专利名称：利用钢带生产衬环工艺中切向等曲率弯曲加工设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及利用钢带生产衬环工艺中切向等曲率弯曲加工设备，应用于利用钢带生产衬环工艺中对经粗、精模具滚压工序后的钢带作切向的等曲率弯曲以卷绕成圆环。
背景技术：
衬环与刮片环一起组合成安装在活塞上用的组合油环，这种组合油环的结构是两只刮片环分别位于衬环两侧的肩台上。在组合结构中，衬环的作用是从径向、轴向两个方向支撑刮片环，关键是向刮片环提供径向的一定大小的弹性作用力。现行H形衬环，又名为长城形衬环、波形衬环，它系横截面为矩形的薄钢带经过两道特殊模具的粗滚压、精滚压工序后再使用设备把滚压后的薄钢带侧着弯曲成一圈圈相连的圆环，最后再经剪切、热处理工序制成。从径向由外向内俯视S型衬环外表面，衬环的基本结构单元是S形钢片，向左、右两侧外弯出的部分中皆带一竖直面，此亦即是向左、右两侧凸出的小平台；左、右两侧小平台的底部皆带一肩台，肩台用于肩负刮片环内表面，小平台则用于刮片环的侧向支撑。整个衬环就是由这样的基本结构单元在圆周上连续排列而成。这种组合油环在工作中，由刮片环将气缸壁上多余的润滑油刮下，同时又在缸壁上布一层薄薄的油膜，保证了气缸、活塞及环的正常润滑，使机油油耗维持在正常状况。若供给的滑油过多，势必被吸至燃烧室，使油耗量增大，而且因燃烧而产生的积炭对发动机性能影响极坏。在现代高速运行发动机上，特别重视活塞环控制油膜的作用。因此，对衬环的生产技术要求比较严格，要求同一侧面的众多小平台在同一个平面内(平面度好)，且同一侧面的众多肩台分布在一个比较严格的圆周上，整个衬环不能有翘曲、扭曲等变形，必须是一个直径很准确的开口圆环。目前国内衬环生产中，钢带绕制成圆环主要采用三只受螺栓调节的平压轮分别安装在绕圆杆外围三点上的设备进行绕制。在平压轮调整过程中主要是靠手感调整，故而在调整中很难确定所绕钢带环的直径大小以及所绕钢带环的平面度。另外，绕圆杆采用深沟槽内环形直齿输运所绕制的钢带。所绕制钢带在运行中常常脱离压轮，此时的监控人员需要停机重新调整，因而这种设备的日生产量只有3000环。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足之处，提供一种所绕钢带环的直径大小以及平面度皆可准确调整生产的利用钢带生产衬环工艺中切向等曲率弯曲加工设备。本发明的目的可以通过下述技术方案来达到(i)利用钢带生产衬环工艺中切向等曲率弯曲加工设备，包括竖直板座、压轮I、压轮II、压轮III、由电机驱动的绕圆杆；绕圆杆通过轴承座垂直安装在竖直板座上，上带一环形直齿；各压轮以其自身的圆侧面在竖直平面内通过固定机构安装在竖直板座上，分别位于绕圆杆外围的三处；其特征是(a)绕圆杆上的环形直齿位于绕圆杆环形凹槽内，槽深1 2毫米；
(b)压轮I、压轮II轮缘上带凹槽；凹槽深度比所绕钢带的高度小2 2. 5毫米； 压轮I、压轮II分别位于所绕钢带运动轨道的外侧；压轮III的轮缘为平面，位于所绕钢带运动轨道的内侧。(C)压轮I、压轮II、压轮III分别通过螺杆调整滑块机构I及其螺杆调整滑块座机构I组成的联合机构I、螺杆调整滑块机构II及其螺杆调整滑块座机构II组成的联合机构II、螺杆调整滑块机构III及其螺杆调整滑块座机构III组成的联合机构III安装在竖直板座上； 螺杆调整滑块机构I包括滑块I、滑块座I、压量调整螺杆I ；滑块I在滑块座I内的线性轨道上；压量调整螺杆I限制在滑块座I的孔内转动，末端旋入滑块I端头的螺孔内；压轮I安装在滑块I的另一端头上；螺杆调整滑块机构II包括滑块II、滑块座II、压量调整螺杆II ；滑块II在滑块座II内的线性轨道上；压量调整螺杆II限制在滑块座II的孔内转动，末端旋入滑块II端头的螺孔内；压轮II安装在滑块II的另一端头上；螺杆调整滑块机构III包括滑块III、滑块座III、压量调整螺杆III ；滑块III在滑块座III内的线性轨道上；压量调整螺杆III限制在滑块座III的孔内转动，末端旋入滑块III端头的螺孔内；压轮III安装在滑块III的另一端头上；螺杆调整滑块座机构I包括滑块座I、安装座I、平面度调整螺杆I ；滑块座I在安装座I的线性轨道内滑动；平面度调整螺杆I限制在安装座I上的孔内转动，末端旋入滑块座I的螺孔内；安装座I带竖直板座固定螺孔；螺杆调整滑块座机构II包括滑块座II、安装座II、平面度调整螺杆II ；滑块座II 在安装座II的线性轨道内滑动；平面度调整螺杆II限制在安装座II上的孔内转动，末端旋入滑块座II的螺孔内；安装座II带竖直板座固定螺孔；螺杆调整滑块座机构III包括滑块座III、安装座III、平面度调整螺杆III ；滑块座III在安装座III的线性轨道内滑动；平面度调整螺杆III限制在安装座III上的孔内转动，末端旋入滑块座III的螺孔内；安装座III带竖直板座固定螺孔；(d)滑块I滑动轨道线L12、滑块II滑动轨道线L22相互垂直；滑块III滑动轨道线L32与滑块II滑动轨道线L22之间的夹角β :60°彡β < 70°。(ii)i所述的利用钢带生产衬环工艺中切向等曲率弯曲加工设备，其特征还在于滑块I滑动轨道线L12与钢带进料方向之间的夹角γ 55° < γ <65°。(iii)i或ii所述的利用钢带生产衬环工艺中切向等曲率弯曲加工设备，其特征还在于滑块座I (π)、滑块座II (23)上加装百分表。本发明相比现有技术具有如下优点1、调机过程简单，平面度控制平稳。加装百分表后，调整可视，取代常规的凭手感调整的生产方式，在加工产品时具有调整周期短、装夹方便快捷、易维护、产品一致性好等特点。2、运行平稳，故障率低，日生产量高，比现有生产周期缩短了 40%以上。3、旋动压量调整螺杆II、压量调整螺杆III即可简便地调整压轮II、压轮III分别作用在所绕钢带上两个作用点的作用力大小，进而得到不同曲率半径下的等曲率钢带 (圆环)。从而，同一设备即可生产不同环径品种规格的衬环。
4、因为生产率高，可生产的品种规格多，也就能够及时小批量生产，降低了公司的库存，节约了成本，能更好地适应市场变化的需求，经济效益好。
附图1是本发明一实施例结构示意中1是竖直板座，2是绕圆杆，3是接料杆，4是所绕钢带，11是安装座I，12是平面度调整螺杆I，13是滑块座I，14是压量调整螺杆I，15是滑块I。16是压轮I ；21是压轮 II，22是滑块II，23是滑座II，M是平面度调整螺杆II，25是安装座II，沈是压量调整螺杆II，31是压轮III，32是滑块III，33是滑块座III，34是压量调整螺杆III，35是安装座 III，36是平面度调整螺杆III。O-XY是以绕圆杆中心点0为原点的平面直角坐标系，α是所绕钢带经等曲率弯曲段，L12为滑块I滑动轨道线，L22为滑块II滑动轨道线，L32为滑块III滑动轨道线。图2是图1中竖直板座的右视图。图3是压轮I、压轮II、压轮III被安装在竖直板座(1)上所采用的螺杆调整滑块机构及其螺杆调整滑块座机构组成的联合机构的结构示意图。图中40是安装座，41是滑块座，42是滑块，42是压轮轮缘凹槽，44是压轮，45是环片1，46是平面度调整螺杆旋钮，47是平面度调整螺杆体，48是锁定螺丝，49是压量调整螺杆旋钮，50环片II，51是压量调整螺杆体。
