СТАНОК ДЛЯ ГИБКИ ТРУБ

Станок для гибки труб.
Полезная модель относится к обработке металлов давлением и может быть использована для изготовления гнутых тонкостенных, в том числе, многоколенных труб с изменением плоскостей гибов, где недопустимо образование гофров при изгибе, а так же, где необходимо сохранить геометрию изгибаемой трубы в поперечных сечениях изгиба при высокой крутизне изгиба.
Известны станки и другое оборудование для изгиба труб разного диаметра.
Патент JP № 2715397 В 2 9103825 А от 09.10.95 г. - механизм поворота матрицы в устройстве для гибки проталкиванием. В нём описано устройство с направляющим цилиндром для трубной заготовки, которое имеет вставляемую в цилиндр матрицу, имеющую сферическую боковую поверхность и предназначенную для захватьшания участка заготовки, и проходящий через цилиндр с помощью опорного участка матрицедержатель для поворотного удержания матрицы. Устройство осуществляет операцию гибки проталкиванием трубной заготовки при создании смещения матрицы.
Однако устройство не обеспечивает изгиб тонкостенной трубы с малым радиусом, так как отсутствует растяжение в зоне изгиба и отсутствует гибочная оправка внутри трубообразного элемента.
Известен также механизм для ручного гибочного устройства патент US №5819581 А от 07.03.97 г. Механизм работает по принципу обкатки. Содержит ролик обкатки и обкатьшаемый ролик. Кроме того имеет механизм зажима трубы перед роликом обкатки.
Однако он не обеспечивает изгиб тонкостенной трубной заготовки с малым радиусом кривизны, т. к. данной конструкцией не предусмотрено растяжение трубной заготовки в зоне изгиба и наличие гибочной оправки внутри трубы в зоне изгиба.
Известен также патент US №i 5802898 - трубогибочный станок. Он содержит внутреннюю гибочную матрицу, имеющую криволинейную поверхность первого радиуса, подвижную колодку, которая зажимает заготовку трубы между своей внутренней поверхностью и криволинейной поверхностью матрицы, узел крепления первой части трубы на внутренней матрице, узел для ограничения колодки при перемещении вокруг оси поверхности матрицы по дуге второго радиуса, а также устройство для образования гидравлического давления в полости заготовки трубы и для изоляции этой полости при подаче гидравлической жидкости, которая играет роль оправки в процессе гибки заготовки трубы и предотвращает искажения геометрии изготавливаемого изделия.
i:-.;-:o. -  rv--:2 .--: f-:;; V:: -.
МгаС: в 21 D 9/03
Данная конструкция станка позволяет получить изгиб тонкостенной трубы с малым радиусом изгиба без гофра, однако использование гидравлического давления в полости заготовки трубы и изоляция этой полости связаны с большими конструктивным затруднениями, что приводит к высокой стоимости данного станка. Кроме того, станок не обеспечивает получения многоколенной трубы с изменением плоскости гибов.
Наиболее близким аналогом является станок для гибки труб, патент СССР №222858 от 16.11.1964 г. Он содержит станину и установленные на ней механизм наматьшания, оправку - дорн и привод дорна, служащий для введения и вьюедения последнего при изгибе труб больших длин и диаметров.
Однако станок не обеспечивает получение крутоизогнутого изгиба на тонкостенной трубе, т. к. это невозможно вьшолнить без принудительного растяжения трубообразного элемента в зоне изгиба.
Задачей полезной модели является разработка трубогибочного станка с повышенным качеством гиба, а именно - при малых радиусах гиба для тонкостенных труб, сохраняя геометрию трубы в поперечных сечениях, с возможностью выполнения нескольких изогнутых участков, в том числе, с высокой крутизной с изменением плоскости очередного гиба без образования гофра.
Супщость полезной модели заключается в том, что в станке для гибки труб, содержащем станину, установленный на ней гибочный механизм, фиксирующие заготовку элементы, оправку-дорн, соединенный с ней привод, состоящий из гидроцилиндра со щтоком, привод оправки дорна выполнен с возможностью возвратно поступательного движения, фиксирующие элементы оснащены губками, одна пара которых служит для зажима трубообразной заготовки и жестко закреплена на станине, другая пара - для растяжения трубообразной заготовки, а гибочная оправка выполнена состоящей из связанных гибким тросом шарообразных элементов с промежуточными втулками между ними, на переднем конце которой выполнен упругий элемент, а противоположный конец оправки крепится к щтоку гидроцшшндра, являющегося его приводом.
Кроме того заявляется вариант станка для гибки труб, который, кроме перечисленных вьшхе узлов и деталей имеет дополнительно механизм поворота плоскости гиба, который выполнен в виде червячной передачи с электроприводом.
Заявляется ещё один вариант станка для гибки труб, который, кроме всех вышеперечисленных признаков имеет механизм линейного перемещения трубообразной
заготовки, выполненный в виде шаровинтовой передачи, соединенной с механизмом поворота плоскости гиба.
