Гибочное устройство для получения из проволоки соединителей арматурных сеток

Область техники
Полезная модель относится к области металлообработки и строительства, а именно к станкам для гибки арматурной проволоки с целью получения соединителей для арматурных сеток. Указанные соединители используются для изготовления арматурных каркасов при производстве строительных панелей.
Уровень техники
В настоящее время самыми высокотехнологичными и производительными машинами для гибки изделий из арматуры являются автоматические машины с числовым программным управлением (ЧПУ), оснащенные 3D гибочными головками. Эти машины позволяют согнуть арматурные изделия практически любой сложности с высокой точностью. Но они не способны технологически и с заданной точностью изготовить сложные непрерывно протяженные арматурные изделия, поскольку во время процесса гибки изделие должно перемещаться вокруг рабочего органа машины. Необходимо учесть, что скорость гибки протяженных арматурных изделий сравнительно невелика и качество гибки снижает в связи с их провисом и уменьшением точности позиционирования в рабочем органе (гибочной головке). При этом указанные автоматические машины для гибки арматуры имеют сложную конструкцию и высокую стоимость.
Станки с ручным позиционированием изгибаемой арматуры в процессе гибки вообще не способны согнуть протяженные арматурные изделия с требуемой точностью и крайне непроизводительны.
Наиболее близким аналогом полезной модели является гибочное устройство для производства протяженных профилей, в том числе арматурных соединителей, раскрытое в заявке Испании ES260589, 01.04.1982. Устройство содержит формирователь в виде двух находящихся в зацеплении шестерен, а также привод вращения шестерен. Шестерни имеют зубья с формой, соответствующий профилю получаемого элемента. Указанное устройство позволяет с высокой производительностью формировать арматурные соединители с различной формой профиля: круглым, квадратным, трапецеидальным и т.д. Однако в дальнейшем, при сборке арматурного каркаса требуется большой объем работ по соединению арматурных изделий, что усложняет процесс производства каркаса в целом.
Раскрытие сущности полезной модели
Задачей заявленной полезной модели является устранение недостатков аналогов и разработка устройства для получения арматурных соединителей, обеспечивающих упрощенное (без сварки, скрутки и т.д.) соединение арматурных сеток при сборке каркасов.
Технический результат полезной модели заключается в повышении производительности изготовления арматурных каркасов при использовании соединителей арматурных сеток путем увеличения скорости гибки проволоки и сборки каркаса.
Указанный технический результат достигается за счет того, что гибочное устройство для получения из проволоки соединителей арматурных сеток содержит две установленные в одной плоскости и находящиеся в зацеплении формирующие шестерни, а также привод для вращения формирующих шестерен, осуществляющих пластическую деформацию проволоки при ее прохождении в зазоре между указанными формирующими шестернями. При этом на вершине каждого зуба формирующих шестерен с обеих сторон выполнены симметричные боковые выступы. Указанные боковые выступы совпадают с боковыми выемками, выполненными во впадинах зубьев соседней формирующий шестерни, при этом профиль впадин зубьев шестерен соответствует профилю вершин зубьев.
Кроме того, указанный технический результат достигается при использовании частных вариантов реализации полезной модели, согласно которым:
- зубья формирующих шестерен имеют эвольвентный профиль;
- зубья формирующих шестерен имеют трапецеидальную форму;
- зубья формирующих шестерен выполнены сужающимися к вершинам;
- каждая формирующая шестерня имеет три зуба и три впадины;
- привод формирующих шестерен содержит двигатель с редуктором, связанный через приводную шестерню с первой рабочей шестерней, которая находится в зацеплении со второй рабочей шестерней, при этом формирующие шестерни жестко закреплены на первой  и второй рабочих шестернях, соответственно;
- первая формирующая шестерня, закрепленная на первой рабочей шестерне, имеет две ограничительные пластины, размещенные со стороны торцевых поверхностей первой формирующей шестерни;
- вторая формирующая шестерня, закрепленная на второй рабочей шестерне имеет две ограничительные пластины, размещенные со стороны торцевых поверхностей второй формирующей шестерни, при этом диаметр ограничительных пластин второй формирующей шестерни меньше диаметра ограничительных пластин первой шестерни.
В заявленной конструкции гибочного устройства применяются две формирующие шестерни, между которыми пропускается арматурная проволока, что позволяет с высокой скоростью и точностью сформировать профиль арматурного соединителя заданной конфигурации. При этом, в отличие от ближайшего аналога, вершины зубьев формирующих шестерен имеют боковые выступы, а впадины зубьев имеют соответствующий вершинам зубьев профиль с выемками, ответными боковым выступам. Это позволяет получить соединители, имеющие средства упругой фиксации между стержнями арматурных сеток в виде гребней, что в свою очередь дает возможность отказаться от использования сварки и скрутки при производстве арматурных каркасов и упростить процедуру их сборки.  Таким образом, все приведенные признаки полезной модели обеспечивают достижение заявляемого технического результата, заключающегося в повышении производительности изготовления арматурных каркасов с использованием соединителей, изготавливаемых с помощью заявленного устройства.
