СТАНОК ДЛЯ ГИБКИ ТРУБ

Полезная модель относится к машиностроению, в частности к энергетическому машиностроению для изготовления гнутых участков труб магистральных трубопроводов и трубопроводной обвязки силовых агрегатов энергетических установок.
Известно устройство для гибки труб по патенту DE 2546695 A1, в котором труба-заготовка устанавливается в направляющие ролики одним концом и другим закрепляется на подвижном водиле. Гибка происходит за счет нагрева трубы индуктором ТВЧ и одновременным совместным перемещением водила с закрепленным концом трубы в горизонтальном и поперечном направлениях.
Известно устройство для гибки труб по патенту US 3724258 A, в котором труба-заготовка закрепляется одним концов в подвижном толкателе, другим концом в подвижном водиле, которое может смещать свою ось и вращаться вокруг нее, определяя радиус гибки. Кроме того, при гибке труба-заготовка направляется и удерживается роликами, а участок трубы перед зоной изгиба нагревается индуктором ТВЧ.
Общими недостатками вышеупомянутых устройств являются невозможность изготовления многогибовых труб с несколькими участками изгиба в различных плоскостях пространственной системы координат X, Y, Z, преодоление больших усилий, ведущих к изготовлению громоздкой конструкции с силовыми механизмами и имеющих сложную кинематику, большую массу элементов конструкции. В рассматриваемых технических решениях применяется нагреватель неразъемного типа, приводящий к технологическим неудобствам при его эксплуатации.
Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является устройство для гибки труб по патенту US 2010300169 А1. В данном устройстве труба-заготовка закрепляется на подвижной станине в поворотном толкателе и направляющих роликах. Радиус гиба (изгиба) задается за счет перемещения станины с трубой по направляющим, установленным вне станины. При гибке активные участки трубы-заготовки последовательно нагреваются индуктором ТВЧ и гнутся вокруг оси поворота водила за счет сил подачи толкателя, в котором закреплен один конец трубы. Вспомогательным движением узла водила является поворот механизма крепления трубы-заготовки вокруг своей оси. Поворот толкателя обеспечивает только перепозиционирование трубы-заготовки для изгиба в другой плоскости (для получения много-гибовых труб) в промежутке между процессами изгиба.
Недостатками данной конструкции является то, что перемещаемая часть конструкции большой массы не участвует в процессе изгиба, кроме того реализация технического решения требует больших производственных площадей, связана с технологическими неудобствами и конструктивными недостатками, приводящими к отсутствию возможности вертикальной загрузки/выгрузки трубы-заготовки в процессе эксплуатации станка. Существующая конструкция захватного механизма водила приводит к возникновению технологических затруднений при производстве многогибовых труб. Эти затруднения связаны со сложностями при загрузке/выгрузке трубы-заготовки в процессе эксплуатации станка и необходимостью изготовления, монтажа и эксплуатации механизмов со сложной кинематикой, уменьшающей надежность работы станка.
Целью заявляемой полезной модели является возможность получения многогибовых труб с меньшими технологическими затруднениями.
Поставленная цель достигается за счет того, что станок для гибки труб содержит неподвижную станину с установленными на ней направляющими, на которых располагается механизм суппорта-толкателя совмещенный с тисками и силовым поворотным механизмом открытого типа, в котором закрепляется труба-заготовка, установленные на станину внутренние и внешние ролики, направляющие и позиционирующие трубу-заготовку, поддерживающий ролик, разъемный индуктор и устройство охлаждения на держателе индуктора с механизмом ориентирования подачи охлаждающей жидкости и с возможностью его перемещения по оси трубы-заготовки, кронштейн с механизмом перемещения по станине и с расположенным на нем валом привода, с приводимым в движение механизмом вала привода гибочным рукавом (водилом) с установленным на нем подвижным захватом с механизмом перемещения по гибочному рукаву и призмовым прижимом с откидывающейся замковой частью, при этом станина неподвижна на любой стадии работы станка, поворотный механизм с тисками имеет возможность поворачивать трубу-заготовку вокруг своей оси во время процесса гибки, в результате чего уменьшаются рабочее усилие изгиба за счет реализации касательных напряжений в месте гиба и разнотолщинность стенок трубы-заготовки, имеет разъемный индуктор, обеспечивающий вертикальную установку/снятие трубы-заготовки, зажим трубы-заготовки в станке по контактным линиям, что исключает необходимость применения вкладышей под различные диаметры трубы-заготовки, устройство охлаждения на держателе индуктора с подачей охлаждающей жидкости в сторону от индуктора для ограничения активной зоны гибки, откидывающийся прижим, обеспечивающий вертикальную загрузку трубы-заготовки.
