Способ гибки труб

 

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности к технологии гибки труб, и позволяет повысить качество гиба и расширить технологические возможности Гибки за счет обеспечения гибки тонкостенных труб. В способе перед созданием кольцевой пластической зоны трубную заготовку протягивают в овальном калибре до (0,3-0,8)5 , где В - степень раздачи трубы, причем плоскость обжима расположена от плоскости раздачи на расстоянии 1Г 4 s i а tp/2, где а - расстояние между осью калибра и осью раскатной головки; Ер - длина роликов раскатной головки; RCD средний радиус трубы; S - толщина стенки трубы, при этом усилие изгиба прикладывают в плоскости большой оси овала трубы, а соотношение скоростей протяжки и раскатки определяется из зависимости п-а/Г Г R,p (Uf) , где V - скорость протяжки трубы; V - скорость вращения расткатной головки; п - количество роликов раскатной головки . Использование изобретения позволяет изготавливать тонкостенные трубы с отношением радиуса гиба к диаметру менее 30, овальностью менее 2,5% и с меньшими энергозатратами. 3 ил. (/) I СО 4 Ю сл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН цц4 В 21 0 9/!4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ с- Д

;, 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ. И ОТКРЫТИЙ (21) 4064722/22-27 (22) 24.03.86 (46) 07.10.87.Бюл, Ф 37 (71) Уральский научно-исследовательский институт трубной промышленности (72) С.В.Сериков, И.В.Демаков, Ю.M.Pÿçàíöåâ, Л.Л.Ситников, Г ° P.Херсонский, Н.M.Белкин и В.Д.Нохрин (53) 621 ° 774.63 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 818707, кл. В 21 0 9/14, 1979. (54) СПОСОБ ГИБКИ ТРУБ (57) Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности к технологии гибки труб, и позволяет повысить качество гиба и расширить технологические возможности гибки за счет обеспечения гибки тонкостенных труб. В способе перед созданием кольцевой пластической зоны трубную заготовку протягивают в

„„SU„„13425 2 А1 овальном калибре до (0,3-0,8) E где о — степень раздачи трубы, причем плоскость обжима расположена от плоскости раздачи на расстоянии

7 - В е а е 1 /2, где а — расстсание между осью калибра и осью раскатной головки, fр - длина роликов раскатной головки; R - средний радиус трубы; S - толщина стенки трубы, при этом усилие изгиба прикладывают в плоскости большой оси овала трубы, а соотношение скоростей протяжки и раскатки определяется из зависимости

1/ ЛI, = и а/Е4 R,(1+Е)7, где Чт скорость протяжки трубы; V - скорость вращения расткатной головки; п - количество роликов раскатной головки. Использование изобретения позволяет изготавливать тонкостенные трубы с отношением радиуса гиба к диаметру менее 30, овальностью менее

2,5Х и с меньшими энергозатратами.

3 ил.

1342562.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 передний 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

V . 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 V . Одновременно с осевым перемещением трубы производится нажим изгибающим роликом 4, который начинает изгибать тру" бу в плоскости большой оси полученного овала трубы от деформации валковым 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 в алковым 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 валкового калибра и осью раскатной головки выбирается следующим образом.

Из теории оболочек известно, что внеконтактные деформации расПространяются на длину, R, Зб, а при боль10 шей длине становятся пренебрежимо малы. Поэтому верхним пределом величины а принимается яначение тяе, S.

Когда расстояние а становится мень«Ер

2 ше †-- то происходит раскатка стенки трубы, которая приводит к возрастанию рабочих усилий. Поэтому нижним пределом расстояния а явля(р ется

Таким образом

fp и К 5ьа ср

При изгибе трубы в зоне пластического шарнира возникает неравномерная по сечению деформация стенки трубы, В плоскости изгиба величина деформаций наибольшая, а на нейтральной линии — наименьшая. Это приводит к неравномерному изменению по сечению трубы механических характеристик материала трубы, толщины стенки

35 трубы и к появлению овальности. Для уменьшения этих эффектов труба перед раскаткой овализируется таким образом, чтобы большая ось вала находилась в плоскости изгибающего усилия.

4 При этом суммарные деформации от обжатия валковым калибром от раздачи раскатной головкой и изгибающего усилия выравниваются по сечению трубы, что повьппает качество гиба. На полупромьппленной установке для гибки труб установлено, что степень раскатки трубы, при которой изменение механических свойств трубы после гибки не превышает допускаемые, лежит в

5О пределах 0,01Е 0,05. Овальность валкового калибра р определяется по формуле

y- =(K+1) . (2)

Обжатие трубы овальным калибром

55 составляет (0,3-0,8)E .

