СТАНОК ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЭЛЕМЕНТА АРМАТУРНОГО КАРКАСА ЗАДАННОГО ПРОФИЛЯ
MACHINE TO FABRICATE PRESET-SHAPE REINFORCING CARCASS ELEMENT

Изобретение относится к устройствам для навивки проволоки, в частности к оборудованию для изготовления спиральных элементов арматурных каркасов особого профиля.
Известно устройство для изготовления спиралей многоугольного профиля, содержащее навивочный блок с оправкой для навивки провода, прижимной механизм и привод (см. патент RU №1650309, опубликован 23.05.1991).
Недостатком данного устройства является то, что прижимной механизм создает недостаточное усилие для обжатия витка наматываемой спирали, что не позволяет получить глубину заданной формы профиля элемента арматурного каркаса. Кроме того, оправки жестко закреплены на навивочном блоке, что приводит к снижению функциональных возможностей устройства. Также недостатком данного устройства является отсутствие возможности перенастройки станка на изготовление изделия другого размера, необходимый диаметр проволоки, диаметр арматуры. Отсутствие способности наматывания каркасного элемента в обе стороны, а также способности выпускать изделие конической формы, например, для куполообразных каркасов.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является устройство для формирования заготовки арматурного каркаса, содержащее навивочный блок со съемными оправками для навивки провода, прижимной механизм, подвижный вкладыш и привод (см. патент РФ №2198272, опубликован 10.02.2003 г.).
Недостатком известного устройства является низкая производительность, связанная с необходимостью остановки устройства для съема намотанного на оправки арматурного каркаса и установки новой заготовки, следовательно, высокие трудозатраты, так как для работы устройства требуется постоянное присутствие и непосредственное участие обслуживающего персонала. Кроме того, устройство имеет низкие эксплутационные характеристики, связанные с наличием возвратно-поступательного движения вкладыша с оправками, что приводит к дополнительным энергетическим затратам. Отсутствие возможности левой и правой намотки каркасного элемента, а также способности выпускать изделие конической формы.
Техническим результатом изобретения является повышение производительности, расширение технологических возможностей, снижение трудо- и энергозатрат, а также улучшение эксплуатационных характеристик станка.
Технический результат изобретения достигается благодаря тому, что станок для изготовления элемента арматурного каркаса заданного профиля содержит навивочный блок с двумя обоймами для навивки провода, размещенные на нем два прижимных механизма, при этом каждый прижимной механизм включает пару зажимов, связанных посредством соответствующих рычагов с соответствующими кулачковыми дисками управления зажимами с возможностью последовательного обжима провода в процессе его навивки на обоймы.
Обойма может включать закрепленную на конической шайбе овальную оправку, с которой связан палец.
Навивочный блок может быть связан с винтовым механизмом для изменения расстояния между обоймами.
Кроме того, обоймы и кулачковые диски управления зажимами могут быть выполнены съемными.
Кулачковый диск может быть выполнен с возможностью изменения формы образующей поверхности кулачка.
Кроме того, станок может содержать механизм счета витков провода и связанный с ним отрезной механизм.
Кроме того, навивочный блок кинематически связан с кулачковыми дисками управления зажимами.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид станка; на фиг.2 (а-г) - принципиальный цикл работы станка; на фиг.3 - прижимной механизм; на фиг.4 - кинематическая связь навивочного блока с кулачковыми дисками управления зажимами; на фиг.5 (а, б) - обойма; на фиг.6 (а-г) - разновидность профилей поучаемого изделия; на фиг.7 - принцип сборки каркасного элемента: а) при односторонней намотке; б) при двухсторонней намотке; на фиг.8 - варианты готового изделия.
