Двухвалковые листогибочные машины.

Для гибки тонкого листа предназначаются главным образом двухвалковые машины (рис. 6.1).

На рис. 6.1а изображена схема получения цилиндрической обечайки на двухвалковой машине с гибочным упором.

 

а) б)

Рис. 6.1. – Схема изготовления цилиндрической обечайки на двухвалковой машине: а – с гибочным упором (1 – гибочный упор; 2 – верхний валок;

3 – изгибаемый лист; 4 – стол; 5 – нижний валок); б – с упругим

покрытием нижнего валка (1 – нижний валок; 2 – верхний валок;

3 – изгибаемый лист; 4 – упругое покрытие – полиуретан)

 

Все большее распространение находят машины, у которых верхний жесткий валок меньшего диаметра полностью стальной, а нижний - большего диаметра - имеет эластичное покрытие из полиуретана (рис.6.1б). Когда лист находится между валками, эластичное покрытие нижнего валка прижимает лист к жесткому верхнему валку, благодаря чему лист изгибается по радиусу верхнего валка практически несколько больше его из-за пружи-нения. При изменении радиуса гибки валки заменяют.

Упругим покрытием валка является полиуретан, толщина слоя которого должна обеспечивать необходимую величину деформации листовой заготовки при нажатии на нее верхним стальным валком. Полиуретан является эластичным, плотным полимером с высокой упругостью и износостойкостью. В отли-чие от резины полиуретан не обладает пористостью, благодаря чему он практически не сжимается и не уменьшается в объеме.

На этих машинах гнут листы толщиной до 4-5 мм и шириной 800-1200 мм. Производительность машин составляет 100-120 листов в час. Верхний валок является сменным для получения обечаек различных диаметров.

Двухвалковые машины имеют следующие преимущества: простота конструкции; высокая производительность; отсутствие порчи поверхности при гибке; гибка листов различной толщины без регулировки валков; получение цилиндрической заготовки за один проход с подгибом кромок без специальных приспособ-лений и устройств; высокая точность получаемого изделия.

Недостаток - ограничение по толщине листа.

Трехвалковые машины.

Машины с асимметричным расположением валков. Гибка листа на асимметричных машинах видна на рис. 6.2. Конец листа зажимается между валками 1 и 2 и поднятием валка 3 изгибается (рис. 6.2а) по заданному радиусу, затем лист вынимают из машины, переворачивают и вставляют между валками с другой стороны (рис. 6.2б). После этого осуществляется окончательная гибка за один проход (рис. 6.2в). При самом нижнем положении заднего валка (рис. 6.2г) можно осуществлять правку. Наклонной установкой нижнего 2 и заднего 3 валков можно гнуть конические изделия.

 

а) в) в) г)

 

Рис. 6.2. – Машины с асимметричным расположением валков

Машины с регулировкой верхнего и боковых валков в горизонтальном направлении (рис. 6.3).

 

 

а) б) в)

 

г) д) е) ж)

 

Рис.6.3. – Гибка листов на машине с верхним валком, перемещающимся в горизонтальном направлении

 

При гибке на машинах с верхним валком, перемещающимся в горизонтальном направлении, лист закладывается между вал-ками. Верхний валок сдвигается в левое положение (рис. 6.3а), опускается на необходимую величину (рис. 6.3б), затем лист продвигается вперед (рис. 6.3в), в результате чего происходит подгибка одной кромки.

После чего лист снимают с машины, переворачивают и вновь вставляют. Также подгибается вторая кромка (рис. 6.3г, д, е), после чего валок устанавливают в положение, обеспечивающее необходимый радиус изгиба, и производят круговую гибку листа (рис. 6.3ж). Также выполняются подгибка кромок и круговая гибка листа на машине с перемещающимися в горизонтальном направлении боковыми валками.

Четырехвалковые машины. Одним из направлений в конструировании является переход от трехвалковых машин к четырехвалковым, в особенности при большой толщине листа.

 

Машины этого типа предназначены для гибки листов толщиной 1-80 мм и шириной 200-5000 мм. Конструктивные особенности машины следующие. Ввод листа горизонтальный. Выравнивание листа на боковых валках автоматическое. Привод верхнего и нижнего валков с регулируемым выравниванием скоростей. Отсутствует холостой пробег листа: после гибки первого конца происходит гибка обечайки, а затем автоматическая гибка второго конца. В течение всего рабочего процесса заготовка зажата между верхним и нижним валками.