Заявляемая полезная модель поясняется с помощью фиг. 1-4, где фиг. 1 - общий вид станка для гибки труб, фиг. 2 - общий вид механизма гиба, фиг. 4 - общий вид механизма поворота плоскости гиба, фиг. 3 - общий вид гибочной оправки в момент изгиба, где поз. 1-38 обозначены узлы и детали заявляемого станка для гибки труб.
Заявляемый станок для гибки труб (фиг. 1) состоит из станины 1 горизонтально вытянутой коробчатой конструкции, на которой смонтированы его основные узлы и механизмы, механизм гиба 2, механизм поворота плоскости гиба 3, механизм линейного перемещения заготовки 4, привод механизма линейного перемещения 5, щминдрические направляющие 6, гибочную оправку 7, закрепленную на переднем конце щтока 8 гидроцилиндра 9, являющегося приводом последней, который смонтирован на кронщтейне 10. Внутри станины 1 расположена гидростанция станка 11.
Механизм гиба 2 (фиг.1) трубообразных заготовок представлен следующим образом. На вертикальной оси 12 смонтирована гибочная траверса 13 для гибочного поворота, установленная на подщипниках качения. Гибочная траверса 13 щарнирно связана с гидроцилиндром гиба 14, который обеспечивает поворот траверсы 13, а соответственно изгиб трубы на заданный угол. Над гибочной траверсой 13 на осях, выходящих из неё, крепятся гибочные губки 15,16, обеспечивающие захват и растяжение трубообразной заготовки при изгибе. В одной плоскости с гибочными губками 15, 16 на кронщтейне 17 гидроцилиндра гиба 14 расположены гидроцилиндры 18, 19 с губками 20, 21 жесткого зажима трубообразной заготовки. Над гибочными губками на осях, выходящих из гибочной траверсы, расположен гидроцилиндр 12 зажима гибочных губок 15, 16, воздействующий на одну из губок посредством эксцентрика на оси. Над ними оси связаны между собой жесткой планкой 23. Над этой планкой расположен гидроцилиндр 24, управляющий другой гибочной губкой. На конце одной из осей крепится датчик 25 контроля угла гиба заготовки с рычагом 26 воздействия на неё. Принцип работы механизма гиба основан на принудительном растяжении заданного участка трубообразной заготовки между губками 20,21 жесткого зажима её и гибочными губками 15, 16. Для работы механизма в автоматическом цикле требуются следующие движения: независимый поворот гибочной губки 16 вокруг оси 12 на необходимый угол для возвращения её в исходное положение, по времени отстающее от возвращения губки 15 зажима заготовки. Это движение необходимо для сохранения полученного изгиба трубообразных заготовок без дефектов излома изгиба. Для возможности работы
необходимо произвести следующие действия: зажать заготовку в жесттсих губках 20, 21 перед изгибом и зажать ее в гибочных губках 15, 16 после изгиба для воздействия растяжением. Для осуществления последнего действия необходимо осуществить поворот гибочных губок 15,16 вокруг оси 12 изгиба трубообразной заготовки.
Для получения изгиба трубообразной заготовки с сохранением формы последней в месте гиба используется гибочная оправка 7 (фиг. 1), работающая по принципу выглаживания неровностей. Для выполнения данной задачи гибочная оправка 7 располагается в зоне изгиба соосно механизму гиба 2 и представляет собой набор щарообразных элементов 27 (фиг. 3), расположенных на заданном расстоянии друг от друга за счёт втулки 28 с двумя внутренними сферическими поверхностями (ложементами), расположенными на торцах, связанных между собой гибкой связью 29, в качестве которой может быть использован трос, цепь, дерновый стержень и т. д. Для компенсации величины удлинения при изгибе гибочная оправка 7 (фиг. 1) на переднем конце содержит упругий элемент 30 (фиг. 3), а гибкая связь содержит жесткую заделку 31. Противоположный конец гибочной оправки содержит резьбовую втулку 32, необходимую для крепления последней к щтоку 8 (фиг. 1) привода гибочной оправки 9. Кроме этого в резьбовую втулку 32 (фиг. 3) заворачивается резьбовой конец заделки 33 гибкой связи 29, благодаря чему обеспечивается сборка набора щарообразных элементов 27 с предварительным натягом. Гибочная оправка 7 (фиг. 1) крепится на резьбовом конце щтока 8 привода гибочной оправки 9, который управляет работой последней и обеспечивает следующие функции: ввод оправки в зону гиба и вьтод её оттуда, а также возвратно - поступательное перемещение последней в процессе изгиба трубообразной заготовки. Приводом гибочной оправки может служить, например, гидроцилиндр, расположенный на кронштейне 10 за механизмом гиба 2.
