Способ гибки труб и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к трубогибочному производству, и может быть использовано для изготовления змеевиков. Цель изобретения - повышение качества изделий за счет исключения гофров при гибке трубных заготовок с относительной толщиной ≅ 0,05 из сталей с пределом текучести, равным 65 кг/мм². Способ включает операции заполнения трубной заготовки сыпучим наполнителем, закрепление ее в ручье гибочного шаблона и обкатку свободного конца роликом с ручьем. Перед операцией обкатки на трубной заготовке в месте начала гиба выполняют впадину усилием, приложенным к ролику по нормали к оси заготовки и равным (1,0 - 1,1) нормальной составляющей усилия гиба, а участки заготовки за местом окончания гиба подвергают последовательному обжиму между роликом и гибочным шаблоном. Устройство для осуществления способа содержит гибочный шаблон с прямыми участками до и после участка гиба, механизм зажима заготовки и водило с расположенными на нем роликом с ручьем и механизмом его перемещения и фиксации относительно гибочного шаблона. Ролик выполнен с выступом с прямолинейным ручьем, тангенциально сопряженным с ручьем ролика. Ролик и шаблон снабжены соосными с ними зубчатыми колесами, находящимися в зацеплении таким образом, что место сопряжения ручьев ролика и выступа может быть расположено против окончания участка гиба гибочного шаблона. Способ и устройство обеспечивает изготовления змеевиков из тонкостенных труб с малым радиусом гиба без образования гофров, заменов и без размерных отклонений. 2 с. п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к трубогибочному производству, и может быть использовано например, для изготовления змеевиков секций воздухо-воздушных теплообменников газотурбинных двигателей. Цель изобретения повышение качества изделий за счет исключения гофров при гибке трубных заготовок с относительной толщиной не более 0,05 из сталей с пределом текучести, равным 65-70 кг/мм². На фиг. 1 изображено устройство, поперечный разрез; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 положение гибочного шаблона и ролика в момент начала гибки; на фиг.4 промежуточное положение; на фиг.5 окончание гибки. Устройство содержит неподвижно закрепленный на основании 1 гибочный шаблон 2 с прямолинейным участком 3 до криволинейного участка 4 гиба и прямолинейным участком 5 после участкa 4, механизм 6 зажима трубной заготовки 7 на гибочном шаблоне 2, размещенный со стороны участка 3, и водило 8 с роликом 9 с ручьем 10 и механизмом 11 перемещения и фиксации ролика относительно гибочного шаблона 2, выполненного, например, в виде винтового механизма. Ролик 9 снабжен выступом 12 с выполненным на нем прямолинейным ручьем 13, тангенциально сопряженным в месте 14 с гибочным ручьем 10 ролика 9. Ролик 9 и гибочный шаблон 2 снабжены соосными с ними зубчатыми колесами 15 и 16, находящимися в зацеплении друг с другом таким образом, что место 14 могло располагаться против места 17 сопряжения участка 4 гибочного шаблона 2 с участком 3. Способ осуществляется следующим образом. Перед гибкой по эталонной трубной заготовке (с сыпучим наполнителем) определяют усилие гиба. Для этого эталонную заготовку устанавливают на гибочный шаблон 2, закрепляют ее на прямолинейном участке 3 посредством механизма 6. Затем ролик 9 подводят до касания с эталонной заготовкой посредством механизма 11 и фиксируют в этом положении. Затем осуществляют гиб. Усилие гиба, возникающее в месте контакта ролика 9 и заготовки, определяют замером усилия, приложенного к водилу 8. Затем, зная длину плеча водила 8, определяют окружную силу трения на ролике 9. Нормальную составляющую усилия N гибки определяют как частное, в числителе которого окружная сила трения, в знаменателе коэффициент трения. После этого на горизонтальный участок 3 шаблона 2 устанавливают трубную заготовку 7 и крепят при помощи механизма 6. Ролик 9 механизмом 11 подводят к заготовке 7 и усилием Р (1,0-1,1)N выполняют впадину 18, после чего ролик 19 фиксируется механизмом 11. Последующая обкатка осуществляется приложением усилия к водилу 8. В процессе обкатки ролик 9 воздействует на переднюю стенку впадины 18 и сыпучий наполнитель заготовки 7 раздает ее и передает усилие на стенку, расположенную со стороны участка 4 гибочного шаблона 2, одновременно с изгибом противолежащих участкам стенки, расположенной со стороны ролика 9. Такая раздача части заготовки 7, предлежащей ролику 9, осуществляется без ограничения деформации со стороны ролика, и поэтому перед впадиной 18 поднимается волна 19. Создание волны 19 превращает цилиндрическое сечение трубки непосредственно перед роликом в овальное, большая ось которого лежит в плоскости гиба, что приводит к повышению устойчивости участка трубки, непосредственно подвергаемого последующему воздействию ролика, к образованию эллипсности. Ролик в процессе гибки должен пройти участок, на котором образована волна, смять ее и одновременно образовать новую волну на новом участке. Волна, проскакивая под роликом в процессе гибки, частично восстанавливается и поверхность трубки опять становится цилиндрической. Когда совпадут места соединения 14 и 17, осуществляется обжим овализованной трубы со сдвигом в сторону свободного конца заготовки. Создание волны 19 обеспечивает дополнительную осевую силу при последующей гибке, с помощью которой можно уменьшить сжимающие напряжения σ_сжна поверхности деформируемой трубки, прилегающей к шаблону, для исключения образования гофров. При Р < N образуются гофры, а при Р > 1. 1N происходит разрыв трубы. П р и м е р. Изготавливали змеевики секции теплообменников с размерами: угол гиба 180^о, радиус гиба по средней линии трубы 10,5 мм из стали ХН50ВМТЮБ-ИД. В качестве заготовки выбрана трубка сечением диаметром 6 х 0,3 мм. Трубку заполняли микрошариками из стали, диаметр которых 160-200 мм. Усилие гиба трубной заготовки 1,5 (на водиле) нормальная составляющая усилия гиба 200 кг. Трубную заготовку консольно крепили в ручье гибочного шаблона. Затем водило с роликом устанавливали в исходное положение, соответствующее началу участка гиба шаблона. Усилием, приложенным к ролику, в направлении, перпендикулярном оси заготовки и равным 200 кг, на заготовке выполняли впадину. Ролик фиксировали от радиального перемещения относительно гибочного шаблона. Затем осуществляли обкатку свободного конца заготовки и последующий обжим участков, расположенных за местом окончания гиба с усилием на водиле, равным 2 кг. Отклонение в размерах: утонение стенки 0,04 мм, эллипсность 0,3 мм, гофрообразование отсутствует, что соответствует ТТ чертежа. Способ и устройство обеспечивают изготовление змеевиков воздухо-воздушных теплообменников, для ГТД из тонкостенных труб с малым радиусом гиба без образования гофров, заминов и без размерных отклонений.