Соотношение скоростей перемещения трубы и вращения роликов раскатной головки определяется следующим об1342562 разом. Для качественной гибки необ. ходимо, чтобы подача трубы, равная а — — и единицу времени, не превышала величину ж R, где — .угол между роликами. Это условие соблюдается при соотношении скоростей

\ т и а

V 4 ii R (1+с)

Ср (3) В этом случае, когда скорость перемещения трубы V, больше велии а чины V ----------- то пластичес 4 R (!+Е) ср кий шарнир прорабатывает поверхность трубы по винтовой линии, ч,о ухудшает качество гиба. Если скорость V меньше, то снижается производительность установки.

Таким образом, предлагаемый спо— соб гибки труб с созданием пластического шарнира за счет совместной деформации трубы в налковом калибре и раздачей раскатной головкой позволяет изгибать тонкостенные трубы в холодном состоянии, что расширяет технологические возможности гибочного оборудования. Изгиб трубы н плоскости большой оси полученного овала трубы налконым калибром повышает качество гнутой трубы.

Пример. Испытание предлагаемого способа гибки труб производят на опытно-промышленной установке

ГТР-530 при 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 = О, 011 (6, 3 мм);

4,5 мм; Ч, = 1,66 м/с.

100 мм;

Ср

Соотношение скоростей перемещения трубы и вращения раскатной головки обеспечивает максимальную производительность установки при хорошем ка— честве гиба.

По формуле 1 определяем диапазон„ изменяя величины 140 a 50.

Принимаем а = 84 мм.

По формуле 2 определяем степень овальности калибра = 1,024, а по формуле 3 — скорость перемещения труПо сравнению с ним предлагаемый способ позволяет изгибать тонкостенные трубы с радиусом гиба менее

30 диаметров трубы и с овальностью менее 2,5Е.

В ходе испытания опробовано три

25 варианта гибки труб при одной величине изгибающего усилия.

По первому варианту обжатие в овальном калибре равнялось О, неличина а = 250 мм„ Я = 0,01 (6,3 мм); по второму — обжатие в овальном калибре равнялось О, величина а =

150 мм, E = 0,011 (6,3 мм); по третьему — обжатие в овальном калибре равнялось 2,5 мм, величина а

35 84мм,Я=0,011(6,3мм)

По первому варианту испытания трубы после гибки имела следующие параметры:

Отношение радиуса гиба

4р к диаметру ОО

Овальность трубы 107 по второму варианту:

Отношение радиуса гиба к диаметру 62,3

45 Ональность трубы 3Х по третьему варианту:

Отношение радиуса гиба к диаметру

Овальность трубы

5п Влияние скорости перемещения трубы показало, что при скорости

Ч > 0,3 м/с качество гибки трубы ухудшается.

Использонание предлагаемого способа гибки труб позволяет изгибать тонкостенные трубы с отношением радиуса гиба к диаметру менее 30 и овальностью менее 2,5Ж, с. меньшими энергозатратами.

20 5

0,47 /т бы в осевом направлении — — — — = 0 126 / ф ) !

О

V, = 0,21 м/с.

И

За базовый объект принимается способ гибки труб на опытно-промышленной установке, в которой труба не !

5 обжимается овальным калибром, а раскатная головка располагается на расстоянии а 140 мм от оси калибра.

1342562

Формула изобретения Способ гибки труб, включающий подачу, трубной заготовки, создание кольцевой пластической зоны раздачей с помощью вращающейся раскатной головки и приложение усилия к свободному концу заготовки, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения качества гиба и расширения 10 технологических возможностей за счет обеспечения возможности гибки тонкостенных труб, участок трубы, размещенный перед раскатной головкой на расстоянии а, определяемом из следую15 щего неравенства Я ° ъа

Ь где (- длина рабочей части роликов

Г раскатной головки;

R - средний радиус трубы; ср

S - толщина стенки трубы, подвергается овализации со степенью деформации (0,3...0,8) Е, где Е, степень раздачи трубы, усилие прикладывают в плоскости большой оси получаемого овала трубы, а соотношение скоростей подачи трубы и вращения роликов раскатной головки определяется из зависимости

\/ и а

v„ " в, (1+ ) где V, - скорость протяжки трубы;

V - скорость вращения роликов раскатной головки;

n - количество роликов раскатной головки.

1342562

Составитель И.Ковригина

Редактор И.Шулла Техред А.Кравчук Корректор И.Муска

Заказ 4546/7 Тираж 730 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д,4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г . Ужгород, ул. Проектная, 4