Установка для формования полых оболочек (ее варианты)

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК ЗШ В 212 15 10 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Московский ордена Ленина и ордена Октябрьской Революции авиационный институт им,Серго Орджоникидзеи Волжское Объединение по производству легковых антомобилей(56) 1. Патент СНА 9 .3654785,Кл. 7-28, 1972,2, Авторское свидетельство СССРМ 867466, кл, В 21 П 15/00, 1.977(54) УСТАНОВКАДЛЯ ФОРМОВАНИЯ ПОЛЫХОБОЛОЧЕК (ЕЕ ВАРИАНТЫ),(57) 1. Установка для, формонания полых оболочек из трубчатых заготовок,содержащая узлы герметизации трубчатой эаготонки, узел удаления воздуха иэ ее полости, имеющей клапан,узел осевого сжатия и узел создания давления в полости заготовки,выполненный в виде пневмогидравлического источника давления, связанного с одной из него гидрополостейразделителя сред Формующая жидкостьмасло, регулятора давления и обратного гидроклапана, а также системуподпитки маслодел, содержащую компенсационную емкость и систему подпитки рабочей жидкостью, имеющую насос низкого давления переливнойгидравлический клапай и гидравлический Обратный клапан связанные со/сливным резервуаром о т л и ч а ю 1щ а я с я тем, что, с целью повыщения КПД за счет экономии массыэнергоносителя за рабочий циклузел осевого сжатия трубчатой заготовки ныпоЛнЕН Н ВИДЕ ПЕРВОГО КОПИРа,взаимодействующего с подвижным эле;во .1 жц 12. д ментом регулятора давления, первой электромагнитной муфты, установленной на щтоке пневмогидравлического источника давления и жестко связанной с копиром и одним иэ узлов герметизации, узел создания данпения н полости заготовки выполнен в виде второго копира, взаимодействующего с подвижным элементом регулятора давления, и связанной с копиром второй электромагнитной муфты, установленной аналогично первой, пневмогидравлический источник давления выполнен в виде пневмогидравлического цилиндра, гидрополости которого размещены внутри щтока, установленного н пненмополости, при этом регулятор щС давления и обратный гидроклапан подключены к гидрополости пненмогидравлического цилиндра параллельно и связаны с компенсационной емкостью, а разделитель сред подключен ,со стороны входа регулятора давле- Я ния параллельно ему и выполнен в ниде мультипликатора, подключаемого полостью высокого давления к.полости заготовки и связанного с выходом гидравлического обратного клапана2, Установка по п.1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что узел удаления воздуха иэ полости заготовки внполнен в виде связанного с входом клапана дросселя, выход которого подключен к сливной магистрали, при этом . порщень клапана установлен с зазором относительно седла. 3. Установка для формования полых оболочек из трубчатых заготовок, содержащая узлы герметизации трубчатой заготовки, узел удаления воздуха из ее полости, узел осевого сжатия и узел создания давления в полости заготовки, выполненный в ви.де пневмогидравлического источника давления двухпоэиционного пневмораспределителя, связанного с пнев1101312 10 15 20 30 мополостями источника давления, двухразделителей сред формующая жидкостьмасло, связанных с гидрополостямиисточника давления, регулятора давления, двух отсечных гидроклапанови первого-четвертого обратных гидроклапанов, а также систему подпиткирабочей жидкостью и систему подпитки маслом, содержащую компенсационную емкость, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения КПД засчет экономии массы энергоносителяза рабочий цикл, узел осевого сжатия заготовки выполнен в виде первого копира, взаимодействующего сподвижным элементом регулятора давления, и первой электромагнитноймуФты, установленной на штоке пневмогидравлического источника давления и жестко связанной с первым ко,пиром и с одним узлом герметизацииузел создания давления в полости заготовки выполнен в виде второго копира, взаимодействующего с подвижным элементом регулятора давления,и связанной с вторым копиром второй Изобретение относится к обработке материалов давлением и может быть использовано для изготовления гоФрированных трубчатых элементов, например . гофрированних компенсаторов и т.