Способ гибки металлических труб

 

Использование: обработка металлов давлением. Сущность изобретения: способ включает местное разупрочнение трубной заготовки и приложение изгибающего момента с осаждающим усилием к разупрочненному участку трубы. По сечению трубы создают кольцевую зону разупрочнения переменной ширины. Дана расчетная формула для определения ширины и функции от исходной толщины трубной заготовки, наружного диаметра заготовки и расстояния разупрочненного участка трубы от нейтральной оси. Осаждающее усилие создают при сближении концевых участков заготовки. Приведена расчетная формула для определения угла гибки. 3 ил.

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к технологии гибки труб для использования в судостроительной, машиностроительной, авиационной и др. отраслях промышленности.

Известен способ гибки труб, при котором трубу перемещают в продольном направлении через нагревательное устройство (1).

Недостаток этого технического решения заключается в том, что при его использовании не обеспечивается изготовление трубных изделий с малыми радиусами гибки.

Известен также способ гибки металлических труб, включающий разупрочнение трубной заготовки кольцевым нагревателем и приложение изгибающего момента с осаживающим усилием в зоне гибки (2).

Недостатки этого способа заключаются в том, что, во-первых, его использование не обеспечивает изготовление труб с практически нулевыми радиусами сопряжения соседних прямолинейных участков трубной заготовки, и, во-вторых, для создания электродинамического усилия в зоне гибки требуется линейный асинхронный двигатель, статор которого должен быть установлен с зазором относительно нажимного ролика.

Технический результат, достигаемый при использовании описываемого изобретения, заключается в том, что оно обеспечивает изготовление труб с нулевыми радиусами гиба при достаточно простом приеме создания осаживающего усилия в зоне гибки за счет сближения концевых участков трубной заготовки.

В описываемом способе гибки металлических труб, включающем местное разупрочнение трубной заготовки кольцевым нагревателем, преимущественно индукционным, и приложение изгибающего момента с осаживающим усилием к разупрочненному участку трубы, ширину которого принимают из условия исключения гофрирования трубы при гибке, отличительной особенностью является то, что кольцевую зону разупрочнения заготовки выполняют переменной по ширине в зависимости от расстояния нейтральной оси гибки до разупрочненного участка трубы, а осаживающее усилие в зоне гибки создают при сближении концевых участков трубной заготовки до требуемого угла гибки последней.

На фиг. 1 показано исходное положение трубной заготовки; на фиг. 2 - промежуточный момент гибки трубы; на фиг. 3 момент окончания гибки трубы.

Согласно фиг. 1 исходное положение трубной заготовки характеризуется тем, что кольцевую зону трубы разупрочняют посредством нагрева до заданной температуры кольцевым нагревателем, например индукционным, лазерным и др. причем ширину кольцевой зоны разупрочнения по сечению трубы выполняют переменной согласно зависимости b 6 Soh/D (где So - исходная толщина трубы, h/D относительное расстояние от нейтральной оси гибки, т. е. от точки О до разупрочненного участка трубы, D наружный диаметр трубы). Наибольшая ширина кольцевой зоны нагрева bmax 6 So EF на линии EF имеет место при h D, которая принимается из условия исключения гофрирования трубы при гибке.

Приложение к трубной заготовке изгибающего момента М и осаживающего усилия Poc (см. фиг. 2 и 3) приводит к ее изгибу за счет осадки материала в зоне разупрочнения. В связи с тем, что степень осадки материала в текущий момент гибки т в разупрочненной зоне задается постоянной по высоте h, а ширина зоны осадки b принята переменной в зависимости от той же высоты h, гибка трубной заготовки сопровождается утолщением трубы до толщины Sт, постоянной по сечению трубы.