Боковые и нижние валки устанавливаются гидравлически с большой скоростью, в 4 раза быстрее, чем при установке посредством электродвигателя. Регулируемое давление позволяет настраивать машину в зависимости от материала и толщины листа. Возможна гибка конических изделий.

При изготовлении корпуса из карт лист длиной 6-8 м (в зависимости от длины аппарата) обрезается в размер по периметру и изгибается вдоль волокон (рис. 6.4). Преимущество изготовления корпусов из карт - в резком сокращении трудоемкости сборочных работ (отсутствуют кольцевые стыки); сварка швов, кроме одного замыкающего, производится на плоскости, что улучшает качество (табл. 6.1).

 

 

Рис. 6.4. – Схема расположения листов в карте

 

 

Таблица 6.1 – Сравнительная трудоемкость и затраты на

изготовление корпусов из карт и обечаек

Технологические операции	Корпус из сваренной карты	Корпус из четырех обечаек
нормо-часы	руб.	нормо-часы	руб.
Разметка, газовая резка, зачистка	96-52	52-24	80-77	52-34
Правка листов, гибка и правка обечаек	40-21	30-11	76-54	44-26
Сборка, автоматическая сварка	89-10	40-40	193-90	92-45
Прочие	27-00	99-13	100-00	96-55
Итого	252-83	221-88	449-221	284-160

 

Потеря устойчивости

 

При гибке листового проката между валками листогибочной машины в случае большого отношения радиуса изгибаемого листа к толщине появляется потеря устойчивости формы изгиба, из-за чего лист опрокидывается в сторону, противоположную направлению его вращения. Это приводит к необходимости в специальных поддерживающих устройствах, обеспечивающих правильную форму изгиба.

Гибка листов производится на машинах с различным расстоянием между боковыми валками. Учитывая, что величина половины расстояния между боковыми валками невелика по сравнению с длиной развертки листа, при рассмотрении вопроса устойчивости формы изгиба листа принимается схема изгиба кривого стержня с одним закрепленным концом. Потеря устой-чивой формы при данном способе закрепления определяется значением распределенной нагрузки, а форма изгибаемого листа заданною радиуса является единственной формой равновесия. При превышении этой нагрузки (критического значения) имею-щаяся форма изгиба становится неустойчивой и изгибаемый лист принимает новую (устойчивую) форму равновесия, которой соответствует другая (большая или меньшая) кривизна.

При изгибе листа между валками важно определить не просто устойчивую форму изгиба, но также такую степень устой-чивости, при которой с учетом возможного опрокидывания листа или обечайки обеспечиваются правильная форма изги-баемого листа и безопасность рабочего, находящегося в непосредственной близости от машины.

Наблюдаются два случая потери устойчивости при изгибе листа (рис. 6.5).

 

 

а) б)

 

Рис. 6.5. – Положения листа в различные моменты изгиба:

а – боковая; б – верхняя потеря устойчивости

 

В первом случае (рис. 6.5а) по мере увеличения длины вылета листа I (цифрами обозначены последовательные положения листа при изгибе) кривизна выходной ветви уменьшается (положения II и III) из-за действия собственного веса листа. Достигнув положения, немного превышающего четверть окружности, лист теряет устойчивость и падает (IV).

Во втором случае (рис. 6.5б) лист изгибается, не теряя первоначальной устойчивости в боковом положении (I, II), однако в верхнем положении (III, IV) прогибы оказываются настолько большими, что продолжать процесс практически невозможно. Незначительное изменение радиуса изгиба приводит к значительным колебаниям изогнутого листа. Кроме того, указанные прогибы могут привести к остаточным деформациям листа. Возможность появления потери устойчивости того или другого вида зависит от геометрических параметров листа (отношения диаметра к толщине листа), однако, как показали эксперименты, если лист при изгибе подвержен потери устойчивости в боковом положении, то и в верхнем положении он также теряет устойчивость.

На основе обработки экспериментальных данных и данных, полученных в результате производственной проверки, можно рекомендовать следующую эмпирическую формулу для опреде-ления области устойчивого изгиба листа:

 

(6.1)

 

где – диаметр обечайки, мм;

– толщина листа, мм.

Если величина, полученная при решении левой части нера-венства, меньше единицы, то лист при изгибе не будет терять устойчивости. Как видно из приведенной формулы, устойчи-вость листа при изгибе зависит в основном от соотношения диаметра и толщины листа.