УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДЕФОРМИРОВАНИЯ КОНЦОВ ТРУБ

Устройство для деформирования концов труб
Предложение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для различных видов деформации концов труб, например: калибровка, развальцовка и т.п.
Известен «Штамп для правки и калибровки кольцевых деталей» (патент RU №2008113, B 21 D 3/10, 41/02, опубл. 28.02.1994 г.), содержащий нижнюю плиту с опорным кольцом и расположенными вокруг него секциями матрицы и верхнюю плиту, несущую центральный клин в виде усеченной пирамиды, на боковых сторонах которой посредством шпонок размещены с возможностью перемещения внутренние секции пуансона, а на малом основании жестко закреплено удерживающее кольцо, причем со стороны большего основания пирамиды на секциях пуансона свободно установлено уравнивающее кольцо, при этом, с целью повышения качества обработки и расширения технологических возможностей, оно снабжено неподвижно смонтированным на верхней плите монтажным кольцом и жестко связанными с последним дополнительными внешними секциями пуансона, а также вставками, закрепленными на внутренних секциях пуансона.
Недостатками данного устройства являются низкая надежность и высокая стоимость из-за сложности изготовления как самого штампа, так и сменных частей, и большого числа взаимодействующих деталей при воздействии на стенки трубы, невозможность добиться стабильного результата при обработке концов трубы со сложным профилем из-за возможной разной кривизны стенок обрабатываемой трубы некоторые участки будут подвергаться упругой деформации, что негативно сказывается на фиксации окончательной формы.
Известно также «Устройство для деформирования концов труб» (патент RU №2008113, B 21 D 22/10, опубл. 28.02.1994 г.), содержащее разъемную матрицу, установленную в матрицедержателе, связанный со штоком силового цилиндра эластичный пуансон, выполненный в виде втулки и размещенный внутри матрицы, и узел фиксации матрицы, отличающееся тем, что оно снабжено установленной соосно с матрицей гильзой с профилированной внутренней поверхностью, смонтированной с возможностью осевого перемещения внутри гильзы и подпружиненной относительно последней головкой с осевым гнездом и радиальными отверстиями, стержнем, один конец которого связан с эластичным пуансоном, а свободный конец размещен в осевом гнезде головки, радиально подвижными подпружиненными кулачками, каждый из которых размещен в радиальном отверстии головки с возможностью взаимодействия своими концевыми участками соответственно
с профилированной поверхностью гильзы и свободным концом стержня, при этом стержень установлен с возможностью осевого перемещения относительно матрицы и головки.
Недостатками данного устройства являются низкая надежность и высокая стоимость из-за сложности изготовления как самого устройства, так и сменных частей, и большого числа взаимодействующих деталей при воздействии на стенки трубы, сложная система извлечения трубы из устройства.
Технической задачей является создание надежного, простого и дешевого в изготовлении и обслуживании устройства с простым механизмом извлечения его после обработки концов труб.
Техническая задача решается устройством для деформирования концов труб, содержащим связанный с силовой установкой пуансон с основанием и рабочей частью, обращенной к концу трубы, опору силовой установки.
Новым является то, что рабочая часть пуансона выполнена в виде двух рядов поочередно установленных по диаметру основания пуансона сменных дорнирующих головок с возможностью пластической деформации концов трубы, при этом внутренний ряд дорнирующих головок выполнен с возможностью взаимодействия в рабочем положении с внутренней поверхностью стенки трубы, а внешний ряд головок - с внешней поверхностью стенки трубы, причем основание дополнительно оснащено толкателем в виде центральной втулки, выполненной с возможностью только осевого перемещения относительно основания пуансона и взаимодействия с торцом конца трубы в рабочем положении.
Новым является также то, что каждая дорнирующая головка выполнена в виде усеченного конуса с цилиндрической частью у основания пуансона и установлена соосно обрабатываемой трубе.
На Фиг.1 изображена схема работы устройством для деформирования концов труб.
На Фиг.2 изображен пуансон - вид спереди.
На Фиг.3 изображен пуансон - вид сбоку.
Устройство для деформирования концов труб 1, содержащее связанный с силовой установкой 2 (см. Фиг.1) пуансон 3 с основанием 4 и рабочей частью 5, обращенной к концу трубы 1, опору 6 силовой установки 1. Рабочая часть 5 (см. Фиг.2) пуансона 3 выполнена в виде двух рядов поочередно установленных по диаметру основания 4 пуансона 3 сменных дорнирующих головок 7 и 8 с возможностью пластической деформации концов трубы 5 (на Фиг.2 показано условно). Внутренний ряд дорнирующих головок 7 выполнен с возможностью взаимодействия в рабочем положении с внутренней поверхностъю
9 стенки трубы 1, а внешний ряд головок 8 - с внешней поверхностью 10 стенки трубы 1. Основание 4 дополнительно оснащено толкателем 11 в виде центральной втулки, выполненной с возможностью только осевого, благодаря шлицу 12 (см. Фиг.3) перемещения относительно основания 4 пуансона 3 и взаимодействия с торцом конца трубы 1 в рабочем положении. Каждая дорнирующая головка 7 и 8 выполнена в виде усеченного конуса 13 с цилиндрической частью 14 у основания 4 пуансона 3 и установлена соосно обрабатываемой трубе 1 (см. Фиг.1).
Устройство работает следующим образом:
Трубу 5 (см. Фиг.1) устанавливают в силовую установку 2, где один конец трубы 1 упирают в опору 6, установленную на штоке 15 гидроцилиндра 16, а другой в дорнирующие головки 7 и 8 (см. Фиг.2) рабочей части 5 пуансона 3. При этом внутренний ряд дорнирующих головок 7 взаимодействует с внутренней поверхностью 9 стенки трубы 1, а внешний ряд дорнирующих головок 8 - с внешней поверхностью 10 стенки трубы 1. Затем гидроцилиндр 16 (см. Фиг.1) при помощи штока 15 и опоры 6 толкает трубу 1 в сторону пуансона 3. Под действием конуса 13 (см. Фиг.3) внутренних дорнирующих головок 7 стенка конца трубы 1(см. Фиг.2) выдавливается наружу, а под действием конуса 13 (см. Фиг.3) внешних дорнирующих головок 8 стенка конца трубы 1(см. Фиг.2) вдавливается во внутрь, обеспечивая тем самым пластическую деформацию по всему периметру стенок концов трубы 1. Процесс продолжается до упора торца трубы 1 в основание 4 пуансона 3, причем окончательная форма конца трубы 1 стабилизируется на цилиндрической части 14 (см. Фиг.3) дорнирующих головок 7 и 8. Затем силовую установку 2 (см. Фиг.1) отключают и отводят опору 6, при этом создают только осевое усилие на толкателе 11 в сторону торца трубы 1, извлекая трубу 1 с формированным концом из пуансона 3 и из устройства в целом.
Благодаря подобной конструкции устройства для деформирования концов труб возможна замена любых изношенных дорнирующих головок 7 и 8 как между собой, так и полностью, причем все детали просты в изготовлении, обеспечивая при этом минимальные отклонения торцевых размеров концов обработанных труб 1 (например: при обработке конца трубы 1 диаметром 325 мм отклонения составили не более 0,5 мм), что значительно упрощает их дальнейшую стыковку и, при необходимости, соединение (например: сваркой). После соединения обработанные концы труб 1 могут быть расширены под действием внутритрубного давления и/или вальцевателей (на Фиг. не показан).
Предлагаемая конструкция устройства надежна, проста и дешева в изготовлении и обслуживании с простым механизмом извлечения трубы после обработки.