Роторные и роторно-конвейерные машины-автоматы

Роторные и роторно-конвейерные машины предназначены для широкого класса штамповочных операций (вырубки, пробивки, выдавливания, чеканки и т. п.), требующих усилий до 150—200 кН и рабочих ходов до 0,1—0,2 м. Они применяются при изготовлении мелких деталей в условиях массового и крупносерийного производств. Большое распространение роторные машины нашли в производстве изделий из пластмасс. Основная особенность роторных и роторно-конвейерных машин — осуществление обработки деталей (заготовок) в процессе их непрерывного транспортирования совместно с обрабатывающим инструментом 1111. Роторные и роторно-конвейерные машины различаются между собой по характеру связи рабочего инструмента с исполнительными органами, сообщающими ему технологическое перемещение. Эта взаимосвязь определяет конструктивные особенности, технико- экономические показатели и рациональные области применения роторных и роторно-конвейерных машин.

РОТОРНЫЕ МАШИНЫ-АВТОМАТЫ   Роторная машина отличается тем, что рабочие инструменты и сообщающие им движение исполнительные органы располагаются на жестких транспортных системах (роторах) и постоянно связаны друг с другом. Роторная машина имеет технологический ротор, смонтированный на вертикальном валу 8, установленном в опорах качения в верхней 9 и нижней 15 плитах станины машины. На вертикальном валу ротора жестко закреплен барабан 4 с продольными пазами, в которых размещены инструментальные блоки 3. Рабочие инструменты блоков соединены при помощи быстроразъединяемых замков с соответствующими исполнительными органами которые сообщают им требуемое технологическое движение. Привод исполнительных органов может быть, например, кулачковым, состоящим из неподвижно закрепленных на плитах станины цилиндрических пазовых кулачков, с которыми взаимодействуют ролики исполнительных органов. При транспортном вращении ротора ролики исполнительных органов обкатываются по пазу кулачка и исполнительные органы воспроизводят заданный закон движения рабочих инструментов. Подача заготовок и прием готовых деталей из инструментальных блоков ротора осуществляются транспортными роторами в процессе непрерывного синхронного вращения их совместно с технологическим ротором. Заготовки в транспортный ротор 2 подаются из автомата питания (на схеме не показан), а из транспортного ротора выдаются в сборник готовой продукции. Синхронное вращение технологического и транспортного роторов осуществляется главным приводом роторной машины, состоящим из электродвигателя, клиноременной передачи и системы валов и редукторов. Таким образом, непрерывность технологического процесса в роторных машинах достигается за счет применения многоинструментальных роторов и обработки заготовок в процессе непрерывного транспортирования инструментальных блоков, в которых смонтированы зажимные приспособления и рабочий инструмент. Поскольку инструментальные блоки последовательно вступают в работу с некоторым постоянным фазовым сдвигом, определяемым расстоянием (шагом) между рабочими позициями ротора, то роторная машина (именно машина, а не блок) непрерывно осуществляет обработку последовательно поступающих заготовок.

Фазовый сдвиг может быть подобран таким образом, чтобы потребляемая мощность в системе главного привода была относительно постоянной, поэтому на роторных машинах, как правило, не устанавливают маховик.

Точность обработки заготовок определяется только конструкцией инструментального блока, что достигается замыканием всех размерных цепей в самом блоке. Это позволяет настраивать блоки на стороне вне роторной машины.

Технологические усилия замыкаются в роторе, поэтому станины роторных машин воспринимают только усилия, возникающие при вращении роторов, а также их вес.

Машины роторного типа имеют и еще одну важную особенность. Транспортная скорость движения заготовок определяется диаметром ротора (диаметром окружности по осевым линиям инструментальных блоков) и частотой его вращения — угловой скоростью. Рабочая (технологическая) скорость инструмента определяется главным образом характеристиками привода исполнительных органов, например профилем кулачка. В общем случае привод движения исполнительных органов может осуществляться от отдельного силового привода, например гидравлического, пневматического, электромагнитного и др.

Следовательно, необходимая рабочая (технологическая) скорость может быть установлена независимо от транспортной скорости, и наоборот. Это и позволяет создавать оптимальные по технико-экономическим показателям машины с высокой производительностью, не достижимой на других типах оборудования

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РОТОРЫ   Роторы с гидравлическим приводом рабочего инструмента применяют для операций, выполняемых с усилиями до 100—150 кН и большими ходами. В роторных машинах с гидравлическим приводом перемещение исполнительных органов осуществляется штоками поршней гидравлических цилиндров, индивидуальных для каждой рабочей позиции ротора. Цилиндры монтируются на роторе соосно с соответствующими исполнительными органами. Специфичность осуществления рабочих движений посредством гидравлических цилиндров состоит в том, что последние находятся в непрерывном транспортном движении. Это вызывает необходимость подачи к ним рабочей жидкости через подвижное сочленение — гидравлический распределитель. В роторных машинах широкое применение нашли плоские дисковые распределители. Для создания рабочего давления в гидроцилиндрах используются системы насосно-безаккумуляторного привода. В качестве рабочей жидкости применяют индустриальное масло. Давление рабочей жидкости в гидросистеме принимается, как правило, в пределах 15—30 МПа, скорости движения жидкости: при наполнении 3,5—4,5 м/с, при сливе 1,5—2,0 м/с.

ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ БЛОКИ   Основным исполнительным элементом технологического ротора, в котором совершается рабочая операция, является инструментальный блок. Простейшими по конструкции являются блоки, в которых обработка заготовок происходит при возвратно- поступательных движениях верхнего и нижнего штоков, несущих рабочий инструмент, например, пуансон и выталкиватель, и одного неподвижного инструмента, например, матрицы. Более сложными являются блоки, в которых обработка заготовок происходит при движении штоков, выполненных телескопическими. Каждый такой шток кроме возвратно- поступательного движения может передавать одновременно и вращательное движение. Поступательные движения штоков могут быть преобразованы в поперечные возвратно- поступательные движения или вращательные с помощью шарнирных, клиновых, цанговых, зубчато-реечных и других механизмов. Таким образом, помещенные в блоке инструменты могут получить, в случае необходимости, разнообразные движения без применения дополнительного силового привода в роторе. Инструментальный блок полностью определяет качество изготовления детали и является автономным устройством «деталь— инструмент—приспособление», обладающим свойством взаимозаменяемости. Конструкция типового инструментального блока для штамповочной операции, состоящего из трех инструментов: неподвижной матрицы 2, подвижных пуансона 4, перемещающегося в приемнике 5, и выталкивателя 1. Пуансон закреплен в рабочем штоке 8, который соединяется в роторе с соответствующим исполнительным органом. Шток совершает движение до упора в регулировочную гайку 7, положение которой и определяет точность настройки инструмента. Упорная регулировочная гайка фиксируется от произвольного проворота подпружиненной защелкой 6. Все элементы блока размещены и закреплены в корпусе блока 3. Корпус инструментального блока рекомендуется изготовлять из стали 40Х с последующей термической обработкой для получения твердости в пределах HRC 48—52.

РОТОРНО-КОНВЕЙЕРНЫЕ МАШИНЫ   Технологические возможности роторных машин могут быть значительно расширены, а их эффективность повышена путем перехода к роторно-конвейерной компоновке. Отличительной особенностью роторно-конвейерных машин является отсутствие постоянной связи между инструментом и исполнительными органами ротора. Это достигается размещением инструментальных блоков (или инструментов) в замкнутом гибком конвейере, огибающем в требуемой последовательности технологические роторы, в которых смонтированы только соответствующие исполнительные органы и элементы их привода. Схема простейшей роторно-конвейерной машины для выполнения штамповочной операции, состоящей из трех инструментов, например матрицы, пуансона и выталкивателя. Роторно-конвейерная машина содержит два технологических ротора: А и Б, в которых осуществляется технологическая операция, разделенная на два перехода. В роторе Б осуществляется деформирование исходной заготовки, а в роторе А — выталкивание готового изделия из матрицы и выдача его в сборник готовой продукции. Поэтому ротор А содержит только верхний привод и исполнительные органы 3, сообщающие движение выталкивателям, а ротор Б — только нижний привод и исполнительные органы, которые сообщают движение пуансонам. Инструментальные блоки размещены в транспортном конвейере, огибающем технологические роторы Л и Б. 'Таким образом, инструментальные блоки, транспортируемые конвейером, сначала обслуживаются в роторе Б, а затем в роторе А. Загрузка заготовок осуществляется транспортным ротором на свободном участке конвейера между технологическими роторами. Отделение рабочего инструмента от исполнительных органов и дифференциация технологической операции на переходы, осуществляемые последовательно в различных роторах, и обусловливает преимущества роторно-конвейерной компоновки перед роторной схемой.

Прежде всего, это дальнейшее повышение производительности и улучшение технико-экономических показателей за счет улучшения использования площади поперечного сечения машины, уменьшения числа исполнительных органов, металлоемкости и габаритов.

Роторно-конвейерные машины позволяют эффективно автоматизировать обработку одновременно нескольких номенклатур однотипных деталей по групповой технологии в условиях крупно- серийных, а в отдельных случаях и мелкосерийных производств.

Дальнейшее развитие роторно-конвейерных машин идет по пути отделения инструментов от инструментальных блоков и размещения их в специальных инструментальных конвейерах. Заготовки внутри машины транспортируются также в специальном конвейере.

Роторные и роторно-конвейерные машины легко компонуются, в автоматические линии, обеспечивающие выполнение всех операций технологического процесса изготовления детали независимо от их физической сущности и технологических параметров (обработка давлением, резанием, термохимическая обработка контрольные операции и отделка). Другие типы автоматического оборудования такими свойствами не обладают. В этом смысле роторные и роторно-конвейерные машины являются перспективу ным типом автоматического оборудования.

Дата добавления: 2015-12-08