Сближение концевых участков трубной заготовки, сопровождаемое изменением исходной длины трубы Lo до текущей длины Lт сопровождается утолщением трубы с исходной толщины Sо до текущей толщины Sт, что приводит к встречному повороту левой и правой ветвей трубы соответственно на текущие углы т/2 и, следовательно, к изгибу трубы на текущий угол т (см. фиг. 2). Нейтральная линия при изгибе трубы по описываемому способу располагается по ломаной линии АтOBт и АдOBд, что исключает появление растягивающих напряжений в сечении изгибаемой трубы. Благодаря этому исключаются утонение трубы и овализация изделия.

Получение заданного угла изгиба д в детали обеспечивается при сближении концевых участков трубы с исходной длины Lo до длины Lд, что сопровождается утолщением материала в разупрочненной зоне с толщины So до толщины Sд (см. фиг. 3). При этом угол гибки детали д принимают не более допустимого где ос.доп допустимая степень осадки материала при заданной температуре нагрева.

Пример. Для изгиба трубы диаметром D 30 мм и толщиной So 2,5 мм на угол гибки д 10o концевые участки трубной заготовки зажимают в устройстве (условно не показано) и при помощи нагревательного устройства, выполненного в виде кольцевого индуктора с экраном, трубную заготовку нагревают до температуры гиба 850-1000oC (в зависимости от исходного материала). При этом параметры высокочастотного индукционного нагрева следующие: напряжение до 36-50 В, сила тока до 20 тыс. А.

Нагрев трубы внутри индуктора осуществляется в течение 1,5-2,0 сек с обеспечением разупрочнения материала по схеме на фиг. 1 при максимальной ширине зоны нагрева b 6 So 6 2,5 15 мм. При достижении в трубе необходимой температуры в зоне разупрочнения работу нагревательного устройства прекращают и обеспечивают сближение концевых участков трубы до тех пор, пока не будет получен требуемый угол гиба д 10o. В связи с тем, что допустимый угол гиба трубы доп согласно приведенной формуле при допустимой степени осадки ос.доп 0,5 составляет Так как допустимый угол гиба доп 14o больше требуемого угла гиба д 10o, изготовление требуемого изделия возможно при приведенных параметрах нагрева заготовки без разрушения заготовки.

Таким образом, описанный способ гибки металлических труб обеспечивает производство трубных изделий практически с безрадиусным сопряжением соседних участков труб при достаточно простом приеме создания осаживающего усилия в зоне гибки трубной заготовки за счет сближения концевых участков ее, что обеспечивает высокое качество изделий.

Формула изобретения

Способ гибки металлических труб, включающий местное разупрочнение трубной заготовки кольцевым нагревателем, преимущественно индукционным, и приложение изгибающего момента с осаживающим усилием к разупрочненному участку трубы, ширину которого принимают из условия исключения гофрирования трубы при гибке, отличающийся тем, что по сечению трубы создают кольцевую зону разупрочнения переменной ширины, определяемой зависимостью b 6S0h/D, а осаживающее усилие в зоне гибки создают при сближении концевых участков трубной заготовки, причем угол гибки последней принимают не более где b ширина кольцевой зоны разупрочнения труб, мм;
S0 исходная толщина трубной заготовки, мл;
D наружный диаметр трубной заготовки, мм;
h расстояние разупрочненного участка трубы от нейтральной оси, мм;
ос.доп. допустимая степень деформации осадки материала трубы при заданной температуре ее нагрева.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способам гибки труб

Изобретение относится к обработке металлов давлением и температурой и может быть использовано в промышленных уста

Изобретение относится к способам сооружения стальных магистральных трубопроводов преимущественно большого диаметра

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частное ти к технологии гибки труб (Т).Целью изобретения является снижение затрат и повышение качества Т за счет выравнивания механических свойств на изог нутом и прямых участках

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в различных отраслях машиностроения при изготовлении деталей сферической или конической формы из труднодеформируемых сплавов

