Способ гибки труб

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 9) Ш) О 9/14 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ. И СССРНРЫТИЙ,с овальнгде о риотчем пло плоскос тель о 7 .В е а а е с г 2, где а - расстсание между осью калибра и осью раскатной головки; 5 Р - длина роликов раскатной головки; В- средний радиуструбы; 5 - толщина стенки трубы, приэтом усилие изгиба прикладывают вплоскости большой оси овала трубы, асоотношение скоростей протяжки и раскатки определяется из зависимостиУ /М, = и а/47 В, (1+ЕЯ, где Чскорость протяжки трубы; У - скорость вращения расткатной головки;и - количество роликов раскатной головки. Использование изобретения позволяет изготавливать тонкостенныетрубы с отношением радиуса гиба кдиаметру менее 30, овальностью менее ф2,5 Х и с меньшими энергозатратами.(54) СПОС (57) Изоб обработки ности к т асти част а и жно поз расширитьти гибкитонкостенсозданием бкиредй зо в труеаеа ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Уральский научно-исследокий институт трубной промьппле(56) Авторское свидетельствоУ 818707, кл. В 21 О 9/14, 19 Б ГИБКИ ТРУБетение относится к ометаллов давлением,хнологии гибки труб,повысить качество гитехнологические всзма счет обеспечения гых труб. В способе пкольцевой пластическзаготовку протягива калибре до (0,3-0,8) Я степень раздачи трубы, ость обжима расположе раздачи на расстоянии.Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к гибке труб.Целью изобретения является расширение технологических возможностей эа счет обеспечения возможности гибки тонкостенньгх труб и повышения качества гиба. На фиг.1 и 2 показана схема гибки труб; на фиг.3 - разрез А-А на Фиг.1.Способ осуществляется следующим образом.Труба 1 надевается на раскатную головку 2 при помощи приводных валков овального калибра 3. Когда пе . редний конец трубы 1 подойдет к изгибающему ролику 4, перемещение трубы прекращается. Производится распор роликов раскатной головки 2 на нужньр натяг. Раскатная головка приводится во вращение со скоростью Ч, . Труба 1 обжимается овальным калибром 3, при этом образуется пластический шарнир протяженностью а и начинают вращаться валки калибра 3, которые перемещают трубу в осевом направлении со скоростью Ч . Одновременно с осевым перемещением трубы производится нажим изгибающим роликом 4, который начинает изгибать тру" бу в плоскости большой оси полученного овала трубы от деформации вал" ковым калибром 3.При раскатке роликами внутренней поверхности трубы возникают изгибные деформации, которые имеют разный знак по толщине стенки трубы. Когда толщина стенки трубы небольшая, то пластические деформации от раскатки не охватывают всю толщину стенки трубы и поэтому снижение изгибающего усилия незначительно. Увеличить зону пластических деформаций можно за счет ограничения перемещений стенки трубы от раскатных роликов во внеконтактной зоне деформа-ций. Таким образом, валковый калибр, установленный в зоне внеконтактной деформации раскатной головки,ув еличивает зону пластических деформаций по толщине труб. При обжатии трубы валковым калибром и одновременной раздаче трубы раскатной головкой возникает сложнонапряженное состояние материала трубы, которое характеризуется тем, что изгибные деформации по толщине стенки трубы в пределах расстояния а несколько раз меняют свой знак.Расстояние а между осью валковогокалибра и осью раскатной головки выбирается следующим образом.Из теории, оболочек известно, чтовнеконтактные деформации расПространяются на длину 7 -)Й, Й 1 а при боль шей длине становятся пренебрежимомалы. Поэтому верхним пределом величины а принимается яначение 7 Й, б.Когда расстояние а становится меньВр15 2 Рше вто происходит раскаткастенки трубы, которая приводит квозрастанию рабочих усилий. Поэтомунижним пределом расстояния а явля 1 рТаким образом При изгибе трубы в зоне пластического шарнира возникает неравномернаяпо сечению деформация стенки трубы,В плоскости изгиба величина деформаций наибольшая, а на нейтральнойлинии - наименьшая. Это приводит кнеравномерному изменению по сечениютрубы механических характеристикматериала трубы, толщины стенки ЗБтрубы и к появлению овальности. Дляуменьшения этих эффектов труба передраскаткой овализируется таким образом, чтобы большая ось вала находилась в плоскости изгибающего усилия.4 О При этом суммарные деФормации отобжатия валковым калибром от раздачи раскатной головкой и изгибающегоусилия выравниваются по сечению трубы, что повьппает качество гиба. Наполупромьппленной установке для гибки труб установлено, что степень раскатки трубы, при которой изменениемеханических свойств трубы после гибки не превьппает допускаемые, лежит в ВО пределах 0,01 - Е 0,05. Овальностьвалкового калибра у определяется поФормулеу = (Е+ 1) (2) Обжатие трубы овальным калибромбб составляет (0,3-0,8)Я. Соотношение скоростей перемещения трубы и вращения роликов раскатной головки определяется следующим об.