Способ изготовления гибких металлических трубопроводов и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности, к технологии и оборудованию для изготовления гибких трубопроводов (рукавов) с винтовым гофром из металлической ленты. С целью обеспечения непрерывности процесса навивки гофрированного рукава с наружным экраном из профилированной ленты гребень, образующий экран, перед сверткой трубопровода подвергают деформации путем продольной вытяжки. Устройство для осуществления данного способа содержит проводку, снабженную по крайней мере тремя формующими роликами, поочередно расположенными по обе стороны гребня и установленными подвижно относительно друг друга в направлении, поперечном движению ленты. 2 с. п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности, к технологии и оборудованию для изготовления гибких трубопроводов (рукавов) с винтовым гофром из металлической ленты.

Известен гибкий трубопровод, выполненный путем навивки спрофилированной ленты гофр в гофр [1] При этом один конец ленты, выполненный в форме плоского гребня, отходит от вершины гофра, перекрывает снаружи трубы кольцевое пространство, образованное соседней впадиной гофра, и создает защитную поверхность (экран).

При получении рукава [1] путем навивки профилированной ленты по способам [2,3,4] c отбортовкой в гибочном штампе (формующей головке) имеются определенные сложности. Дело в том, что в процессе свертки трубопровода в формующей головке лента подвергается пластическому деформированию, причем та ее часть, которая находится снаружи от средней линии гиба, вытягивается, а другая, внутренняя часть сжимается. Гребень, образующий экран, находится в зоне вытяжки материала, и, стремясь избежать деформации, отклонится к оси рукава, вследствие чего примет вместо цилиндрической коническую форму. В результате произойдет обжатие гребнем предыдущего витка, постепенное увеличение наружного диаметра трубопровода, рост сил трения в гибочном штампе и, наконец, останов процесса навивки рукава.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ изготовление гибкого металлического рукава из ленты [5] при котором на этапе профилирования на конце гофрированного профиля формуют гребень в виде плоского участка, а на другом конце паз, и на этапе свертывания в месте смыкания витков гофра образуют замок; при этом замок располагают у наружной поверхности гофра, наиболее удаленной от оси трубопровода.

Станок для осуществления описанного способа [5] выбранный в качестве прототипа устройства, включает в себя последовательно установленные профилирующие ролики с выводной проводкой, гибочный штамп с опорными элементами, а также обжимные и тянущие ролики.

Указанные способ и устройство дают возможность использовать стремление элементов замка при свертке отклоняться к оси трубопровода, обеспечивая тем самым самообжатие замка. Однако они не позволяют навивать рукав с наружным экраном, поскольку при изготовлении трубопровода по патенту [1] высокие напряжения, вызывающие обжатие экраном гофр рукава, приводят к остановке процесса его навивки.

Целью изобретения является создание простых и надежных способа и устройства, обеспечивающих непрерывную свертку профилированной ленты в гофрированный рукав с образованием защитного экрана.

Поставленная цель достигается тем, что в способе изготовления гибких металлических трубопроводов из ленты, включающем в себя этап профилирования ленты с образованием на конце гофрированного профиля гребня в виде плоского участка и этап свертывания полученного профиля в рукав, в отличие от прототипа спрофилированный гребень перед сверткой подвергают деформации путем продольной вытяжки. Цель изобретения достигается также тем, что в устройстве для осуществления заявляемого способа, содержащем последовательно установленные профилирующие ролики с выводной проводкой, гибочный штамп с опорными элементами, а также обжимные и тянущие ролики, в отличие от прототипа проводка снабжена по крайней мере тремя роликами, поочередно расположенными по обе стороны гребня и установленными подвижно относительно друг друга в направлении, поперечном движению профилированной ленты.

С помощью предлагаемых способа и устройства между этапами профилирования ленты и свертки ее в рукав гребень предварительно вытягивают в проводке в дополнительно установленных роликах. Тогда при свертке он займет положение параллельное оси рукава, что обеспечит стабилизацию процессов навивки и образования наружного экрана.

На фиг. 1 схематически изображено заявляемое устройство, иллюстрирующее способ, вид спереди; на фиг. 2 представлен разрез формующей головки, сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 изображен разрез проводки, сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 показан технологический процесс изготовления рукава от профилирования ленты до свертки трубопровода без профилирующих роликов, проводки и формующей головки, вид В на фиг. 1; на фиг. 5 изображен элемент готового двуслойного рукава, позиция 1 на фиг. 4; на фиг. 6 показано увеличенное изображение профиля ленты на выходе из проводки, сечение Г-Г на фиг. 4; на фиг. 7 представлено увеличенное изображение профиля ленты на входе в проводку, сечение Д-Д на фиг. 4; фиг. 8 иллюстрирует принцип вытяжки гребня профиля ленты посредством вспомогательных роликов в проводке.

