ВАЛКОВАЯ ГИБОЧНАЯ МАШИНА Российский патент 2004 года по МПК B21D5/14 

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, а именно к получению методом свертки из листа трубчатых деталей, и может быть использовано в авиационной, автомобильной и других отраслях машиностроения, где применяются трубы диаметром менее 50 мм из высокопрочных сталей и сплавов.

Известна одновалковая гибочная машина, содержащая станину, подвижной стол с эластичным покрытием, верхний валок и гидравлические цилиндры (см. патент ЧССР N 184265, кл. В 21 D 5/10, опубл. 31.10.77).

Особенностью гибки (формообразования) трубной обечайки из листа на одновалковых машинах является возникновение в процессе гибки значительных касательных напряжении в эластичном покрытии. В результате действия касательных напряжений возникает горизонтальная нагрузка, под действием которой верхний валок получает прогиб в горизонтальном направлении. Заготовка при формообразовании, повторяя по образующей форму изогнутого валка, получает остаточную деформацию в горизонтальном направлении, что влечет за собой искривление образующей обечайки, и в конечном итоге к браку. Кроме этого, эти напряжения приводят к значительному износу эластичного покрытия и к его быстрому разрушению.

В некоторых конструкциях машин рабочий валок имеет привод. Однако и в этом случае возникают касательные напряжения и соответствующие им горизонтальные нагрузки, но действующие в противоположном направлении, которые также искривляют обечайку. Опоры верхнего валка в известных машинах (см. патент РФ N2152836, кл. B 21 D 5/10, опубл. 20.07.2000) имеют малую жесткость в горизонтальном направлении. Это обусловлено тем, что угол отформованного участка обечайки за один переход не превышает 150 град, а за два перехода не превышает 360 град. Замкнутый поперечный контур обечайки получается за счет упругого отгиба и последующего пружинения на недостающий угол каждой кромки отформованной обечайки. Если увеличить жесткость за счет увеличения поперечного сечения опор, то замкнутый контур обечайки не получится, так как кромки не сойдутся ввиду ограниченной гибкости самой обечайки.

Таким образом в известных машинах невозможно уменьшить прогиб верхнего валка в горизонтальном направлении так, чтобы точность формы изгибаемых обечаек отвечала бы существующим требованиям. Снижение точности геометрической формы трубы приводит к значительным внутренним напряжениям при вибрационных нагрузках, что значительно снижает ресурс трубопроводов, используемых, например, в самолетостроении.

Целью предлагаемого изобретения является повышение точности изготовляемых трубных обечаек и расширение диапазона диаметров и длин изготавливаемых труб.

Поставленная цель достигается тем, что валковая гибочная машина, содержащая установленную на станине верхнюю траверсу, на которой установлен приводной от гидромотора верхний валок и стал с эластичным покрытием с возможностью перемещения от гидроцилиндра, смонтированный на вращающихся валках, установленных на траверсах, снабжена устройством синхронизации движения стола и вращения верхнего валка, выполненного в виде делителя потока, двух управляемых золотников, связывающих между собой гидроцилиндр с гидромотором, и регулятора расхода, установленного на выходе или из гидроцилиндра или из гидромотора.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежами, на которых на фиг.1 изображена валковая гибочная машина в сборе; на фиг.2 - разрез по А-А; на фиг.3 - функциональная схема машины.

Валковая гибочная машина содержит основание 1 станины, на которой смонтированы левая 2 и правая 3 стойки. На стойках 2 и 3 с возможностью перемещения установлена верхняя траверса 4 с механизмом перемещения верхней траверсы 5. На верхней траверсе 4 закреплены опоры 6. На опорах 6 с возможностью вращения установлен верхний валок 7 с приводом его вращения от гидромотора 8 через карданный вал 9. На стойках 2 и 3 смонтированы средняя траверса 10 с нижним валком 11, установленным в одной вертикальной плоскости с верхним валком 7, и по крайней мере две боковые траверсы 12 и 13 с валками 14 и 15. На валки 11, 14 и 15, установленные с возможностью свободного вращения, сверху оперт стол 16. Подвод делителя потока 20 соединен с трубопроводом "а", подводящим жидкость под давлением. Одна из отводящих линий делителя патока 20 соединена с золотникам 21, управляющим цилиндром 19, а другая - с золотником 22, который управляет гидромотором 8. Слив из цилиндра 19 осуществляется через золотник 21 непосредственно в трубопровод "б", а слив из гидромотора 8 - через золотник 22 и регулятор расхода 23.