разом. Для качественной гибки необ ходимо, чтобы подача трубы, равная а-- в единицу времени, не превьш)ала величину ж Й, ) где а - .угол между роликами. Это условие соблюдается при соотношении скоростей Ч, и аЧ 47 й (1+Е)ср(3) В этом случае, когда скорость перемещения трубы Ч, больше велии ачины Что пластичесФтй (1+Осркий шарнир прорабатывает поверхность трубы по винтовой линии, что ухудшает качество гиба. Если скорость Ч меньше, то снижается производительность установки.Таким образом, предлагаемый способ гибки труб с созданием пластического шарнира за счет совместнойдеформации трубы в валковом калибреи раздачей раскатной головкой позволяет изгибать тонкостенные трубы в холодном состоянии, что расширяеттехнологические возможности гибочного оборудования. Изгиб трубы в плоскости больной оси полученного овалатрубы валковым калибром повышает качество гнутой трубы. П р и м е р. Испытание предлагаемого способа гибки труб производят на опытно-промышленной установке ГТРпри гибке труб диаметром 530 мм и толщиной стенки 7,5 мм. Установка имеет раскатную головку с пятью роликами. Распор роликов производится гидравлическим устройством. В качестве внешнего калибра используют двухвалковую прокатную клеть.Изгиб трубы производят при помощи гидравлического домкрата через рычажный механизм.Исходные данные для расчета 262,2 мм; Е = 0,011Ср Соотношение скоростей перемещения трубы и вращения раскатной головки обеспечивает максимальную производительность установки при хорошем качестве гиба, По формуле 1 определяем диапазон изменяя величины 140а - 50. Принимаем а = 84 мм.По формуле 2 определяем степень овальности калибра= 1,024, а по формуле 3 - скорость перемещения труПо сравнению с ним предлагаемыйспособ позволяет изгибать тонкостенные трубы с радиусом гиба менее30 диаметров трубы и с овальностьюменее 2,57В ходе испытания опробовано три 25 варианта гибки труб при одной величине изгибающего усилия.По первому варианту обжатие вовальном калибре равнялось О, величина а = 250 мм Я = 0,01 (6,3 мм); ЗО по второму - обжатие в овальном калибре равнялось О, величина а =150 мм, Е = 0,011 (6,3 мм); потретьему - обжатие в овальном калибре равнялось 2,5 мм, величина а- 84 мм, Я = 0,011 (6,3 мм) .По первому варианту испытаниятрубы после гибки имела следующиепараметры:Отношение радиуса гиба 40 к диаметру ос)Овальность трубы 107по второму варианту:Отношение радиуса гибак диаметру 62,3 45 Овалъность трубы 37по третьему варианту:Отношение радиуса гибак диаметруОвальность трубы50 Влияние скорости перемещениятрубы показало, что при скоростиЧ0,3 м/с качество гибки трубыухудшается.Использование предлагаемого способа гибки труб позволяет изгибатьтонкостенные трубы с отношениемрадиуса гиба к диаметру менее 30 иовальностью менее 2,57., с меньшимиэнергозатратами. 20,5 0,47 Чтбы в осевом направлении ---- = 0 126Ч )) 10Ч, = 0,21 м/с.ИЗа базовый объект принимается способ гибки труб на опытно-промышленной установке, в которой труба не 15обжимается овальным калибром, а раскатная головка располагается нарасстоянии а140 мм от оси калибра.Формула изобретенияСпособ гибки труб, включающий подачу, трубной заготовки, создание кольцевой пластической зоны раэда чей с помощью вращающейся раскатной головки и приложение усилия к свободному концу заготовки, о т л и - ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества гиба и расширения10 технологических возможностей за счет обеспечения возможности гибки тонкостенных труб, участок трубы, размещенный перед раскатной головкой на расстоянии а, определяемом из следую 15 щего неравенстваЯъаЬ где- длина рабочей части роликовГраскатной головки;В - средний радиус трубы;сртолщина стенки трубы, подвергается овализации со степенью деформации (0,30,8) Е , где 6 степень раздачи трубы, усилие прикладывают в плоскости большой оси получаемого овала трубы, а соотношение скоростей подачи трубы и вращения роликов раскатной головки определяется из зависимостиЧ и аЧс 4 7 В, (1+с)где Ч, - скорость протяжки трубы;Ч - скорость вращения роликовраскатной головки;и - количество роликов раскатной головки.1342562 Составитель И.КовригинРедактор И.Шулла Техред А.Кравчук Коррект Муек сное оизводственно-полиграфическое предприятие, г. од, ул. Проектная,аз 4546/7 Тираж ВНИИПИ Государстве по делам изобрете 113035, Москва,Ж730ного комитета СССРий и открытийРаушская наб., д,