專利名稱:搖臂式彎管機用帶靠模導軌的隨動墊鐵的制作方法
本發(fā)明所涉及為彎管機，特別是搖臂式彎管機。具體而言，涉及到這種彎管機用的一種新型隨動墊鐵裝置，以使作用于被彎管件上的彎曲力更加均勻。
如圖1所示，液壓活塞的作用力F通過蹄鐵1上的銷軸A傳遞，使搖臂式彎管機工作。這一作用使得蹄鐵繞著軸線B或該軸線附近某點轉動。軸線B是蹄鐵半徑R的中心所在。管子C夾在蹄鐵1和墊鐵2之間進行彎曲，該墊鐵隨蹄鐵的轉動在滾輪3上滑動。裝在蹄鐵上的鞍鐵4將管子緊緊夾住以進行彎曲作業(yè)。
很明顯，當液壓活塞6推動連接銷7(形成銷軸A者)沿連接桿9上的滑槽8向著滾輪3方向滑動時，介于A、B二軸或二點之間的力臂長L的大小會發(fā)生變化。A、B軸間這種幾何關系的變化以及由此引起的隨蹄鐵轉動力臂長度的變化，其結果使得施于管子C上的彎曲力也產(chǎn)生了很大的變化。在過去，這種彎曲力的變化造成了大口徑管子彎曲時的不均勻。
本發(fā)明的目標是一種帶有靠模裝置的搖臂式彎管機，該裝置能與彎曲蹄鐵和隨動墊鐵共同作用，按照需要使彎曲力發(fā)生增大或減小的變化，以抵消力臂長度變化造成的影響，從而使作用于管子的彎曲力在彎管過程中更加均勻。
在本發(fā)明的典型的實施方案中，隨動墊鐵帶有一對靠模導軌，導軌上是一系列的斜面，其相對于彎管機蹄鐵工作面的傾角對于彎管機力臂長度的變化呈反向變化，這樣，便可大々提高作用于管子上的彎曲力的均勻性。
由于所加彎曲力更加均勻的結果，對于剛性管，如EMT和IMC等管子，一個90度的彎可在一次沖壓(即一個液壓活塞的沖程)內完成，管徑可達4英寸，而不需要二次沖壓。而且，彎后的管子基本上不存在褶皺。
以下對附圖作一簡介圖1是搖臂式彎管機的示意圖，表示了它的一些幾何特點。
圖2是該彎管機較為詳細的透視圖。
圖3是裝有靠模導軌的隨動墊鐵側視圖。
圖4是隨動墊鐵本身的俯視圖。
圖5是隨動墊鐵本身的端視圖。
圖6是二根相同的靠模導軌之中的一根的側視圖。
圖7是隨動墊鐵的側視圖。
圖8是隨動墊鐵的端視圖。
圖9是隨動墊鐵和蹄鐵以及夾在二者之間的管子的端視圖。
圖10是一個放大的示意圖，說明蹄鐵和隨動墊鐵二者間的幾何參數(shù)關系。
圖11是舊式搖臂式彎管機工作中彎曲力對于隨動墊鐵運動的變化曲線。
圖12是類似的變化曲線，是采用了本發(fā)明中帶有靠模導軌的隨動墊鐵后的彎管機的情況。
圖2所表示的這種搖臂式彎管機，用來彎曲建筑工程中常用來穿電線用的剛性管，如EMT和IMC鋼管或是鋁管。該彎管機包括彎曲蹄鐵10，在軸A處與液壓活塞12用銷連在一起。軸A與蹄鐵10的轉動軸B之間的距離為力臂長度，銷連接是通過對應著圖1中銷7的一個銷釘(未畫出)和一個人們熟知的軛式連接叉17來實現(xiàn)的。液壓活塞由液壓泵19驅動。位于蹄鐵10相對二側的連接叉20在一端由銷釘22連接在液壓缸缸體24上，另一端則連接于支撐滾輪24。連接叉20上開有數(shù)對孔28，用來插入銷22，使得彎管機可以采用不同尺寸的蹄鐵和隨動墊鐵的組合，也就是說，連接叉相對于液壓缸缸體來說是可調的。蹄鐵10上還帶有一個稱為鞍鐵的零件29，沿欲彎管件的部分外周將其夾緊，并隨蹄鐵的轉動將管子彎曲。
長條狀的隨動墊鐵30帶有一對靠模導軌或靠模條板32，以下邊將要講到的方式安裝其上，當管子C被彎曲時，該導軌與滾輪26之間產(chǎn)生滑動配合。如所周知，在彎管過程中，墊鐵30隨蹄鐵10的轉動要在滾輪26上移動。在圖2中，當蹄鐵繞軸B順時針方向轉動時，隨動墊鐵30將要向左移動，移動的線距離基本上與蹄鐵10的與半徑R相對應的圓周位移相等。