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано для гибки стальных труб

Изобретение относится к области обработки металлов давлением

Изобретение относится к трубному производству и может быть использовано для загрузки и отгрузки труб большого диаметра. Труба подается в аксиальном направлении через нагревательное устройство индуктивного действия, кольцеобразно обхватывающее эту трубу. У конца трубы предусмотрена приемная пиноль с возможностью аксиального перемещения в направлении подачи трубы, жестко соединенная с устройством для гибки труб. Причем приемная пиноль фиксирует трубу изнутри и создает аксиальное усилие для проталкивания трубы через нагревательное устройство индуктивного действия до фиксации ее заднего конца в переднем зажимном замке на гибочном плече. Улучшается позиционирование трубы и повышается надежность ее извлечения. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к технологии гибки труб для использования в машиностроительной промышленности. Трубную заготовку торцуют с двух сторон, в торец зажимаемого участка трубной заготовки монтируют одним концом по прессовой посадке полый сопрягающий переходник типа двойной ниппель, зажимают участок трубной заготовки с переходником внутри внешнего шаблона в форме цилиндрического или кольцевого барабана под диаметр изготавливаемого кольца. При этом осуществляют местное разупрочнение трубной заготовки кольцевым индукционным нагревателем и приложением изгибающего момента с осаживающим усилием трубы в сторону внешнего шаблона доводят до второго трубного торца, сопрягая последний со свободным концом переходника. Затем развальцовывают кольцо изнутри на шаблоне роликом и сваривают торцы труб с соответствующим участками сопрягающего переходника. Уменьшаются радиальные и осевые биения металлических колец из трубных заготовок, что обеспечивает расширение скоростного диапазона колесных транспортных средств с такими кольцами в ободной части колес.

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к изготовлению гибкой крутоизогнутых бесшовных отводов из различных марок сталей. В качестве исходной заготовки используют центробежнолитую трубу с определенными геометрическими размерами и толщиной стенки. Осуществляют механическую расточку внутренней поверхности трубы со смещением центра расточки и с получением асимметричной внутренней поверхности. При этом гибку трубы осуществляют на трубогибочном стане с нагревом ТВЧ зоны определенной ширины, с определенными скоростями до угла загиба 60 градусов и с последующим ее увеличением и при определенной температуре. Определенный выбор геометрических параметров заготовки и режимы гибки обеспечивают технологическую устойчивость процесса и повышение качества отводов. 2 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 пр.

Изобретение относится к области машиностроения и может применяться в машиностроительной отрасли при производстве гнутых труб различных диаметров и радиусов гибов. Осуществляют нагрев узкой кольцевой зоны трубной заготовки, ее подачу в зону гибки одновременно с кручением расположенного перед зоной гибки прямолинейного участка трубной заготовки вокруг своей оси и ее изгиб на требуемый угол с определенной угловой скоростью. Повышается качество гнутых труб за счет равномерного распределения металла по их кольцевому сечению. 3 ил. 1 табл.

Изобретение относится к способу индукционной гибки устойчивой против давления трубы с большой толщиной стенки и большим диаметром. В начальной фазе t1 термически обрабатывают начальный тангенциальный участок трубы за счет того, что начальный тангенциальный участок без захвата гибочным зажимом перемещают через индуктор. На конце начального тангенциального участка к моменту t2 времени подачу трубы останавливают и индуктор перемещают противоположно направлению подачи вдоль трубы, в то время как гибочный зажим смыкают на трубе. Для ввода изгибания в фазе t3 скорость перемещения индуктора уменьшают до нуля и перемещают его в его гибочное положение и одновременно начинается подача трубы. В фазе t4 с постоянной скоростью подачи трубы изготавливают колено трубы. В фазе t5 скорость подачи трубы уменьшают, а индуктор ускоряют против направления подачи, при этом гибочный зажим раскрывают. В фазе t6 конечный тангенциальный участок нагревают в результате дальнейшей подачи индуктора в противоположном направлении. В результате обеспечивается предотвращение негативного влияния процесса деформирования на значение прочности материала в тангенциальных участках трубы. 5 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к технологии гибки труб для использования в судостроительной, машиностроительной, авиационной и др

Наверх