Приведенные частные случаи реализации полезной модели также направлены на повышение производительности изготовления каркаса. Однако они не являются единственно возможными вариантами исполнения конструкции. При этом указанный результат может быть достигнут и без применения указанные дополнительных особенностей.
Краткое описание чертежей
Полезная модель поясняется чертежами, где:
на фигуре 1 показана конструкция формирующих шестерен устройства вместе с изогнутой арматурной проволокой;
на фигуре 2 показана конструкция привода шестерен;
на фигуре 3 показаны шестерни с круглыми ограничительными пластинами;
на фигуре 4 показан вид механизма формирователя сбоку (А-А);
на фигуре 5 показан вариант конфигурации соединителя с трапецеидальным профилем;
на фигуре 6 показан общий вид строительной панели, которая использует соединитель, формируемый посредством заявленного устройства.
Элементы на чертеже обозначены следующими позициями:
1 – первая формирующая шестерня;
2 – вторая формирующая шестерня;
3 – зуб формирующей шестерни;
4 - впадина формирующей шестерни;
5 - вершина зуба формирующей шестерни;
6 – боковой выступ на вершине зуба;
7 - боковая выемка впадины;
8 – выпуклые боковые стороны зубьев;
9 - изгибаемая арматурная проволока;
10 - конечная зона пластической деформации арматурной проволоки;
11 – начальная зона пластической деформации арматурной проволоки;
12 – изогнутый арматурный профиль;
13 – двигатель с редуктором;
14 – приводная шестерня редуктора;
15 – первая рабочая шестерня;
16 – вторая рабочая шестерня;
17 – ограничительная пластина первой шестерни;
18 – ограничительная пластина второй шестерни;
19 - станина формирователя;
20 - ось вращения шестерни;
21 – крышка шестерен;
22 – зона перемещения арматурной проволоки при её пластической деформации;
23 – соединитель арматурных сеток;
24 – арматурный каркас;
25 – верхняя арматурная сетка;
26 – продольный стержень верхней арматурной сетки;
27 – поперечный стержень верхней арматурной сетки;
28 – нижняя арматурная сетка;
29 – продольный стержень нижней арматурной сетки;
30 – поперечный стержень нижней арматурной сетки;
31 – теплоизолирующий сердечник строительной панели;
32 - щелевой паз сердечника;
Осуществление полезной модели
Заявленное устройство (станок) для гибки арматурной проволоки содержит формирователь в виде двух формирующих шестерен (1) и (2), находящиеся в эвольвентном зацеплении. Каждая формирующая шестерня (1,2) имеет зубья (3), чередующиеся с ответными впадинами (4) (впадины зубьев) (см. фиг.1).
На вершинах (5) зубьев (3) с обеих сторон выполнены симметричные боковые выступы (6). При этом впадины (4) зубьев формирующих шестерен имеют ответную вершинам (5) зубьев форму с соответствующими боковыми выемками (7), расположенными, предпочтительно, в зоне переходной поверхности зубьев шестерен (1,2).
В предпочтительном варианте реализации полезной модели шестерни имеют одинаковый диаметр, при этом каждая формирующая шестерня (1,2) содержит три зуба (3) и три впадины (4). Однако возможно применение любого другого числа зубьев для формирования различных профилей.
Зубья (3) формирующих шестерен предпочтительно имеют эвольвентный профиль с выпуклыми боковыми сторонами (8). Наиболее оптимальным является выполнение зубьев (3) трапецеидальной формы с сужением к вершинам. Это позволяет формировать из арматурной проволоки (9) соединители с зигзагообразным повторяющимся профилем с чередованием верхних и нижних оснований (W-образные арматурные трассы). Однако возможно использование зубьев другой формы: прямоугольной, округлой, овальной, треугольной, а также формы лопастей насосов, например, Рутса, шестерен Новикова и т.д.
Толщина формирующих шестерен (1) и (2) должна быть несколько больше диаметра изгибаемой арматурной проволоки (9) для обеспечения ее свободного прохождения через механизм формирователя.
Между вершиной (5) зуба (3) и впадиной (4) соседних формирующих шестерен имеется радиальный зазор, равный диаметру изгибаемой арматурной проволоки (9). При синхронном вращении формирующих шестерен (1,2) периодически происходит совпадение вершин (5) и впадин (4) соседних шестерен (1) и (2). При этом в области радиального зазора и переходных поверхностей зубьев (3) происходит образование зон (10) и (11) пластической деформации арматурной проволоки (9).
Боковые выступы (6) и боковые выемки (7) имеют такие размеры и такую форму профиля, что при обжатии в зазоре между ними арматурной проволоки (9) происходит ее пластическая деформация с образованием периодически изогнутого профиля (12). Причем при гибке не происходит заклинивания шестерен (1) и (2) и остановки процесса синхронного вращения шестерен.