如圖9中更清楚地所示，蹄鐵10和隨動墊鐵30分別帶有相對的工作表面40與42，以及斷面形狀為半圓的槽48和50，二者相結合，一起形成或限定一個斷面的形狀基本為正圓的孔道，以在彎曲作業(yè)時放置管子C。蹄鐵10上的槽40沿蹄鐵的外周邊周向伸展，形成了一個半徑為R的圓拱的一部分。隨動墊鐵上的槽42則沿其縱軸伸展，由引入端52到尾端54。所謂引入端即首先碰到蹄鐵10的那一端。蹄鐵10的工作表面40帶有沿周向延伸的肩58，用來與隨動墊鐵上沿縱軸向延伸的二個側槽60相匹配，如圖中所示，每一個槽60都由一個縱向的肩62及與之垂直的側壁64構成，如圖9中所示。
圖3-圖6中畫出了隨動墊鐵30各零件的細節(jié)。墊鐵包括一個長的鑄鐵座70，引入端為52，尾端為54，上邊講到的那個第一工作面42就在這二端之間沿縱向伸展。墊鐵座70上還有第二工作面72，當墊鐵相對于蹄鐵處于工作位置時，該第二工作面朝向支撐滾。第二工作面72上，是縱向伸展的槽74，它由縱向肩76和與之垂直的側壁78組成。二側壁78間的凹陷80和橫向筋板82用以減輕墊鐵體的重量，同時又保持一定的強度。
每一肩部76在靠近引入端處有一螺孔84，在靠近尾端處有一螺孔85，側壁78中部開有一個螺孔86，與隨動墊鐵的縱軸垂直，同時也與螺孔84和85垂直。在引入端和尾端分別沿橫向配置了止動塊88和90，以便在彎管作業(yè)時和放開已彎好的管子時能夠限制隨動墊鐵的運動。
圖3中畫的非常清楚，從墊鐵座70的引入端直到尾端，縱向肩76朝著第一工作表面42所在的平面，沿縱向有一微小角度X如2度的傾斜。側壁78的頂部由引入端開始伸展，開始時基本與第一工作表面42平行，然后從連接點P開始到隨動墊鐵座70的尾端沿縱向朝著第一工作表面42傾斜下一小角度y，如4度。
圖7和圖8畫出了二條靠模導軌或板條32，通過擰入螺孔84的螺栓102，擰入螺孔85的螺栓104，以及擰入螺孔86的螺栓106，將它們裝在墊鐵體70上的槽74內，二條靠模導軌彼此相同，均呈長條狀，帶有支持表面110，用來裝在少許傾斜(2度)的肩76上，如圖中所示。在長條的反面朝著滾輪26的一側是樣板表面或靠模表面112，圖2中表示了墊鐵30處于工作位置時的情況。
圖6是與彎制45度蹄鐵相匹配的靠模導軌32的側視圖，圖中表示了支持面110由機加工做成平面，與靠模導軌本身120的基本平行的二側壁116和基本平行的二端面118都保持垂直。重要的是，靠模表面112上有一系列的斜面R1-R60，在圖6上由第1到第61個位置所確定，位置1到61又由坐標A和B所確定。這些坐標列在下邊，其中A是從靠模導軌引入端122到第1至60每一位置(LOC)的軸向或縱向距離，而B則是每一位置相對于支持面110的高度。
LOC A B LOC A B1 3.380 1.645 24 11.810 1.6442 3.746 1.649 25 12.176 1.6403 4.113 1.653 26 12.543 1.6364 4.479 1.656 27 12.910 1.6325 4.846 1.659 28 13.276 1.6276 5.212 1.661 29 13.643 1.6227 5.579 1.663 30 14.009 1.6178 5.945 1.665 31 14.375 1.6129 6.312 1.666 32 14.742 1.60710 6.678 1.667 33 15.108 1.60211 7.045 1.668 34 15.475 1.59712 7.411 1.669 35 15.841 1.59213 7.778 1.668 36 16.208 1.58614 8.145 1.667 37 16.574 1.58015 8.511 1.666 38 16.941 1.57416 8.878 1.665 39 17.308 1.56817 9.244 1.663 40 17.674 1.56118 9.611 1.661 41 18.041 1.55419 9.977 1.659 42 18.407 1.54720 10.344 1.656 43 18.774 1.54021 10.710 1.653 44 19.140 1.53222 11.077 1.650 45 19.507 1.52423 11.443 1.647 46 19.873 1.515