Полезная модель поясняется графическим материалом, где на фиг.1 показано исходное положение устройства в процессе гибки, а на фиг.2, 3, 4 показаны различные стадии получения многогибовой трубы.
На фигурах приняты следующие обозначения:
1 - труба-заготовка;
2 - станина неподвижная;
3 - кронштейн;
4 - вал привода;
5 - гибочный рукав;
6 - захват подвижный;
7 - призмовый зажим трубы-заготовки с откидывающейся замковой частью;
8 - индуктор с охлаждением;
9 - ролик поддерживающий;
10 - ролики внутренние;
11 - ролики внешние;
12- суппорт-толкатель;
13 - механизм поворотный;
14 - тиски;
15 - направляющие станины.
Труба заготовка 1 (см. фиг.1) устанавливается в тиски 14 поворотного механизма 13 суппорта-толкателя 12, установленного на направляющих 15 неподвижной станины 2, и на поддерживающий ролик 9, так же установленный на неподвижной станине 2. После установки труба-заготовка центрируется внутренним 10 и внешними 11 роликами, зажимается в подвижном захвате 6 прижимом с откидывающейся замковой частью 7, установленном на гибочном рукаве 5, который связан с валом привода 4 подвижного кронштейна 3, установленного в торце станины 2 в направляющих, и подводится индуктор с охлаждением 8. Индуктор после включения прогревает участок трубы-заготовки, который перемещается в активную зону гибки, где осуществляется процесс гибки трубы-заготовки под воздействием на нее крутяще-изгибающего момента, создаваемого гибочным узлом, состоящим из кронштейна 3, связанного с валом привода 4 гибочного рукава 5, на котором установлен подвижный захват 6 с трубой-заготовкой 1, жестко закрепленной призмовым прижимом 7 и моментом кручения относительно оси трубы-заготовки, создаваемым поворотным механизмом 13.
Под воздействием изгибающего момента, создаваемого гибочным рукавом, и крутящего момента, создаваемого поворотным механизмом (см. фиг.2), труба-заготовка 1 гнется на нужный угол, после чего откидывается прижим 7, и труба с помощью суппорта-толкателя 12 и поворотного механизма 13 позиционируется для дальнейшего изгиба. Если требуется произвести один гиб, то вместе с прижимом 7 отводится индуктор с охлаждением 8, разжимаются тиски 14, отводятся ролики 10 и 11, и труба-заготовка снимается со станка.
После позиционирования трубы-заготовки с помощью суппорта-толкателя 12 и поворотного механизма 13 (см, фиг.3), определяющего длину прямого участка трубы заготовки и угол последующего гиба, она центрируется внутренним 10 и внешними 11 роликами и зажимается в подвижном захвате 6 откидывающимся прижимом 7.
После закрепления трубы-заготовки происходит процесс гибки (см. фиг.1).
После осуществления процесса гибки (см, фиг.4), все захватные механизмы последовательно в обратном порядке в соответствии с последовательностью закрепления освобождают трубу-заготовку. После чего происходит ее снятие со станка в вертикальном направлении.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое устройство отличается тем, что включает подвижно закрепленный на торце станины в направляющих кронштейн с механизмом перемещения и валом привода, гибочный рукав (водило на вале), призмовый зажим трубы-заготовки с откидывающейся замковой частью, силовой открытый поворотный механизм с тисками, разъемный индуктор, устройство охлаждения на держателе индуктора с возможностью ориентирования подачи охлаждающей жидкости.
Станина станка неподвижна на любой стадии работы станка. Направляющие, по которым перемещается станина отсутствуют. Поворотный механизм с тисками имеет возможность поворачивать трубу-заготовку вокруг оси во время процесса гибки, суппорт-толкатель совмещенный с силовым поворотным механизмом открытого типа совместно с поворотно-зажимным механизмом на кронштейне в торце станины обеспечивает крутяще-изгибающий момент в зоне гиба трубы, а также вертикальное снятие трубы-заготовки.
Таким образом, заявляемое устройство соответствует критерию новизны.
Преимуществами заявляемой полезной модели являются:
- уменьшение рабочих усилий изгиба за счет реализации касательных напряжений в месте гиба;
- уменьшение разнотолщинности стенок трубы-заготовки;
- повышение технологичности процесса за счет обеспечения вертикальной установки/снятия трубы-заготовки;
- обеспечение зажима заготовки в станке по контактным линиям, исключающим необходимость применения вкладышей под различные диаметры трубы-заготовки;
- ограничение активной зоны гибки, влияющей на технологичность процесса гибки;
- обеспечение вертикальной загрузки трубы-заготовки, повышающей эксплуатационно-технологические показатели процесса гибки.