п. Наиболее целесообразным применением изобретения является изготовление измерительных и силовых сильфонов методом гидравлического Формования из трубки-заготовки. Известна установка для изготовления гоФрированных трубчатых элементов, содержащая связанные с гидроприводом узлы герметизации трубок-заготовок подачи Формующей жидкости и осевого сжатия трубки-заготовки в процессе гоФрообразования ЫНедостатком установки является высокая стоимость эксплуатации ввиду значительной энергоемкости изза наличия нескольких насосов гидропривода с обслуживающими системами охлаждения рабочей жидкости,Кроме того, ввиду наличия высокочастотных пульсаций при работе насосов на этой установке трудно добиться удовлетворительного,качества гидроформирования.Известна установка для Формова" ния полых оболочек иэ трубчатых заготовок, содержащая узел герметизации трубчатой заготовки, узел удале" электромагнитной муфты, установленной аналогично первой, пневмогидравлический источник давления выполненв виде пневматического привода, содержащего вакуумный насос и связанные с ним через двухпозиционныйпнеъмораспределитель пневматическийцилиндр и взаимодействующий с нимгидравлический цилиндр-демпФер, приэтом одна полость гидравлическогоцилиндра-демпфера подключена параллельно к выходам регулятора давления и первого обратного гидроклапана, соединенного через второй обратный гидроклапан с компенсационнойемкостью и с другой гидрополостьюцилиндра-демпфера, второй разделитель сред связан с первьм отсечнымгидроклапаном, а через тоетий обратный гидроклапан - с вторым отсечнымгидроклапаном и с первым разделителем сред и регулятором давления,четвертый оборотный гидроклапан присоединен входом к одной гидрополости цилиндра-демпФера и выходом - кдругой. ния воздуха из ее полости, включающий клапан, узел осевого сжатия иузел создания давления в полостизаготовки, выполненный в виде пневмогидравлического источника давления, связанного с одной из его гидрополостей разделителя сред Формующая жидкость-масло и с регуляторомдавления и обратного гидроклапана,а также систему подпитки маслом,содержащую компенсационную емкостьи систему подпитки рабочей жидкостьювключающую насос низкого давления,переливной гидравлический клапан игидравлический обратный клапан, связанные со сливным резервуаром 21 .Однако КПД известной установкинедостаточно высок, так как по завершению цикла работы пневмогидравлического источника давления сжатийвоздух стравливается при магистральном давлении в атмосФеру.Целью изобретения является повышение КПД за счет экономии массыэнергоносителя, обеспечиваемой использованием эФфектов расширениясжатого воздуха в напорной пневмополости привода,Цель достигается тем, что в установке для формования польх оболочекиэ трубчатых заготовок. содержащейузлы герметизации трубчатой заготовки, узел удаления воздуха иэ ееполости, имеющий клапан, узел осе1101312 давления. регулятора давления. двухотсечных гидроклапанов и первогочетвертого обратных гидроклапанов,а также систему подпитки Рабочейжидкостью и систему подпитки маслом,5 содержащую компенсационную емкость,узел осевого сжатия заготовки выполнен в виде первого копира, взаимодей-твующего с подвижным элементом регулятора давления, и первой электро 1 О магнитной муФты, установленной на.