буфером, а упор выполнен регулируемым в направлении растяжения,Устройство снабжено фиксаторами реек в кх рабочем положении, выполненными в виде оппозитно расположенных в корпусе двух качающихся относительно оси, параллельной оси штанги рычагов, на одном.из концов которых выполнен охватывакиций рейку паз, а в средней части - треугольный паз, при этом рычаги подпружинены между собой и относительно корпуса Ч-образной. пружиной,смонтированной между рычагами.Кинематическая связь между элементами, на которых размещены упор и конечный выключатель, подобрана таким образом, что они имеют возможность перемещения в одном 5 направлении с отличными скоростями, при этом эталонная мера должна соответствовать выражению где Еэ - эталонная мера;1 - постоянная длина мерного участка, принятого за базу измерения;15К и К; - коэФФициенты увеличения масштаба измерениядля каждого из двухэлементов, несущихсоответственно упоры,20конечный выключатель;р - процент удлиненияматериала изделия, необходимый для правкиопределяемый экспериментальна для материала изделия и выраженный десятичной дробью.Это обеспечивает возможность выполнения изменений с большим мас.-штабам увеличения и снижения при ЗОэтом скоростей взаимодействия упораи конечного выключателя, что уменьшает опасность поломок из-эа ихсоударения.Соотношение элементов кинемати- З 5ческой связи между парными точечнымизажимами подбирается таким образом,чтобы осуществить взаимное относительное перемещение конечного выключателя и упора навстречу один 40другому, при котором алгебраическаясумма перемещений должна соответствовать отношениюЯ т-где- алгебраическая сумма которая перемещает элементы,несущих упор и конечныйвыключатель;Е - эталонная мера;ЬОд" - полезный ход чувствительного элемента конечноговыключателя;р - процент удлинения материала иэделия, необходимый55для правки, определяемыйэкспериментально для материала иэделия и выражен"ньй десятичной дробью,Это обеспечивает получениекоэффициента масштабности измерениядеформации изделия без сниженияточности выполнения измерений взависимости от хода чувствительного элемента конечного выключателя.На Фиг.1 показано гредлагаемоеустройство, продольный разрез поштангам; на фиг.2 - вариант выполнения устройства с зубчатыми рейкамии попутно движущимися штангами, продольный разрез по штангамф наФиг.З - вариант сборки устройствас зубчатыми рейками и встречнодвижущимися штангами, продольныйразрез по штангам; на фиг.4 - разрез А-А на Фиг,1; на фиг,5 - разрез Б-Б на фиг,2; на Фиг,б - разрез В-В на фиг.3; на фиг.7 вразрезГ-Г на Фиг.З; на Фиг.8 - разрезД-Д на Фиг.З; на Фиг.9 - вид Е нафиг.З,Устройство содержит два парныхточечных зажима 1 и 2, первый изкоторых жестко с помощью стопорныхвинтов 3 установлен на круглых штангах 4 и 5, а второй выполнен заоднос корпусом 6, в котором на осях 7и 8, расположенных в плоскости,пер-пендикулярной оси штанги 4, закреплена шестерня 9 с барабаном 10.и зацеплена с ней шестерня 11 с барабанами 12 и 13, На поверхностибарабана 10 жестко, например, с помощью винта закреплен конец пружин 1ной ленты 14, второй конец жесткосоединен со штангой 4,На поверхности барабана 13 жестко закреплены конец пружинной ленты 15, второй конец которой жестка соединен с круглой штангой 16, и конец ленты 17, вторым концом соединенной с круглой штангой 18. На поверхности барабана 13 жестко закреплен конец пружинной ленты 19,второй конец которой жестко соединен с штангой 20, Штанги 16, 18 и 20 подпружинены к корпусу 6 пружинами 21-23 и ограничены от поворота вокруг своих осей пластинами 24-26. Устройство снабжено конечным выключателем 27, который может устанавливаться в различных местах корпуса или на концах штанг 4, 16 и 18 или 20. Упор 28, монтированный на пластине 29, может устанавливаться с помощью винта 30 на концах штанг 4, 16, 18 и 20, Положение упора 2830 В исходном положении устройства парные точечные зажимы 1 и 2 устанавливают на расстоянии один от другого., равном , т.е. расстоянии, принятом за базу измерения,. например на расстоянии 1= 100 мм. Для этого отпускают винты 3, зажим 1 передвигают по штангам 4 и 5 и затем фиксируют этими же винтами,50 регулируется относительно конечного выключателя с помощью паза 31 пласти. ны 29, в котором размещен винт 30. Упор подпружинен к пластине 29 пружиной .32 и его положение регули руется гайкой 33.