Металлическая лента 1 (фиг. 1) толщиной S, пройдя через ряд последовательно установлены профилирующих роликов 2, приобретает U-образный (для однослойного рукава) или W-образный (для двухслойного рукава) профиль 3 (фиг. 7), на одном конце которого имеется гребень 4 в виде плоского участка. Гребень предназначен для образования защитной поверхности снаружи трубопровода и отделен от гофрированного защитной поверхности снаружи трубопровода и отделен от гофрированного профиля 3 канавкой 5, примыкающей к радиусной части будущей вершины гофра. Длина плоского участка 4 выбирается такой, чтобы кромка 6 гребня при свертке оказалась над канавкой 5 (фиг. 5 и 7) и не мешала изгибу рукава в эксплуатации. Устройство (фиг. 1), кроме профилирующих роликов 2, содержит также выводную проводку 7 и гибочный штамп 8, включающий оправку 9 и группу опорных роликов 10. На штампе 8 с помощью кронштейна 11 размещен обжимной ролик 12, который имеет конфигурацию, соответствующую наружной поверхности профиля трубопровода. Опорные, обжимные и тянущие ролики 13 и 14 установлены под углом ϕ наклона винтовой линии гофров рукава. Проводка снабжена по крайней мере тремя формующими роликами 15, поочередно расположенными по обе стороны гребня 4 (фиг. 8). При этом ролики 15 установлены с возможностью перемещения друг относительно друга в направлении, перпендикулярном движению пpофилированной ленты. Для этого ролики 15 (фиг. 3) закреплены на кронштейнах 16 и 17, установленных в направляющих пазах верхней 18 и нижней 19 частей проводки 7. Перемещение кронштейнов 16 и 17 осуществляется с помощью болтов 20 и 21. Наконец, проводка 7 в своей нижней части 19 содержит выступ 22, который совместно с роликами 23 направляет и стабилизирует движение ленты.

Рукав изготавливают следующим образом. Заданной ширины ленту 1 профилируют роликами 2, придавая ей U-образный или W-образный профиль, и подают в проводку 7, где ее движение стабилизируют роликами 23 и выступом 22. Формующие ролики 15 радиуса R заранее устанавливают так, как показано на фиг. 8. Благодаря тому, что длина пути L, проходимого гребнем 4 на участке Х, оказывается большей, чем длина пути остальной части гофрированного профиля 3, в гребне возникнут напряжения растяжения, которые приведут к его продольной вытяжке. Степень вытяжки гребня зависит от величины параметра Y и может быть выражена соотношением.

где L функция параметров X, Y и R, т.е. L f(X, Y, R). Величину ε задают исходя из требуемого значения высоты профиля Н и диаметра рукава D по формуле Найденную величину параметра Y выставляют на станке с помощью болтов 20 и 21. Удлиненный путем вытяжки гребень, выходя из формующих роликов, теряет устойчивость, приобретая волнистую форму, и в таком виде поступает на свертку. В гибочном штампе тянущие ролики 13 и 14 увлекают ленту во вращение вокруг опорных роликов 10, формируя таким образом рукав. При этом имеющий увеличенную длину гребень, в отличие от остальной части профиля ленты, в процессе свертки не деформируется. Однако волнистость его исчезает и он занимает положение параллельное оси рукава. Совершив полный оборот в опорных роликах 10, рукав переместится вдоль оси на величину шага Т и на него снаружи наложится поступивший из проводки 7 новый слой ленты, закрывая впадину предыдущего слоя и образуя защитный экран. Такой процесс будет идти непрерывно до окончания заправленной в станок ленты.

Предложенные способ и устройство позволяют просто и надежно изготавливать гибкие гофрированные трубопроводы с наружным экраном, способные длительно работать в тяжелых условиях эксплуатации при действии высоких уровней температур и вибрации.

Формула изобретения

1. Способ изготовления гибких металлических трубопроводов из ленты, включающий этап профилирования ленты с образованием на конце гофрированного профиля гребня в виде плоского участка и этап сворачивания полученного профиля в рукав, отличающийся тем, что спрофилированный гребень перед сворачиванием подвергают деформации путем растяжения.

2. Устройство для изготовления гибких металлических трубопроводов из ленты, содержащее последовательно установленные профилирующие ролики с выводной проводкой, гибочный штамп с опорными элементами, а также обжимные и тянущие ролики, отличающееся тем, что проводка снабжена узлом растяжения, выполненным в виде по меньшей мере трех роликов, расположенных в шахматном порядке по обе стороны гребня и установленных подвижно относительно друг друга в направлении, перпендикулярном движению профилированной ленты.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8