штоке пневмогидравлического источника давления и жестко связанной с первым копиром и с одним узлом герметизации, узел создания давления в по 15 лости заготовки выполнен в видевторого копира, взаимодействующегос подвижным элементом регулятора давления, и связанной с вторым копиромвторой электромагнитной муФты, установленной аналогично первой, пневмогидравлический источник давления выполнен в виде пневматического привода, содержащего вакуумный насос исвязанные с ним через двухпозицнонный пневмораспределитель пневматический цилиндр и взаимодействующийс ним гидравлический цилинд-демпФер,при этом одна полость гидравлического цилиндра-демпАера соединена параллельно с выходами регулятора давления и первого обратного гидроклапана, связанного через второй обратныйгидроклапан с компенсационной емкостью и с другой гидрополостью цилиндра-демпйера, вход второго разделителя сред связан с первым отсечнымгидроклапаном, а через третий обратный гицооклапан - с вторым отсечнымгидроклапаном и с первым разделителем сред и регулятором давления.О четвертый обратный гидроклапан присоединен входом к одной гидрополостицилиндра-демпФера, а выходом - кдругой,вого сжатия и узел создания давления н полости заготовки выполнен/ный в виде пневмогидравлического источника давления, связанного с одной из его гидрополостей разделите В ля сред Формующая жидкость-масло, регулятора давления и обратного гидроклапана, а также систему подпитки маслом, содержащую компенсационную емкость и систему подпитки рабочей жидкостью, имеющую насос низкого давления, переливной гидравлический клапан и гидравлический обратный . клапан, связанные со сливным резервуаром, узел осевого сжатия трубчатой заготовки выполнен в виде первого копира, взаимодействующего с подвижным элементом регулятора давления, и первой электромагнитной муФты, установленной на штоке пневмогидравлического источника давления и жестко связанный с первым копиром и с одним из узлов герметизации, узел создания давления в полости заготовки выполнен в виде второго копира, взаимодействующего с подвижным элементом регулятора давления, и связанной с копиром второй электромагнитной муФты, установленной аналогично первой, пневмогидравличес кий источник давления выполнен в виде пневмогидравлического цилиндра, гидрополости которого размещены внутри штока, установленного в пневмополости, при этом регулятор давления и обратный гидроклапан подключены к гидрополости пневмогидравлического цилиндра параллельно и связаны с компенсационной емкостью, а разделитель сред подключен со стороны входа регулятора давления параллельно ему и выполнен в виде 4 мультипликатора, подключаемого полостью высокого давления к полости заготовки и связанного с выходом гидравлического обратного клапана.Узел давления воздуха из полости 45 заготовки выполнен в виде связанного с входом клапана дросселя, выход которого подключен к сливной магистрали, при этом поршень клапана установлен с зазором относительно седла.1Во втором варианте исполнения в установке для Формования полых оболочек из трубчатых заготовок, содержащей узлы герметизации трубчатой заготовки, узел удаления воздуха из ее полости, узел осевого сжатия и узел создания давления в полости заготовки выполненный в виде пневмогидравлйческого источника давле ния, двухпозиционного пневмораспределителя, связанного с пневмополостями источника давления, двух разделителей сред дормующая жидкость-масло, связанных с гидрополостями источника 5 На Фиг,1 представлена предлагаемая установка, вариант Т на Фиг.2- то же, вариант 11.Установка для Формования оболочек по варианту 1 состоит из пневмогидроцилиндра 1, пневмополости которого через пневмораспределитель 2 и отсечной электропневмоклапан 3 сообщены с пневмомагистралью 4, Одна гидравлическая полость 5 пневмогидроцилиндра 1 через регулятор 6 связана с другой гидравлической полостью 7, при этом обе гидрополости размещены внутри штока 8, поршень 9 неподвижен. Регулятор б давления имеет пружины 10 и 11. Параллельно регулятору б давления. подключен обратный клапан 12, вход которого подключен к выходу регулятора. Одна гидрополость 5 пневмогидроцилиндра 1 связана также через мультипликаторраэделитель 13 сред масло-дормующаяжидкость и внутренний канал цилинд-ра 14 узла 15 герметизации заготовок 16 с полостью формуемой заготовки 16, которая через внутренний канал цилиндра 17 узла 18 герметизации заготовки 16 и узел 19 удаления 5воздуха . из полости аормуемойтрубки связана со сливным резервуаром 20,Узел 19 содержит клапан 21 с поршнем,22 пружиной 23 и дроссель 24, 10при этом клапан 21 и дроссель 24имеют общий вход, а выход дросселя24 подключен к полости корпуса клапана, образованной конической поверхностью поошня 22, тооец которой отжат пружиной 23 от седла клапана.