Для каждого диаметра и типа изгиба арматурной проволоки (9) размеры и вид формирующих шестерен (1) и (2) будут различны.
Для обеспечения синхронного вращения шестерен (1) и (2) в устройстве предусмотрен привод, предпочтительно, включающий двигатель с редуктором (13), на валу которого закреплена приводная шестерня (14) (см. фиг. 2 и 4). Приводная шестерня (14) входит в зацепление с первой рабочей шестерней (15), находящейся, в свою очередь, в зацеплении со второй рабочей шестерней (16). На рабочих шестернях (15) и (16) жестко закреплены упомянутые формирующие шестерни (1,2) для передачи вращения от приводного двигателя (13). При этом возможно выполнение привода любой другой конфигурации.
В процессе работы устройства происходит поочередное перемещение зон пластической деформации (10) и (11) с одной формирующей шестерни на другую с перемещением арматурной проволоки (9). Для удержания проволоки (9) в указанных зонах (10) и (11) на первую формирующую шестерню (1) со стороны обоих торцов установлены круглые ограничительные пластины (17) (см. фиг. 2).
Диаметр D1 ограничительных пластин (17) больше диаметра формирующей шестерни (1), поэтому ограничительные пластины (17) полностью перекрывают зоны пластической деформации (10) и (11) ограничивая перемещение проволоки (9).
Формирующие шестерни (1) и (2) вращаются в одной плоскости. Поэтому на второй формирующей шестерне (2) снизу и сверху также установлены круглые ограничительные пластины (18) по толщине равные толщине пластин (17), но с меньшим диаметром D2.  При этом между пластинами (17) и (18) образован радиальный зазор.
Формирующие шестерни (1) и (2) вместе с пластинами (17) и (18) закреплены на рабочих шестернях (15) и (16). Для быстрого монтажа и ремонта деталей крепление может быть быстроразъемным, например, на болтах.
Двигатель с редуктором (13), предпочтительно, закреплен на станине (19) формирователя (см. фиг. 4). При этом на станине (19) установлены оси (20), на которых вращаются все элементы формирователя. Сверху оси (20) закрыты крышкой (21), ограничивающей продольное перемещение шестерен вдоль осей (20).
Устройство работает следующим образом.
Усилие вращения от двигателя (13) через редуктор, передается на приводную шестерню (14) и далее на рабочие шестерни (15) и (16). При вращении рабочих шестерен (15) и (16) происходит синхронное вращение формирующих шестерен (1) и (2). Прямая арматурная проволока (9) помещается в радиальный зазор между формирующими шестернями (1) и (2) и подается в начальную зону пластической деформации (11). При синхронном вращении шестерен навстречу друг другу происходит пластическая деформация арматурной проволоки (9) в области радиального зазора. Далее осуществляется продвижение начальной зоны пластической деформации (11) по направлению вращения шестерен (1) и (2) с окончательным формированием первого изгиба профиля арматурной проволоки (9) и его выхода из начальной зоны (11). Затем в процессе продвижения арматурная проволока (9) попадает в зону между выступами (6) вершин (5) зубьев (3) и боковыми выемками (7) впадин (4). Тем самым образуется конечная зона пластической деформации (10) и окончательно формируется второй изгиб арматурной проволоки (9), которая продвигается из зоны конечной пластической деформации (10). Таким образом, требуемый изгиб арматурной проволоки (9) приобретает окончательный вид (12).
Образование зон пластической деформации (10) и (11) в процессе вращения происходит поочередно на каждой шестерне в месте совпадения вершин (5) зубьев и впадин (4), что позволяет сформировать периодически изогнутую проволочную W-образную трассу необходимого профиля.
Полученная изогнутая проволока обрезается с получением готовых соединителей (23) (фиг. 5).
Указанные соединители используются для сборки арматурных каркасов (24) (см. фиг. 6), включающих верхнюю арматурную сетку (25), выполненную из ряда продольных стержней (26) и ряда поперечных стержней (27), и нижнюю арматурную сетку (28), также выполненную из ряда продольных (29) и ряда поперечных стержней (30), расположенных с определенными интервалами. Для получения строительной панели между сетками (25) и (28) устанавливается теплоизолирующий сердечник (31) в виде пластины, выполненной из утеплителя, в частности вспененного материала (например, пенополистирола).
Верхняя (25) и нижняя (28) арматурные сетки связаны посредством соединителей (23), формируемых с помощью заявленного устройства. Соединители (23) проходят в выполненных в сердечнике (31) трапециевидных щелевых пазах (32).
Гребни соединителей (23), вставлены между поперечными рядами арматурных стержней (27) и (30) верхней (25) и нижней (28) арматурных сеток с обеспечением упругой фиксации сеток в изгибах гребней волн без применения сварки, скрутки, хомутов или других дополнительных средств.