Формула изобретения

1. Способ гибки труб, преимущественно змеевиков, включающий консольное закрепление трубной заготовки на шаблоне, предварительную переформовку сечения заготовки в зоне гибки в овальное с размещением большой оси в плоскости гиба, и гибку колена с правкой его сечения, отличающийся тем, что, с целью повышения качества изделий за счет исключения гофров при гибке трубных заготовок с относительной толщиной не больше 0,05 из сталей с пределом текучести, равным 65 - 70 кг/мм², предварительно по эталонной трубной заготовке с сыпучим наполнителем определяют усилие гибки, трубную заготовку заполняют сыпучим материалом, переформовку сечения заготовки в овальное осуществляют за счет поперечного сжатия перед зоной гиба со стороны, противоположной шаблону, усилием, равным 1,0 - 1,1 нормальной составляющей усилия гибки, а после гибки колена на прилегающем к нему участке осуществляют правку сечения со сдвигом стенки в сторону свободного конца заготовки. 2. Устройство для гибки труб, содержащее неподвижный гибочный шаблон с прямолинейными участками по обе стороны от криволинейного, механизма зажима, размещенный против одного из прямолинейных участков шаблона, водило с роликом и механизмом радиального перемещения и фиксации ролика относительно гибочного шаблона, при этом ролик и шаблон выполнены с ручьями на их рабочих поверхностях, отличающееся тем, что оно снабжено установленными с возможностью взаимодействия одно с другим зубчатыми колесами, жестко связанными с шаблоном и роликом соответственно, гибочный ролик выполнен с выступом и прямолинейным ручьем на нем, сопряженным с имеющимся ручьем, при этом место сопряжения ручьев гибочного ролика размещено с возможностью периодического расположения против места сопряжения другого прямолинейного участка с криволинейным на шаблоне.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 13.01.2000

Номер и год публикации бюллетеня: 9-2001

Извещение опубликовано: 27.03.2001