Система наполнения полости заготовки .16. состоит из Фильтра 25, гидронасоса 26 подачи эмульсии и обратногоклапана 27. Параллельно гидронасосу 2026 и фильтру 25 подключен переливнойгидроклапан 28,Система герметизации заготовкиможет бить, гидравлической или пневматической, При гидравлической системе гидрораспределитель 29 сообщенс гидравлической полостью пневмогидромультипликатора 30, пневматическая полость которого через отсечнойпневмоклапан 31 связана с пневмопо Олостью 4. При пневматической системе узлы 15 и 18 связаны с выходомпневмораспределителя 32, вход которого подключен к пневмосети 4, гидравлические полости пневмогидроцилиндра 1 через обратный клапан 33связаны с компенсационной емкостью34, а слинные полости цилиндров узлов 15 и 18 через обратный клапан35 связаны с компенсационной емкостью 34, На выходном штоке 36 4 Опневмогидроцилиндра 1 расположеныпорошковая электромагнитная муАта37, связанная с копиоом 38 и пооошковая электромагнитная муата 39,связанная с копиром 40 и с подвижным элементом узла 15,Устанонка для формования полых оболочек по варианту П состоит из пневматического цилиндра 41, подключенного сноими пневмополостями через один двухпозиционный пненмооаспределитель 4.2 к источнику 43 сжатого воздуха при этом выхлопной канал указанйого пневмораспределителя подключен к вакуумному насосу 44, Пневматический гидроцилиндр 1 кинематически связан с гидродемпфером 45, одна гидрополость которого подключена параллельно к выходам регулятора 46 давления и первого обратного гидроклапана 47,. выход которого подключен к входу второго обратного гидроклапана 48 и к компенсациоиной емкости 49, Выход обратного гидроклайана 48 сообщен с другой 65 гидрополостью гидродемпбера 45 и параллельно и с входом отсеченного гидроклалана 50. При этом одна. гидрополость гидродемпфера 45 подключена к входу четвертого обратного гидроклапана 51, выход которого сообщен с другой гидрополостью того же цилиндра. Отсечной клапан50 уста- нонки своим выходом паоаллельно сообщен с входом тоетьего обоатного гидооклапана 52, подключенного своим выходом к выходу отсечного гидроклапана 53, вход которого параллельно сообщен с одним резделителем 54 срец масло-Формующая жидкость и с входом регулятора 46 давления рабочей жидкости, элементы которого контактируют с копирами 55 и 56, кинематически связанными с электромаг 1 нитными муфтами 57 и 58, При этом .электромагнитная муАта 57 имеет одновременно связь с подвижным цилиндром 59 цанги узла герметизации заготовки 60 поджимающим ее один торец,1другой торец которой упирается в цангу неподвижного цилиндра 61 узла герметизации, при этом в поршнях указанных цилиндров выполнены каналы, сообщающие полость заготовки 60 с разделителями 54 и 62 сред маслоФормующая жидкость, причем эмульсионная полость разделителя 54 параллельно подключена к выходу отсечного гидроклапана 63 системы подпитки Аормующей жидкостью, включающей сливной бак 64 фильтр 64, гидронасос 66 и переливной гидроклапан 67, при этом со слинным баком 64 сообщен выход корпуса узла удаления воздуха из полости заготовки, состоящего из клапана 68 с поршнем 69 и пружиной 70 и дросселя 71, Вход указанного узла подключен кполости заготовки 60 и параллельно к разделителю 62 сред.Пневматические полости цилиндров 49 и 51 сообщены через другой двух- позиционный пневмораспределитель 72 с источником сжатогб газа или атмосФерой.Система содержит датчик 73 вспучивания, контактирующий с наружной поверхностью трубки-заготовки 60.Установка по варианту 1 работает следующим образом.