Во втором варианте исполнения устройства (фиг.2) на осях 7 и 8 посажены блоки шестерен, в которых шестерня 34 находится в зацеплении 10 с, рейкой 35, жестко соединенной с штангой 4, а сблокированная с шестерней 34 шестерня 36 находится в зацеплении с шестерней 37, с которой в. зацеплении находится рейка 15 38, жестко соединенная со штангой 16. Шестерня 39, находящаяся в блоке с шестерней 37, находится в зацеплении с рейкой 40, жестко соединенной со штангой 20, 2(В одном из вариантов сборки устройства (фиг.З) штанга 16 с рейкой 38 удалена, а с шестерней 37 в зацеплении находится рейка 41, жестко соединенная со штангой 18. В ва рианте сборки устройства (фиг.2) штанга 18 с рейкой.41 отсутствует, Для прохода реек при движении штанг в корпусе 6 предусмотрены пазы 42, расположенные под углом 90 О один относительно другого. В рабочем положении штанги 16, 18 и 20 с рейками 38, 40 и 4 1 удерживаются фиксаторами, выполненными в виде двуплечих рычагов, снабженных на одном конце клавишами 43, а на втором конце - пазами 44, охватывающими рейку 38 или 41, Фиксаторы установлены в окне 45 корпуса 6 и своими треугольными пазами 46 опираются на заостренные кромки окна 45Между рычагами вставлена 7-образная пружина 47, подпружинивающая их к кронштейну 48 корпуса 6..Штанга 4 является в устройстве задающей, штанги 16, 18 и 20 - ис 45 полйительными.Устройство работает следующим образом. Затем, зная ход с чувствительногоэлемента конечного выключателя 27и характеристику материала р -процент удлинения материала изделия, необходимый для правки, определяемый экспериментальным путем ивыраженный десятичной дробью, определяют по формуле 4 р, значениед"Г,эталонной меры Е , т,е. полногохода упора 28, необходимого длядостижения качественной правки.После этого по Формуле Е 1 д РКопределяют необходимый коэффициентувеличения масштаба измерения К ивыбирают ближайший из коэффициентов К, К, К , обеспечиваемых кинематической связью между парнымиточечными зажимами 1 и 2 или ихкомбинацию.Варианты устройства (фиг. 1-9)могут иметь девять комбинацийналадки.1. Если вычисленный коэффициент увеличения масштаба равен К,то конечный выключатель 27 устанавливают на правом торце корпуса6, а упор 28 - на исполнительнойштанге 18 и закрепляют винтом 30по пазу 3 1. В этом случае эталонная мера Е = 1 РК+1 Рг 1 р ( К 1),и наладку йройзводят по наладочной мере с.н = с. - о",2. Если вычисленный коэффициентувеличения масштаба больше К 1, токонечный выключатель 27 устанавливают на правом конце задающей штанги 4, а упор 28 - на правом концеисполнительной штанги 18, выставляяего соосно штанге 4, В этом случаеэталонная мера Е = р К+ 1 р ==у Р (К+1), и наладку производятпо наладочной мере 1=83-с.3. Если вычисленный коэффициентувеличения масштаба больше чем К+1,но меньше чем К то конечный выключатель 27 устанавливают на левомконце задающей штанги 4, а упорна левом конце исполнительнойштанги 16, В этом случае эталонная мера Г =,Р ,- Р = д Р(-1),и наладку производят по наладочноймере Ен- ь-о4. Если вычисленный коэффициент увеличения масштаба равен или близок к К 2, то конечньп выключатель 27 устанавливают на левом торце корпуса 6, а упор 28 - на левомдлины, коробоватости, толщины и ширины,Налаженное устройство устанавливают на изделие, предварительнозажатое в головках растяжной правильной машины, таким образом,чтобыоно располагалось ниже плоскости изделия, вводя боковой край изделияв парные точечные зажимы 1 и 2и фиксируя их, на изделия винтами, 10которыми снабжены эти зажимы,Фиксация парных точечных зажимов 1и 2 может производиться и другимиустройствами, например гидро- илипневмоцилиндрами, эксцентриковьми 15зажимами и т.д.После закрепления устройствана изделии к последнему прикладывают растягивающее усилие правкиРст и начиндют процесс правки.0В .процессе правки вследствиеудлинения изделия базовое расстояние 1 между парными точечнымизажимами 1 и 2 увеличивается . Таккак парный точечный зажим 2 жестко 25связан с корпусом 6 устройства, апарный точечный зажим 1 жесткозакреплен на штанге 4, происходит. относительное движение задающей штанги 4 относительно корпуса 6 и монти- зОрованных в нем на осях 7 и 8 шестерен и барабанов вправо. При этомштанга 4 тянет за собой ленту 14,которая, сматываясь с барабана 10,вращает его и образующую с ним35единый блок шестерню 9 по часовойстрелке. Вращение шестерни 9 передается шестерне 11, которая вращается против часовой стрелки вместес образующими с ней единый блок барабанами 12 и 13. Вследствие этого ленты 15, 17 и 19 наматываются на барабаны 12 и 13, сообщая исполнительной штанге 18 движение влево, а исполнительным штангам 16 и 20 - движение вправо с отличными скоростями. Таким образом штанги 4, 16 и 20 движутся попутно с отличными друг от друга скоростя-. ми, что дает возможность нри большой 5 О их скорости, в случае применения больших масштабов увеличения,получить малые относительные скорости движения упора и конечного выклю" чателя и снизить скорость их взаимодействия, предотвращая конечный выключатель 27 от поломок, которые могли бы быть при соударении с упором, если бы.