具体实施例方式本发明利用钢带生产衬环工艺中切向等曲率弯曲加工设备，包括竖直板座(1)、压轮I (16)、压轮II (21)、压轮III (31)、由电机驱动的绕圆杆O)。竖直板座(1)通过固定件安装在水平面上。绕圆杆( 通过轴承座垂直安装在竖直板座(1)上，上带一环形直齿。环形直齿用于驱动所绕钢带向前运动。各压轮以其自身的圆侧面在竖直平面内通过固定机构安装在竖直板座(1)上，分别位于绕圆杆(2)外围的三处；本发明的改进之处是(a)绕圆杆(2)上的环形直齿位于绕圆杆环形凹槽内，槽深1 2毫米。(b)压轮I (16)、压轮II 轮缘上皆带凹槽；凹槽深度比所绕钢带⑷的高度小2 2. 5毫米；压轮I (16)、压轮II 分别位于所绕钢带(4)运动轨道的外侧；压轮 111(31)的轮缘为平面，位于所绕钢带(4)运动轨道的内侧。压轮轮缘上的槽深与绕圆杆上的槽深之和比所绕钢带的高度要略小，差值Δ d在下式范围可以满足实际需要0 < AdS 1.5，单位毫米。若差值过大，会影响所绕钢带的平面度，造成翘曲、扭曲等变形。若差值为负数，压轮I、压轮II两轮轮缘凹槽底面则无法时时压在所绕钢带上，造成抖动，影响所绕钢带平稳运动和切向等曲率弯曲的效果。(c)压轮I (16)、压轮II (21)、压轮III (31)分别通过螺杆调整滑块机构I及其螺杆调整滑块座机构I组成的联合机构I、螺杆调整滑块机构II及其螺杆调整滑块座机构II 组成的联合机构II、螺杆调整滑块机构III及其螺杆调整滑块座机构III组成的联合机构 III安装在竖直板座上；螺杆调整滑块机构I包括滑块I (1 、滑块座I (1 、压量调整螺杆I (14)；滑块 1(15)在滑块座1(13)内的线性轨道上；压量调整螺杆1(14)限制在滑块座1(13)的孔内转动，末端旋入滑块1(1 端头的螺孔内；压轮1(16)安装在滑块1(1 的另一端头上；螺杆调整滑块机构II包括滑块II (22)、滑块座II (23)、压量调整螺杆II (26)；滑块11 在滑块座11 内的线性轨道上；压量调整螺杆II 06)限制在滑块座II 03) 的孔内转动，末端旋入滑块11 端头的螺孔内；压轮II 安装在滑块11 的另一端头上；螺杆调整滑块机构III包括滑块III (32)、滑块座III (33)、压量调整螺杆 111(34)；滑块111(32)在滑块座111(33)内的线性轨道上；压量调整螺杆III (34)限制在滑块座III (33)的孔内转动，末端旋入滑块III (32)端头的螺孔内；压轮III (31)安装在滑块III (32)的另一端头上；螺杆调整滑块座机构I包括滑块座I (1 、安装座I (11)、平面度调整螺杆I (12)； 滑块座1(13)在安装座I(Il)的线性轨道内滑动；平面度调整螺杆1(12)限制在安装座 I(Il)上的孔内转动，末端旋入滑块座1(13)的螺孔内；安装座I(Il)带竖直板座固定螺孔；螺杆调整滑块座机构II包括滑块座II (23)、安装座II (25)、平面度调整螺杆 11(24)；滑块座II 03)在安装座II 05)的线性轨道内滑动；平面度调整螺杆1^24)限制在安装座11 上的孔内转动，末端旋入滑块座11 的螺孔内；安装座11 带竖直板座固定螺孔；螺杆调整滑块座机构III包括滑块座III (33)、安装座III (35)、平面度调整螺杆 111(36)；滑块座111(33)在安装座111(35)的线性轨道内滑动；平面度调整螺杆111(36) 限制在安装座111(35)上的孔内转动，末端旋入滑块座111(33)的螺孔内；安装座111(35) 带竖直板座固定螺孔。螺杆调整滑块机构I及其螺杆调整滑块座机构I组成的联合机构I，螺杆调整滑块机构II及其螺杆调整滑块座机构II组成的联合机构II，螺杆调整滑块机构III及其螺杆调整滑块座机构III组成的联合机构III，它们的立体结构示意图皆可参照图3的结构安装座00)上的平面度调整螺杆被环片I 0 和平面度调整螺杆旋钮G6)限制在孔内自由旋转，平面度调整螺杆体G7)旋入滑块座Gl)的螺孔中。因此，旋动平面度调整螺杆旋钮G6)可实现滑块座Gl)在安装座GO)梯形槽线性滑轨内进退运动。滑块座上的压量调整螺杆被环片11(50)和压量调整螺杆旋钮G9)限制在孔内自由旋转，压量调整螺杆体(51)旋入滑块0 的螺孔中。因此，旋动压量调整螺杆旋钮G9)可实现滑块02)在滑块座Gl)梯形槽线性滑轨内作进退运动。由此推动固定在滑块G2)上的压轮04)作进退运动。所述联合机构II的结构示意图与图3的结构完全相同。