Устройство для холодной гибки труб Советский патент 1992 года по МПК B21D9/14 

Изобретение относится к гибке труб, а именно к гибке труб с использованием эффекта снижения потребного изгибающего момента путем создания в трубной заготовке зоны, в которой прочность материала стенки снижена посредством деформирования ее в направлении, не совпадающем С направлением полезной деформации (например, в тангенциальном) или путем нагрева.

Известны способы и устройства, в которых зонное ослабление трубы производится нагревом узкого кольцевого участка трубы с помощью индуктора. По такой схеме работают станки фирмы Fabri kom, станки отечественного производства объединения Уралмаш.

К недостаткам указанного способа следует отнести чрезвычайно высокие энергозатраты при изготовлении гнутых отводоКа также возможное изменение механических свойств материала трубы.

Наиболее близкими по технической сущности к изобретению являются устройство с реализацией эффекта зонного ослабления трубы методом раскатывания ее изнутри роликовой раскаткой при одновременном движении трубы, что обеспечивает непрерывный процесс гибки.

Недостатком известного устройства являются сложность, необходимость в точном подборе режимов раскатывания (скорость и натяг) и продвижение трубы, образование наклепа на внутренней поверхности стенки трубы.

Цель изобретения - повышение качества гибки за счет увеличения равномерности обжатия при создании пластического шарнира в зоне гибки.

Это достигается тем, что требуемое зонное ослабление в трубной заготовке происходит за счет обжатия ее роликами обжимной клети, через которую труба проходит в процессе гибки. При этом площадка контакта роликов обжимной клети с трубой образуют непрерывную кольцевую зону, в которой металл приобретает тангенциальные напряжения сжатия близкие к пределу текучести, а контактные напряжения в месте соприкосновения роликов с трубой невелики и не приводят к образованию поверхностного наклепа, что положительно сказывается на качестве гнутого отвода по сравнению с отводом, полученным методом

сл

Ч О

ю

ю

раскатывания В то же время эффект резкого снижения момента, необходимого для из- ,гибэния трубы, приводит к тому, что возникающие в процессе гибки поперечные реакции опорных и отклоняющего роликов невелики, а потому резко снижается опасность остаточной овализации отвода в месте погиба. Этому препятствует также наличие рядом с зоной деформирования неослабленных, жестких участков заготовки и фиксирующее действие роликов обжимной клети.

Используя непрерывный, как и в случаях с индукционным нагревом и раскаткой, а следовательно более производительный, чем любой процесс поэтапной гибки, предлагаемое устройство, как показывает анализ, требует на 30-50% меньше энергозатрат, чем его аналоги с раскатыванием и более чем на порядок - в сравнении с гибкой при индукционном нагреве.

Йа фиг. 1 представлена общая схема устройства; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Устройство содержит основание 1, на котором смонтированы с возможностью вращения опорные ролики 2 и 3 и отжимной ролик 4, обжимная клеть 5 и гидроцилиндр 6.

Обжимная клеть имеет верхнюю 7 и нижнюю 8 трзверсы, в которых на осях 9 установлены ролики 10. Траверсы 7 и 8 связаны между собой гидроцилиндрами 11.Рабочие поверхности опорных роликов 2 и 3 выполнены тороидными. Также тороидны- ми выполнены рабочие поверхности роликов 10 с поперечным радиусом, равным радиусу изгибаемой трубы, и при сомкнутых на трубе верхней и нижней траверсах в сечении образуют окружность с диаметром, равным диаметру трубы При этом сохраняется возможность дальнейшего сближения траверс, т.е обжатия трубы, пропускаемой через клеть, а сами ролики 10 имеют возможность (за счет зазоров) некоторо го смещения вдоль осей 9.

Устройство работает следующим образом.

Трубная заготовка 12, подлежащая изгибанию, пропускается через клеть 5 и опорные ролики 2 и 3 и гидроцилиндром 6 подается в направлении отклоняющего ролика 4 до соприкосновения с ним (на фиг. 1 это положение заготовки изображено сплошными линиями).

Давление в гидроцилиндрах 11 поднимается до значения, обеспечивающего заданное напряженное состояние в кольцевой зоне трубы, охваченной роликами клети После этого поднимается давление в цилиндре 6 до тех пор, пока не начнемся

процесс продвижения трубы 12 через обжимную клеть 5. При этом передняя часть трубы находит на ролик 4, и происходит ее искривление в зоне обжатия, т.е. в зоне местного ослабления (положение заготовки изображено пунктирной линией).

Стыковка обжимной клети 5 с основанием 1 выполнена с возможностью смещения ее в процессе гибки в вертикальном и попе0 речном направлениях, а от продольного смещения клеть ограничена упором 13 на кронштейне основания.

Ролики 10 установлены на осях 9 с возможностью смещения по направлению сво5 их осей от номинального положения с целью обеспечения равномерной эпюры тангенциальных напряжений, для чего между наружными контурами роликов 9 и щеками траверс 7 и 8 имеются зазоры д (фиг. 2).

0 обеспечивающие эти смещения.

В дальнейшем одновременно с подачей трубы происходит ее непрерывное изгибание в зоне обжимной клети.

Процесс гибки завершается извлечени5 ем из устройства гнутого отвода

Экономический эффект от изобретения при выполненном объеме проработки определен быть не может. Однако даже при частичном его внедрении (например, на

0 строительстве трубопроводов) этот эффект составит весьма значительные суммы благодаря резкому росту производительности трубогибочных работ.

Изобретение разработано в служебном

5 порядке при выполнении совместной с УралНИТИ договорной работы Разработка технологии и экспериментального оборудования для гибки труб с использованием локального эффекта пластического шарни0 ра.

Годовая потребность в станках данного типа может составить сотни штук в год. Формула изобретения 1. Устройство для холодной гибки труб,

5 содержащее основание, смонтированные на основании опорный и отклоняющий ролики, размещенную между ними обжимную клеть, включающую две траверсы и два ролика с тороидальными рабочими по0 верхностями, установленными на соответствующих траверсах, и привод их сближения, а также механизм осевой подачи заготовки, отличающееся тем, что, с целью повышения качества за счет увели5 чения равномерности обжатия при создании пластического шарнира в зоне гибкиу оно снабжено закрепленными на основании кронштейнами и установленным на них дополнительным опорным роликом, разме- щенным между обжимной клетью и

отклоняющим роликом со стороны, противоположной отклоняющему ролику относительно продольной оси устройства, и смонтированным на кронштейнах упором для обжимной клети, обжимная клеть смонтирована с возможностью свободного перемещения относительно продольной оси устройства, каждая траверса обжимной клети снабжена двумя дополнительными роликами, выполненными аналогичными

имеющимся роликам обжимной клети, а все ролики обжимной клети размещены на соответствующих осях с возможностью ограниченного перемещения вдоль них.

2Устройство поп.1,отличающее- с я тем, что привод сближения роликов выполнен в виде пары гидроцилиндров.

3Устройство поп.1,отличающее- с я тем, что привод сближения роликов выполнен в виде эксцентрика.

Использование1 при гибке труб в условиях массового производства. Сущность изобретения состоит в снабжении устройства обжимной клетью, обеспечивающей создание пластического шарнира. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.