он двигался с большой скоростью.Штанга же 18 по отношению к штангам 4, 16 и 20 движется встречно, что приемлемо при использовании малых масштабов увеличения.В процессе правки мерный участок (база) изделия , удлиняется вместе со всем изделием на величину ьГ= рд,а мерная база достигает конечной величины =+а,В процес-. се растяжения изделия вследствие ки- нематической связи между задающей штангой 4, исполнительными штангами 16, 18 и 20, корпусом 6 устройства происходит сближение упора 28 и ко" нечного выключателя 27, установленных соответствующим образом, до их соприкосновения, в результате чего упор 28 воздействует на чувст" вительный элемент конечного выключателя, отключающий механизм правки правильно-растяжной машины и прекращающий, таким образом, процесс правки.Пружина 32, имеющая усилие, соизмеримое с усилием, необходимым для переключения чувствительного элемента конечного выключателя 27, но превышающее его, предохраняет конечный выключатель от поломок.В процессе движения штанг 16, 8 и 20 происходит растяжение пружин 21-23, что обеспечивает как выбор зазоров в зубчатом зацеплении шестерен 9 и 11, так и возврат всех подвижных элементов устройства после снятияего с выправленного изделия,По второму варианту конструкции устройства, выполненному с использованием реек 36, 38, 40 и 41,жестко связанных со штангами 4, 16, 18 и 20, устройство работает аналогично описанному выше, причем применена только одна пружина 23, которая выбирает зазоры во всех зубчатых зацеплениях и возвращает все подвианые элементы устройства в исходное положение после снятия устройства с выправленного изделия, Кроме того, вариант конструкции с рейками обладает тем преимуществом, что обеспечивает возможность установки штанг 16, 18 и 20 с рейками 38, 40 и 41, так, чтобы отрегулировать их вылет из корпуса 6, расположение один относительно другого в продольном направлении, а также относитель 14114866513но конечного выключателя из условий удобства наладки, сокращения ее про должительности и повышения точности. Таким образом, переналадка может производиться как путем перестановки штанг из одного гнезда в другое,так и путем их перестановки в продоль.ном направлении, а также путем удаления одной или двух штанг, если они мешают наладке остальных.В этом случае нажимом на клавишу 43 поворачивают рычаг фиксатора и, выводя паз 44, освобождают соответствующую рейку 38 или 41, после чего поворачивают штангу 16 или 18 вокруг своей оси на 90 выводя таким образом рейки 38 и 41 из зацеп ления с шестернями 34 и 37, после чего штанги с рейками либо полностью вынимают, либо передвигают в осевом направлении в нужное положение и затем, поворачивая на 90 рв противопо:ложную сторону, фиксируют рычагами- фиксаторами, вводя во взаимодействие их пазы с рейками. В остальном наладка и работа устройства с рейками аналогична работе и наладке устройства с гибкими лентами,Предлагаемое устройство обеспечивает по сравнению с известным повышение качества и производительность правки путем уменьшения 5 погрешности при определении величиныдеформации в процессе правки и автоматического прекращения процессаправки при достижении деформациейзаданной величины независимо от дли ны и коробоватости изделия в зависимости только от свойств металлаизделия, так как измерение растяжения изделия производится на мерномучастке изделия, а не по ходу рас тяжкой головки машины,Предлагаемое устройство, крометого, позволяет использовать однуи ту же наладку для правки партиипроката одной марки независимо от 2 О длины конкретных изделий в партиии от их коробоватости. Оно обеспечивает возможность значительноупростить конструкции правильнорастяжных машин и снизить их стои мость путем исключения примененияв них сложных электромеханическихи электронных узлов, блоков и вычислительных устройств, необходимыхпри измерения растяжения изделия ЗО по ходу растяжных головок.