所述联合机构I的结构与图3的结构，差别在于滑块G2)及滑块座Gl)的安装方向，只要将图3中的滑块02)及滑块座Gl) —起调个方向安装在安装座GO)内即是所述联合机构I的结构。所述联合机构III的结构与图3的结构，差别只在于压轮上，只要将图3中的压轮 (44)换成轮缘上未带凹槽G3)的，轮缘为平面的压轮即是所述联合机构III的结构。(d)滑块I滑动轨道线L12、滑块II滑动轨道线L22相互垂直；滑块III滑动轨道线L32与滑块II滑动轨道线L22之间的夹角β :60°彡β < 70°。
夹角β的大小，决定了所绕钢带经等曲率弯曲段α的曲率半径的可变化范围的宽与窄情况。夹角β值越大，曲率半径的可变化范围就越窄，可生产的衬环直径规格就少； 夹角β值越小，曲率半径的可变化范围就越宽，可生产的衬环直径规格就多。一角度下的不同直径规格，可以由压量调整螺杆111(34)的微小进退量变化来实现。为了所绕钢带(4)不只被压轮1(16)在一个作用点处施予作用力，需要增大所绕钢带(4)与绕圆杆O)内环形直齿的接触面，进而达到增大推动所绕钢带运动作用力的目的，滑块I滑动轨道线L12与钢带进料方向之间的夹角γ可满足下式55° < γ <65°。 此夹角越大，所绕钢带受压轮I作用的作用面积就越小。为了本发明能够在满足这一夹角下工作，本发明可将钢带进料方向部署在绕圆杆O)的X轴方向上，并设立所绕钢带(4)的接料杆(3)。接料杆(3)有两个作用一是支撑所绕钢带，二是用于悬挂经本发明等曲率弯曲后的众多连在一起的钢带环。为了调机时调整平面度的快速和准确，可以在上述各联合机构中的滑块座I (13)、 滑块座110:3)、滑块座III (3 上加装百分表，用于判定压轮圆侧面与竖直板座(1)表面之间的距离或此距离的变化量。本发明在使用前，先调整平面度调整螺杆I (12)、平面度调整螺杆II (M)、平面度调整螺杆III (36)，使压轮I (16)、压轮II (21)、压轮III (31)的圆侧面在同一个平面内。然后调整压量调整螺杆I (14)、压量调整螺杆II (26)、压量调整螺杆III (34)得到所要半径的等曲率弯曲段α。之后即可加大绕圆杆O)的转速，开始连续绕制等曲率弯曲的钢带环。 所得等曲率弯曲的钢带环经剪切，即得未经热处理的衬环。本发明加装百分表后，它的调整可视，取代常规的凭手感调整的生产方式，在加工产品时具有调整周期短、装夹方便快捷、 易维护、产品一致性好等特点。本发明所绕钢带(4)深陷压轮I (16)、压轮II (21)轮缘的凹槽和绕圆杆环形直齿所在的凹槽之中，将所绕钢带的侧面高度暴露量控制在1.5毫米以内，这就在确保了一个理想的平面度的同时，大大地提高了所绕钢带整体地作切向弯曲运动的能力，进而提高了抵抗偶然因素引起各种形变的能力，因而本发明故障率低。由此必然地，还可以通过提高绕圆杆的转速增加日产量。在生产中，使用现有技术所绕钢带因经常脱轨，日产量只有3000环，而本发明日产量可以达到4500环。生产率提高了 50%。故而经济效益好。本发明不仅降低了库存、节约了成本，而且还能更好地适应市场变化的需求，达到小批量、多品种的生产模式。
权利要求
1.利用钢带生产衬环工艺中切向等曲率弯曲加工设备，包括竖直板座(1)、压轮 I (16)、压轮II 01)、压轮III (31)、由电机驱动的绕圆杆O)；绕圆杆⑵通过轴承座垂直安装在竖直板座(1)上，上带一环形直齿；各压轮以其自身的圆侧面在竖直平面内通过固定机构安装在竖直板座(1)上，分别位于绕圆杆(2)外围的三处；其特征是(a)绕圆杆( 上的环形直齿位于绕圆杆环形凹槽内，槽深1 2毫米；(b)压轮I(16)、压轮II (21)轮缘上皆带凹槽；凹槽深度比所绕钢带(4)的高度小2 2. 5毫米；压轮I (16)、压轮II (21)分别位于所绕钢带(4)运动轨道的外侧；压轮III (31) 的轮缘为平面，位于所绕钢带(4)运动轨道的内侧；(c)压轮I(16)、压轮II (21)、压轮III (31)分别通过螺杆调整滑块机构I及其螺杆调整滑块座机构I组成的联合机构I、螺杆调整滑块机构II及其螺杆调整滑块座机构II组成的联合机构II、螺杆调整滑块机构III及其螺杆调整滑块座机构III组成的联合机构III 安装在竖直板座上；螺杆调整滑块机构I包括滑块I (1 、滑块座I (1 、压量调整螺杆I (14)；滑块I (15) 在滑块座I (1 内的线性轨道上；压量调整螺杆I (14)限制在滑块座I (1 的孔内转动，末端旋入滑块1(1 端头的螺孔内；压轮1(16)安装在滑块1(1 的另一端头上；螺杆调整滑块机构II包括滑块II (22)、滑块座II (23)、压量调整螺杆II (26)；滑块 11(22)在滑块座IK23)内的线性轨道上；压量调整螺杆II 06)限制在滑块座II 03)的孔内转动，末端旋入滑块II 02)端头的螺孔内；压轮IK21)安装在滑块11 的另一端头上；螺杆调整滑块机构III包括滑块III (32)、滑块座III (33)、压量调整螺杆III (34)； 滑块111(3 在滑块座111(33)内的线性轨道上；压量调整螺杆111(34)限制在滑块座 111(33)的孔内转动，末端旋入滑块111(32)端头的螺孔内；压轮111(31)安装在滑块 111(32)的另一端头上；螺杆调整滑块座机构I包括滑块座I (1 、安装座I (11)、平面度调整螺杆I (1 ；滑块座I (13)在安装座I (11)的线性轨道内滑动；平面度调整螺杆I (12)限制在安装座I (11) 上的孔内转动，末端旋入滑块座1(1 的螺孔内；安装座I(Il)带竖直板座固定螺孔；螺杆调整滑块座机构II包括滑块座II (23)、安装座II (25)、平面度调整螺杆II (24)； 滑块座II (23)在安装座II (25)的线性轨道内滑动；平面度调整螺杆II (24)限制在安装座 11(25)上的孔内转动，末端旋入滑块座11 的螺孔内；安装座11 带竖直板座固定螺孔；螺杆调整滑块座机构III包括滑块座III (33)、安装座III (35)、平面度调整螺杆 111(36)；滑块座111(33)在安装座111(35)的线性轨道内滑动；平面度调整螺杆111(36) 限制在安装座111(35)上的孔内转动，末端旋入滑块座111(33)的螺孔内；安装座111(35) 带竖直板座固定螺孔；(d)滑块I滑动轨道线L12、滑块II滑动轨道线L22相互垂直；滑块III滑动轨道线 L32与滑块II滑动轨道线L22之间的夹角β :60°彡β < 70°。
2.根据权利要求1所述的利用钢带生产衬环工艺中切向等曲率弯曲加工设备，其特征还在于滑块I滑动轨道线L12与钢带进料方向之间的夹角γ 55° < γ <65°。
3.根据权利要求1或2所述的利用钢带生产衬环工艺中切向等曲率弯曲加工设备，其特征是滑块座1(1 和滑块座11 上皆安装百分表。
全文摘要
本发明涉及利用钢带生产衬环工艺中切向等曲率弯曲加工设备，应用于利用钢带生产衬环工艺中对经粗、精模具滚压工序后的钢带作切向的等曲率弯曲以卷绕成圆环。它包括竖直板座、压轮I、压轮II、压轮III、由电机驱动的绕圆杆；绕圆杆通过轴承座垂直安装在竖直板座上，其特征是(a)绕圆杆上的环形直齿位于绕圆杆环形凹槽内，槽深1～2毫米；(b)压轮I、压轮II轮缘上带凹槽；(c)压轮I、压轮II、压轮III分别通过三个由螺杆调整滑块机构及其螺杆调整滑块座机构组成的联合机构安装在竖直板座上。有如下优点1、调机过程简单，平面度控制平稳。2、运行平稳，日生产量高，比现有生产周期缩短了40％以上。3、同一设备可生产不同环径品种。
文档编号B21D5/14GK102489560SQ201110431219
公开日2012年6月13日 申请日期2011年12月20日 优先权日2011年12月20日
发明者杨燃, 韩明华 申请人:华闽南配集团股份有限公司