Станок для изготовления элемента арматурного каркаса заданного профиля содержит связанную с приводом 1 через вал 2 редуктора 3 поворотную раму 4 (каркас), жестко закрепленную на валу 2 редуктора 3. На поворотной раме 4 установлен навивочный блок, включающий два подвижных суппорта 5, каждый из которых несет на себе обойму 6 для навивки провода 7 и прижимной механизм, включающий пару зажимов 8, формирующих из провода 7 элемент каркаса (фиг.6) (зажимы 8.1 и 8.3 установлены на одном суппорте 5, зажимы 8.2 и 8.4 установлены на другом суппорте 5), связанных посредством рычагов 9 и 10 со съемным кулачковым диском 11 (программным диском) управления зажимами 8. Суппорты 5 в свою очередь установлены на винтовом механизме для изменения расстояния между обоймами 6, выполненном в виде закрепленных на поворотной раме 4 винт-валов 12, имеющих резьбу и связанных с шаговым электродвигателем 13, снабженным устройством программного управления. В случае отсутствия электродвигателя 13, для изменения расстояния между обоймами 6, т.е. размера выпускаемого изделия, используют специальный ключ 14 (например, вороток). Установка суппортов 5 с обоймами 6 и прижимными механизмами на винтовом механизме позволяет получать элемент арматурного каркаса различного размера, а также конической формы, например, для выполнения куполообразных каркасов.
Каждая обойма 6 выполнена съемной с целью обеспечения возможности ее замены для навивки провода 7 под разные диаметры арматуры. Обойма 6 состоит из оправки 15, связанного с ней посредством, например, резьбового соединения пальца 16 (болта), играющего роль вилки для формирующегося изделия и конической шайбы 17, на которой закреплена оправка 15 с пальцем 16 (фиг.5,а). Конус конической шайбы 17 предназначен для того, чтобы провод 7 вклинивался на оправку 15 под действием силы натяжения, вытеснив уже сформировавшийся виток элемента арматурного каркаса. Каждая оправка 15 имеет овальную форму, необходимую для более качественного изготовления элемента арматурного каркаса за счет лучшего обхвата арматуры, имеющей круглое поперечное сечение, т.к. овал после растяжения просматривается как круг. Кроме того, обойма 6 собирается таким образом, что при замене оправки 15 на другой размер под необходимый диаметр арматуры она будет всегда установлена так, что одна сторона ее большего диаметра будет совмещена с внешним диаметром конической шайбы 17 в одной точке «А», расположенной ближе к оси вращения рамы 4 (фиг.5,б). Благодаря такому расположению оправки 15 относительно конической шайбы 17 отсутствует необходимость регулировки зажимов 8 относительно оправки 15 при выполнении каркасного элемента под другой диаметр арматуры.
Станок содержит шестеренчатый механизм, служащий для передачи крутящего момента от вала 2 редуктора 3 к кулачковым дискам 11. Данный механизм включает жестко закрепленную на корпусе редуктора 3 в зоне выхода вала 2 коническую шестерню 18, связанную с коническими шестернями 19 кулачковых дисков 11 через соответствующую пару паразитных шестерен 20, вал которых имеет паз по всей своей длине для установки в него шпонки (не показана), по которой перемещается одна из шестерен паразитных шестерен 20, взаимодействующих с коническими шестернями 19 кулачковых дисков 11 с целью передачи крутящего момента при изменении расстояния между оправками 15 (фиг.4).
Каждый кулачковый диск 11 управления зажимами 8 имеет два яруса, один из которых является зоной работы рычага 9, а другой - рычага 10. На каждом ярусе кулачковых дисков 11 диаметрально противоположно установлен один самостоятельный упор 21 соответствующего рычага 9, 10, выполненный, например, в виде ролика или стержня. Также кулачковые диски 11 имеют общий упор 22 для рычагов 9 и 10, проходящий через оба его яруса. Кроме того, каждый кулачковый диск 11 на каждом своем ярусе снабжен подъемными выступами 23, которые поднимают соответствующие рычаги 9, 10, а те, в свою очередь, выдвигают соответствующие зажимы 8 с целью дальнейшего формирования витка провода 7 (фиг.3). Такое выдвижение зажимов 8 необходимо для того, чтобы в момент подачи провода 7 на навивочный блок он не цеплял соответствующий зажим 8.
Кулачковые диски 11 выполнены съемными и программируемыми. Заменив их, можно перепрограммировать станок на другой профиль выпускаемого изделия, что немаловажно для расширения выпускаемого ассортимента, имеющего значение в строительстве. Механическое программирование кулачкового диска 11 осуществляется путем изменения места расположения упоров 21 и 22, их количества, таким образом осуществляется возможность изменения формы образующей поверхности кулачка. Также возможно электронное программирование станка путем задания в устройстве программного управления определенной программы.