Процесс формования гофрированных трубок включает последовательно пять этапов зажим заготовки и герметизация ее внутренней полости процесс выпуска воздуха из внутренней полости заготовки и наполнение ее формующей жидкостью выпучивание фоомуемого элемента при неподвижных цангах; процесс формовання оболочки в процессе сближения цанг, разжим цанг отвод подвижной цанги н исходное состояние,Герметизация заготовки может производиться от пневматической илигидравлической системы, При гидравлической системе герметизации внутренней полости заготовки срабатывает отсечной пневмоклапан 31; послечего поршень пневмогидромультипли-,катора 30, перемещаясь, нагнетаетжидкость через гидрораспределитель29 в.соответствующие полости, одного и другого цилиндров узлов 15 и 18.,10Если герметизация происходит отпневматической системы, сжатый воздух от пневмосети 4 через пневмооаспределитель 32 поступает в соответ"ствующие полости одного и другогоцилиндров узлов 15 и 18.Удаление воздуха из внутреннейполости заготовки и наполнение ееФормующей жидкостью происходитпри включении гидронасоса 26 подачиэмульсии, прн этом жидкость иэ бака 20 через Фильтр 25, обратный клапан 27, внутренний канал одного цилиндра 14 поступает в полость заготовки 16, удаляя из нее. воздух через 5узел 19 выпуска воздуха, В исходномсостоянии поршень 22 пружиной 23 отжимает торец .от седла и воздух черездроссель 24 стравливается в атмосферу, По мере .удаления воздуха иэ полости заготовки вязкость жидкостно-воздушной смеси возрастает и наконецдостигает такого значения, при котором расхЬд смеси через дроссель 24существенно уменьшается, а сила давления на левый торец поршня 22 увели-З 5чивается и он садится на седло,Выпучивание заготовки происходит при включенной электромагнитной муФ- те 37, при этом шток 36 пневмогидро О цилиндра движется вместе с одним копиром 38, проФиль которого определяет закон изменения давления в полости Формуемого элемента, Жидкостьиз левой гидравлической полости 5 45 перетекает через регулятор б давления в.другую гидравлическую полость 7, копир 38 поджимает пружины 11 регулятора б давления, которые воздействуют на его корпус, изменяя площадь сечения между корпусом регулятора б давления и его золотником,В зависимости от профиля копира меняется степень дросселирования жидкости и, следовательно, давление перед регулятором расхода, которое 5 через мультипликатор-разделитель 13 передается в полость Формуемого эле" мента, При достижении заданной величины выпучивания датчик подает команду, при которой отключается муф та 37 и включается муАта 39, вследствие чего начинает двигаться поршень цилиндра узла 15 зажима цанг вместе с копиром 40, Профиль копира 40 определяет закон изменения дав- у ления в процессе сближения цанг,При этом поджимается пружина 10,воздействуя на золотник регулятораб давления,По окончании процесса Формования переключается пневмораспределитель 2, происходит разжим цанг припереключении гидрораспределителя29 или гидрораспределителя 32, Приэтом жидкость из правой гидрополости 7 через обратный клапан 12 перетекает в левую гидрополость 5, иузел 15 приходит в исходное положение.Компенсация утечек жидкости происходит от компенсационной емкости34 через обратные клапаны 33 и 35,Установка по варианту П работает следующим образом.После подачи соответствующего электрического сигнала на двухпозиционный пневмораспределнтель 42 происходит зажим и герметизация заготовки, вследствие чего воздух от пневмосети подается в полости цилиндров 59 и 61, При этом поршни указанных цилиндров перемещаются и обеспечивают зажим заготовки и герметизацию ее внутренней полости,Далее происходит наполнение внутоенней полости заготовки формующей жидкостью. При этом включается гидронасос 46 и клапаны 43 и 53. Жидкость из бака 64 через Фильтр 65 и открытый клапан 63 поступает в полость заготовки 60. Воздух, находящийся в полости заготовки и трубопроводах, проходит через дроссель 71 и клапан на сброс, а во время