Для получения трубообразной детали с п - количеством изгибов, расположенных в любых пространственных плоскостях, с прямыми участками между изгибами, трубообразную заготовку необходимо после полученного изгиба подать вперед на заданную линейную величину, затем повернуть на необходимый угол для изменения плоскости гиба, после чего выполнить последующий изгиб. Все выщеописанный функции реализуются следующими механизмами: механизмом линейного перемещения заготовки 4 (фиг. 1) и механизмом поворота плоскости гиба 3.
Механизм лршейного перемещения заготовки 4 представляет собой щаровинтовую передачу с приводом вращения 5 от электродвигателя постоянного тока через редуктор, служащий для повьщ1ения вращающего момента на винте при необходимости скорости
перемещения заготовки. Он жестко связан подвижным, в линейном направленоаи, элементом с механизмом поворота плоскости гиба 3.
Механизм поворота плоскости гиба 3 (фиг. 1) служит для закрепления трубообразной заготовки в станке и для поворота последней вокруг своей оси на любой угол. Для линейного перемещения механизма он вьшолнен на двух щшиндрических направляющих 6 (фиг. 1). Механизм поворота плоскости гиба 3 (фиг. 1) содержит: шпиндель 34 (фиг. 4) с цангой крепления трубообразной заготовки 35, червячную передачу 36 с приводом вращения от электродвигателя постоянного тока, привод вращения цанги 37, выполненный в виде набора тарельчатых пружин, привод рас1фытия цанги 38, вьшолненный в виде гидроцилиндра, воздействующего на цангу 35 в момент замены трубообразной заготовки. Разделение привода зажима цанги 37 с приводом раскрытия цанги 38 обеспечивает постоянство усилия зажима заготовки независимо от работы гидросистемы и нормальную работу гидроцилиндра 38, т. к. при зажатой цанге 35 одним гидроцилиндром 38 щток последнего необходимо бьшо бы вращать вокруг оси для изменения плоскости гиба, что влечет за собой необоснованные утечки масла и потерю силы зажима.
Пример работы станка для гибки труб. Иллюстрируется с помощью фиг. 1, фиг. 2 и фиг. 4. Включают гидравлику и механизмы выводятся в исходные положения: гибочная оправка 7 (фиг. 1) в отведенное положение, губки зажима трубы 20, 21 (фиг. 2) на механизме гиба 2 (фиг. 1) раскрыты, эксцентрик губки гиба 15 (фиг. 2) механизма открыт, губки гиба 15, 16 раскрыты и находятся в исходном положении, цанга 35 (фиг. 4) раскрыта под воздействием гидроцилиндра 38, механизм линейного перемещения заготовки 4 (фиг. 1) вьшел цангу 35 (фиг. 4) в нулевое положение. Затем вставляют в устройство заготовку - трубу и закрывают цангу 35. Выводят гибочную оправку 7 (фиг.1) в исходное переднее положение. Закрывают губки 20, 21 (фиг. 2) зажима трубы на механизме гиба 2 (фиг. 1). Включают возвратно - поступательное движение гибочной оправки 7. Закрывают губки гиба 15, 16 (фиг. 2) эксцентриком механизма гиба 2 (фиг. 1). Включают гибочный механизм и гнут трубу до заданного угла. При достиже1ши нужной величины угла гиба механизм гиба 2 (фиг. 1) отключают. Гибочная оправка 7 (фиг. 1) заканчивает движение и возвращается в исходное крайнее положение. Открьшают губки гиба 15, 16 (фиг. 2) эксцентриком механизма гиба 2 (фиг. 1) и отводят левую губку 15 (фиг. 2) в исходное положение, затем открьюают губки жесткого зажима трубы 20, 21 (фиг. 2) на механизме гиба 2 (фиг. 1). Включают механизм линейного перемещения заготовки 4 (фиг. 1) и перемещают заготовку на заданную линейную величину. Включают
механизм поворота плоскости гиба 3 (фиг. 1) и поворачивают заготовку на заданный угол. После этого повторяют действия, необходимые для получения изгиба на трубе. При окончательном изготовлении детали губки 15,16,20,21 (фиг. 2) механизма гиба 2 (фиг.1) открыты, гибочная оправка 7 отведена в крайнее положение. Открывают цангу 35 (фиг. 4) и извлекают готовую деталь из станка.
Станок для гибки труб (фиг. 1) заявляемой конструкции обеспечивает изгиб тонкостенного трубообразного элемента без гофра при малом радиусе изгиба с возможностью получения нескольких последовательных изгибов на трубной заготовке и с изменением плоскости гиба перед каждым последующим гибом.
Отличительным достоинством заявляемой полезной модели является её соответствие противоречивым требованиям: с одной стороны, по.11учение изгиба на тонкостенной трубе с высокой крутизной последнего и с другой стороны получение нескольких последовательных изгибов, удаленных друг от друга на заданное расстояние, с возможностью изменения плоскости гиба трубообразного элемента.
Заявленный станок успешно проходит апробацию на ряде предприятий.