Станок содержит механизм счета витков провода 7 и связанный с ним отрезной механизм (не показаны), срабатывающий при заданном количестве витков. Также станок содержит аварийный стоп, срабатывающий при чрезмерных нагрузках, направляющие ролики, выполненные с возможностью вертикального перемещения (не показаны), и блок 24 вальцовочных роликов. Привод 1 станка имеет вариатор для регулирования скорости вращения вала 2. Станок содержит также катушку ТВЧ (ток высокой частоты) (не показана), через которую пропускают провод 7 перед намоткой на обойму 6 с целью его нагревания для лучшего загиба зажимом 8 на оправке 15. Катушка ТВЧ установлена с возможностью перемещения вдоль провода 7 по направляющим 26 и используется лишь при необходимости, когда диаметр провода 7 превышает 8 мм с целью придания ему больших пластичных свойств для лучшего его загиба. Кроме того, вместо катушки ТВЧ могут использоваться, например, клипсы, подающие определенное напряжение и ток на необходимый отрезок провода 7 с целью нагрева данного отрезка.
Все элементы станка расположены на станине 25. При этом станок имеет герметичный корпус, позволяющий залить масло в отсеки, где находятся силовой агрегат, кулачковый диск 11, что не маловажно для срока службы станка.
Станок для изготовления элемента арматурного каркаса заданного профиля работает следующим образом.
Перед началом работы провод 7 от бухты проводят через блок 24 вальцовочных роликов, укладывают его между зажимом 8 и оправкой 15. Далее начинает работу привод 1, который передает крутящий момент через вал 2 редуктора 3 поворотной раме 4 с размещенными на ней элементами навивочного блока.
После небольшого движения навивочного блока, например, влево зажим 8.1 зажимает начало провода 7. Перед этим рычаг 10 зажима 8.1 находит на соответствующий выступ 23 кулачкового диска 11, выдвигая указанный зажим до уровня оправки 15.
Навивочный блок получает горизонтальное предстартовое положение 0°, при этом зажимы 8.3 и 8.4 отведены, а зажимы 8.1 и 8.2 в зажатом положении (фиг.2,а). В данном положении рычаги 10 зажимов 8.1 и 8.2 находятся на выступах 23 кулачковых дисков 11, тем самым данные зажимы находятся в выдвинутом положении, прижимающем (загибающем) провод 7.
Далее навивочный блок делает ход с 0° до 90° против часовой стрелки.
При этом ходе зажим 8.3 выдвигается, находя своим рычагом 9 на выступ 23, прижимает (загибает) провод 7, а зажим 8.2 отводится и сходит с выступа 23, возвращаясь в исходное положение. Зажимы 8.4 и 8.1 продолжают оставаться в прежнем состоянии (относительно навивочного блока) (фиг.2,б).
При дальнейшем ходе навивочного блока с 90° до 180° зажим 8.4 выдвигается, находя своим рычагом 9 на выступ 23, прижимает (загибает) провод 7, а зажим 8.1 отводится и сходит с выступа 23 кулачкового диска 11. Зажимы 8.3 и 8.2 остаются на прежнем месте (относительно навивочного блока) (фиг.2,в).
Следующий ход навивочного блока с 180° до 270°, при этом ходе зажим 8.2 выдвигается, находя своим рычагом 10 на выступ 23, прижимает (загибает) провод 7, а зажим 8.3 отводится и сходит с выступа 23, возвращаясь в исходное положение. Зажимы 8.1 и 8.4 продолжают оставаться на прежнем месте (относительно навивочного блока) (фиг.2,г).
Следующий ход навивочного блока с 270° до 360°, зажим 8.1 выдвигается, находя своим рычагом 10 на выступ 23, прижимает (загибает) провод 7, а зажим 8.4 отводится и сходит с выступа 23, занимая исходное положение. Зажимы 8.2 и 8.3 продолжают оставаться на прежнем месте (относительно навивочного блока) (фиг.2,а).
Далее все повторяется.