движения жидкости в силу изменения вязкости скорость истечения через дроссель 71 снижается, что приводит кперепаду давления, достаточному для перемещения поршня 69 и закрытия клапана 68, Поршень разделителя 62 сред движется вниз и масло иэ нижней его полости через обратный гидроклапан 52 и отсечной гидроклапан 53 перетекает в нижнюю полость разделителя 54 сред, вследствие чего поршень разделителя 54 приходит в крайнее верхнее, а поршень разделителя 62 - в крайнее нижнее положение. По окончании этих процессов отключаются гндронасос 66 и гидро- клапаны 63 и 53 и включается клапан 50. При подаче электросигнала на один двухпозиционный пневмораспределитель 42 поршень пневмоцилиндра 41 разгоняется и воздействует на поршень гидроцилиндра-демпфера 45 в направлении справа налево. Выхлопная полость пневмоцилиндра 41 при разгоне его поршня соединена через систему 44 вакуумирования с атмосферой, вследствие чего происходит отсос воздуха из укаэанной полостисущественно уменьшается сопротивление разгона и увеличивается кинематическая энергия движущегося поршня,При соударении поршней пневмоцилиндра и гидродемпфера происходит возрастание давления рабОчей жндкостИв одной гидрополости, Это давлениепередается в полость заготовки 60,осуществляя процесс ее вспучивания,Поскольку во время процесса вспучивания трубки-заготовки электромагнитная муфта 58 включена, шток гидроцилиндра 45 движется вместе с копиром 56, с которым контактируетуправляющий элемент регулятора. Таким образом. определяется требуемыйзакон изменения давления в полостизаготовки. Давление передается через открытый гидроклапан 50 и разделитель 62 сред, поршень которогоначинает вытеснять жидкость в полость заготовки и далее в верхнююполость разделителя 54 сред, Поршень разделителя 54 сред при движении вниз вытесняет жидкость иэ нижней полости через регулятор 46 давления в полость гидроцилиндра 45,При достижении заданного значениядеформации вспучивания датчик 73подает команду, при которой отключается муфта 58 и включается муФта 57,вследствие чего начинает двигатьсяузел 59 от копира 55, Профиль копира 55 определяет закон изменениядавления в процессе осадки, По окончании процесса формования закрывается отсечной клапан 50, переключается пневмораспределитель 72, приэтом происходит освобождение готового элемента, Для отвода узла 59 висходное положение переключается пневмораспределитель 42, пневмопормень цилиндра 41 движется влево итолкает гидропоршень гидроцилиндра,Жидкость иэ левой полости через обратный клапан 51 перетекает в правуюполость.Компенсация утечек жидкости происходит от компенсационнсй емкости49 через обратные гидроклапаны 47и 48,10В первом варианте исполнения предлагаемая установка обладает меньшимКЛД, вследствие дополнительных затрат энергии на дросселирование,Однако точность регулирования зако 15 нов изменения давления в полоститрубки-заготовки при этом повышается, поскольку отсутствуют пинамические ударные воздействия пневмопоршня на гидропоршень.20 Во втором варианте исполнениясущественно снижаются энергозатратыв системе, так как часть пути привод работает как пневматический,а его исполнительный элемент разго 25 няет и, обладая высокой кинетической энергией, воздействует на гидрошток, обеспечивая выполнение.элементов цикла Формования.Однако в этомслучае сложнее регулировать давление в полости трубки-загОтовки, поскольку имеют место переходные процессы по давлению Формования с высокой частотой и значительной ампли-,тудой перерегулирования,Годовой экономический эффект отвнедренИя в народное хозяйство разработанных систем Формования сильАонов одно из приложений универсальных установок для Аормования полых оболочек) 553 тыс,200 руб,.г Составитель Л.Ткаченкоедактор Аг.Шандор Техред А, Бабинец Коррект ешетник аэ 4702/7ВН исное/5 Патент", г. Ужгород, ул, Проектная,иа Тираж 795 ИИПИ Государственного по делам изобретений 35. Москва. Ж, Рауш П омитета СССР открытий кая наб д.