LOC A B LOC A B47 20.240 1.506 55 23.172 1.41248 20.606 1.497 56 23.538 1.39849 20.973 1.486 57 23.905 1.38250 21.339 1.475 58 24.271 1.36651 21.706 1.464 59 24.638 1.34852 22.073 1.452 60 25.004 1.33053 22.439 1.440 61 25.371 1.31254 22.805 1.426參考圖6和上述的A-B二座標，可以看出這一組斜面R1-R60在接近斜面R12時與支持面110的相對高度是增加的。而在R12以后直到靠模導軌的尾端，斜面R13至R60的高度是下降的。
位置1-61各點座標的具體數(shù)值隨著彎管機力臂長度L的變化而變，目的是使彎曲力產(chǎn)生正負二種增量，以補償力臂長度變化的影響，并由此使作用于管子C上的彎曲力線性化。確定座標A、B的具體數(shù)值時，要考慮到肩76的縱向傾斜或坡度，因為支持面110最終是坐在該肩上的。當縱肩76的坡度不同時，或當它與支持面平行時，這些座標值也是不同的。
計算上，座標A、B的數(shù)值用下述的方法確定。參考圖1，圖中給出了搖臂式彎管機中包括的各種幾何關系，并表示了在沖程開始時彎管機力矩的力臂長L(介于連接銷7和軸B間)。圖中還給出了該力臂繞著軸B或該軸附近某點轉過一角度θ后的力矩力臂長La，該長度對應于第二沖程開始時銷7的位置。很明顯，La等于COSθ×L。當然，半徑R處由動力F產(chǎn)生的轉矩由式T(轉矩)＝(F×L)/R來描述，而在第二沖程位置處同樣的力在蹄鐵半徑R處的轉矩則由式Ta＝(F×La)/R給出。圖10中對蹄鐵10以及隨動墊鐵的工作表面40和42處的力作了向量分析，其結果得到了下述彎曲力的減力方程〔(F×L)/R-(F×La)/R〕/F＝tanα (Ⅰa)和彎曲力的增力方程〔(F×L)/R-(F×La)/R〕/F＝tanα1(Ⅰb)式中tanα和tanα1與蹄鐵10的工作表面40或隨動墊鐵30的工作表面42的某一切線有關。tanα1被選作正參數(shù)，它造成靠模表面R1-R60的正向傾斜，而tanα則被選作負參數(shù)，它造成靠模表面R1-R60的反向傾斜。這些是考慮到力臂長度的變化而要改善彎曲力的線性所需要的。在彎管機彎曲力矩，液壓活塞壓力等工作常數(shù)選定之后，就可以由上述的方程確定隨動墊鐵上某點處靠模表面的傾斜角度及符號(+或-)。
至此，座標A、B便可由下述在工作表面40、42處，由圖10可清楚看出的幾何關系所決定B＝tanα×DN用以減少彎曲力 (Ⅱa)B1＝tanα1×DN用以增大彎曲力 (Ⅱb)例如，彎曲過程中，蹄鐵10繞著軸線點B每轉過1度，蹄鐵外周和隨動墊鐵將移動一距離D＝2R×π/360。對于圖1中力臂轉過θ的情況，蹄鐵外周和隨動墊鐵將移動一距離DN，它等于D乘以θ的度數(shù)。于是，DN便與座標A，即沿墊鐵縱向距引入端的距離發(fā)生了聯(lián)系，如果由上述方程Ⅰa和Ⅰb求得tanα與tanα1，并選取了適宜的增量DN后，1-61各位置的座標A、B便可確定。這就是說，在Ⅰa，Ⅰb，Ⅱa，Ⅱb四個方程中，只要代入選好的θ、F、L及La的數(shù)值，便可以得出能夠大大提高彎曲力均勻性的一系列座標A-B。