Кроме того, зажимы 8 выполнены съемными и связаны с соответствующими рычагами 9, 10 посредством, например, шлицевого соединения. Зажимы 8 имеют наконечник (не показан), служащий для загиба провода 7 вокруг оправки 15 и выполненный из тугоплавкого металла, например, победита. При формировании каркасного элемента, профиль которого показан на фиг.6,а, зажимы 8 отводят относительно центра своего вращения на определенный угол, при этом при полном ходе навивочного блока зажимы 8 будут лишь прижимать провод 7, не формируя загибы (петли). При формировании каркасного элемента, показанного на фиг.6,б, каждый зажим 8 установлен в таком положении, что его наконечник загибает провод 7 вокруг оправки 15, формируя петлю; при формировании каркасного элемента, показанного на фиг.6,в, зажимы 8, расположенные по диагонали (зажимы 8.2, 8.3), установлены в положении, производящем загиб провода 7 при полном ходе навивочного блока, а зажимы 8, расположенные по другой диагонали (зажимы 8.1, 8.4), отведены на определенный угол, обеспечивающий перемещение данным зажимам 8 до провода 7, позволяющее не загибать провод 7, а прижимать его; при формировании каркасного элемента, показанного на фиг.6,г, зажимы 8, расположенные с одной стороны (зажимы 8.1, 8.2), установлены в рабочем положении, позволяющем загнуть провод 7, а зажимы 8, расположенные с другой стороны (зажимы 8.3, 8.4), отведены на определенный угол, позволяющий не загибать провод 7 при полном ходе навивочного блока, а лишь прижимать его.
Остановку станка производят только при переналадке, связанной с заменой оправок 15 на другой размер арматуры, или при смене проволочной бухты.
При вращении навивочного блока благодаря кинематической связи также вращается кулачковый диск 11 относительно навивочного блока, при этом относительно пространства кулачковый диск 11 остается неподвижным.
Станок способен совершать как левую, так и правую намотку. Эта операция очень значима во время сборки разного рода арматурного каркаса, а также позволяет расширить выпускаемый ассортимент изделий. Такая намотка расширяет применение в различных конструкциях, например, если осуществляется только левая намотка, то прежде, чем продеть арматуру, два растянутых элемента следует навить как сетку рабицу (фиг.7,а). Если осуществлять одну левую намотку, а другую правую, то достаточно просто пристыковать два элемента и продеть арматуру (фиг.7,б).
Благодаря выполнению станка с возможностью изменения расстояния между обоймами 6 можно изготовить конический элемент арматурного каркаса (фиг.8). При этом такой элемент выполняется следующим образом.
Провод 7 укладывается между зажимом 8 и оправкой 15. Навивочный блок получает предстартовое горизонтальное положение. Станок содержит программный блок, который управляет шаговым электродвигателем 13. В данном программном блоке задается программа на увеличение электродвигателем 13 расстояния между обоймами 6 каждые пол-оборота.
Дальше процесс продолжается непрерывно, но в обратном направлении, то есть с каждым пол-оборотом, уменьшая размер между обоймами 6.
Команда для изменения размера подается на электродвигатель 13, когда навивочный блок проходит положение от 0° до 90°, так как именно в этот момент прохождения зажимы 8.4, 8.2 отведены, а зажимы 8.1 и 8.3 находятся в зажатом положении. Вклинивающийся провод 7 в данном случае вытесняет уже готовый на тот момент виток с оправки 15, при этом изделие каркасного элемента удерживается зажимами 8.1, 8.3 вокруг оправки 15. При получении конического элемента арматурного каркаса необходимо, чтобы палец 15 был коротким с целью свободного изменения размера между обоймами 6 после вытеснения с оправки 15 полученного витка.
Преимуществами предлагаемого станка являются:
- быстрая перенастройка на нужный размер;
- способность как левой, так и правой намотки провода 7;
- возможность намотки под разные размеры арматуры;
- отсутствие необходимости подвода зажимов;
- возможность выполнения изделия различного профиля;
- защищенность всех механизмов от пыли, грязи и окалины;
- возможность программирования работы станка.
Таким образом, данная конструкция станка для изготовления элемента арматурного каркаса заданного профиля позволит повысить производительность и эксплуатационные характеристики за счет работы станка в непрерывном режиме до завершения подачи расходного материала или переналадки; снизить трудо- и энергозатраты, расширить технологические возможности за счет быстрой переналадки станка на различные типоразмеры изготавливаемых элементов арматурного каркаса, расширить разновидность выпускаемого элемента.