Валковая гибочная машина работает следующим образом. При включении золотника 21 стол 16 под действием гидроцилиндра 19 перемещается в крайнее положение. На плиту 17 из эластичного покрытия стола 16 укладывается заготовка 24 так, чтобы продольная кромка листа была параллельна оси верхнего валка 7. Далее с помощью механизма перемещения 5 верхняя траверса 4 опускается до установленной величины внедрения верхнего валка 7 вместе с листом 24 в плиту 17 из эластичного материала, после чего одновременно включают золотники 21 и 22. Делитель потока 20 обеспечивает постоянную скорость поступательного движения стала и окружную скорость верхнего валка в обоих направлениях. Если из-за ошибки деления потока, например окружная скорость верхнего валка 7 будет превышать поступательную скорость стола, то с помощью регулятора расхода 23 можно снизить скорость вращения гидромотора 8 до поступательной скорости стола. При близких по величине окружной скорости на валке и скорости стола горизонтальная нагрузка снижается почти до нуля.

Использование изобретения по сравнению с известными устройствами позволяет повысить точность геометрической формы труб, выполняемых из высокопрочных сталей и титановых сплавов, за счет исключения горизонтальной нагрузки на верхний валок, а также повысить долговечность эластичного покрытия за счет снижения касательных напряжений.

Точность формообразования на предлагаемой машине повышается в 10...15 раз в зависимости от толщины, диаметра и материала формуемых трубчатых обечаек, что обеспечивает возможность использования автоматической сварки стыка. В свою очередь использование автоматической сварки стыка в свернутых на предлагаемой машине обечайках позволит существенно повысить качество геометрической формы получаемых труб, что в конечном итоге увеличит ресурс трубопроводов. Кроме этого, снижение касательной нагрузки повысит долговечность эластичного покрытия. Использование в качестве эластичного материала дорогостоящего полиуретана и трудоемкого монтажа эластичного покрытия на столе также даст экономию.

Использование: изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано при изготовлении длинномерных трубчатых обечаек малого диаметра из листовых сталей сплавов и титана. Сущность: валковая гибочная машина преимущественно для свертки длинномерных трубчатых обечаек малого диаметра из листа, содержащая установленную на станине верхнюю траверсу, на которой установлен приводной от гидромотора верхний валок и стол с эластичным покрытием с возможностью перемещения от гидроцилиндра, смонтированный на вращающихся валках, установленных на траверсах, снабжена устройством синхронизации движения стола и вращения верхнего валка, выполненного в виде делителя потока, двух управляемых золотников, связывающих между собой гидроцилиндр с гидромотором, и регулятора расхода, установленного на выходе или из гидроцилиндра, или из гидромотора. Изобретение обеспечивает улучшение качества деталей и увеличение срока между ремонтами. 3 ил.

Валковая гибочная машина преимущественно для свертки длинномерных трубчатых обечаек малого диаметра из листа, содержащая установленную на станине верхнюю траверсу, на которой установлен приводной от гидромотора верхний валок и стол с эластичным покрытием с возможностью перемещения от гидроцилиндра, смонтированный на вращающихся валках, установленных на траверсах, отличающаяся тем, что она снабжена устройством синхронизации движения стола и вращения верхнего валка, выполненного в виде делителя потока, двух управляемых золотников, связывающих между собой гидроцилиндр с гидромотором, и регулятора расхода, установленного на выходе или из гидроцилиндра, или из гидромотора.