圖11是原有的搖臂式彎管機的彎曲力與連接銷(或液壓活塞)運動間的關系曲線，該彎管機具有90度彎曲蹄鐵，隨動墊鐵上裝有導軌，但是沒有本發(fā)明中那樣的靠模曲面，而是使導軌和第二工作表面平行于隨動墊鐵的第一工作面，即朝向彎管機蹄鐵的那個面，圖中可清楚看出彎曲力有很大的變化。
圖12是一張類似的曲線圖，但這時搖臂式彎管機帶有如上邊所描述的所發(fā)明的靠模導軌32。非常明顯，彎曲力的均勻性獲得了很大提高。
由于作用于管子上的彎曲力的均勻性或線性有了提高，使得一個90°的彎可以在一次沖壓(即液壓活塞12的一個沖程)中完成。而在過去，為了避免由于彎曲力劇烈變化而使彎管機受力過大，同樣的90°彎需要在二次沖壓或二個沖程中來完成。
為了便于說明，液壓活塞12在沖程開始時(即力臂為L時)的作用力被選作參量，由它來計算座標A、B，并進而確定斜面組R1至R60的斜度大小及符號。諳熟本行業(yè)技術的人可以看出，其它有關力臂長度的參數(shù)也可以用作這樣的參數(shù)量。例如，用力臂長La可以確定一組完全不同的A、B座標，和一系列不同的靠模導軌32的斜面，來提高作用于管子上彎曲力的均勻性或線性?？磕１砻娴男倍却笮〖胺柕淖兓瘧撆c力臂長度在彎管動作過程中的變化相適應，才能顯著改善彎曲力的線性。類似地，這些原則可以適用于任何半徑(尺寸)的蹄鐵和任一具體的管子尺寸，這一點是很明顯的。盡管以上只對本發(fā)明某些特點和優(yōu)選的實施方案作了詳細描述，但熟悉此項技術的人會認識到在下邊所附的權力要求范圍內可以作出各種各樣的實施方案和變形。例如，可以在隨動墊鐵上作出合適的靠模表面使彎曲力隨力臂長度變化發(fā)生所需要的變化。以下所附的權力要求正是試圖包括這些實施方法的種々變化。
權利要求
1.搖臂式彎管機，該彎管機帶有一蹄鐵，彎曲力通過蹄鐵上的一個軸進行傳遞，該軸與蹄鐵轉動軸間的距離為力臂長度，該距離在彎曲作業(yè)過程中有變化；該彎管機還有一隨動墊鐵，可隨蹄鐵的轉動與夾在蹄鐵與墊鐵間的管子一起運動；改進之處在于采用一靠模裝置，與隨動墊鐵及蹄鐵配合動作。使得作用于管子上的彎曲力隨力臂長度改變而改變，從而提高彎曲過程中施于管子上的彎曲力的均勻性。
2.搖臂式彎管機，該彎管機帶有一蹄鐵，彎曲力通過蹄鐵上的一個軸進行傳遞，該軸與蹄鐵轉動軸間的距離為力臂長度，其距離大小在彎曲作業(yè)過程中有變化;該彎管機還有一隨動墊鐵，可隨蹄鐵的轉動與夾在蹄鐵與墊鐵之間的管子一起運動;所作的改進在于可與隨動墊鐵配合作用的靠模裝置，其構形使得作用于管子上的彎曲力相對于力臂長度的改變成反方向變化，以提高彎管過程中作用于管子上的彎曲力的均勻性。
3.如權利要求
2中所述的彎管機，其靠模裝置包括在隨動墊鐵上有一系列傾斜面，其斜度的選擇使得在彎管過程中作用于管子的彎曲力能夠相對于力臂長度變化作相反的變化。
4.如權利要求
3中所述之彎管機，其隨動墊鐵包括一個底座，和至少一條安裝其上的靠模導軌，該靠模導軌帶有一系列如上述的斜面，以在彎管過程中使管上的彎曲作用力相對于力臂長度變化作如上所述的相反方向的變化。
5.如權利要求
3中所述之彎管機，其一系列的斜面中包括第一組斜面，從隨動墊鐵的引入端向尾端方向延伸，其高度逐漸上升，同時，還包括第二組斜面，接著第一組斜面向尾端伸展，其高度逐漸下降。
專利摘要
搖臂式彎管機用隨動墊鐵，包括一對靠模導軌，沿其縱向有一系列斜面。斜面相對于彎管機蹄鐵工作表面的斜度相應于彎管機力臂長度變化呈反向變化，用以使管子上的彎曲作用力更加均勻。
文檔編號B21D9/07GK85106156SQ85106156
公開日1987年3月4日 申請日期1985年8月15日
發(fā)明者拉里·G·艾德里曼 申請人:?？怂?塞爾-奧公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan