УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГИБКИ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ТРУБЫ
TUBE BENDING DEVICE

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может найти применение при гибке металлических труб, в частности для изготовления теплообменников.
Известен трубогиб, который содержит корпус с упорными роликами и гибочный шаблон с приводом его перемещения, который выполнен в виде винта, каленого стержня, расположенного эксцентрично в углублении винта, выполненного на одном его конце, шарика и упорной шайбы, на другом конце винта имеется скользящая втулка с однозубой ручкой, трех шестерней, жестко связанных с винтом, одна из которых взаимодействует с однозубой ручкой, а две другие - с двумя ножными педалями (патент РФ №2191081, опубл. 20.10.2002).
Гибка на известном трубогибе труб на величину 180 градусов приводит к нарушению геометрии трубы, появлению трещин, морщин и смятию трубы.
Наиболее близким к предложенному изобретению по технической сущности является станок для двухсторонней гибки труб, в котором гибочные ролики установлены на двуплечих рычагах (Р), связанных одним плечом с тягой и поджатых пружинами к регулируемым упорам, обеспечивающим переналадку угла гиба. Шаблон выполнен из одноплечих Р с опорными роликами (ОР), контактирующих с консольно размещенными опорами. Концы одноплечих Р связаны с подвижным корпусом силового цилиндра, что обеспечивает ввод ОР в рабочую позицию и отвод их из рабочей позиции. Трубы устанавливаются в скобу с горизонтально размещенными полками над ОР, что исключает операцию зажима. Загрузка и выгрузка труб осуществляется в одной плоскости, что создает благоприятные условия для использования механизированных средств их подачи и сброса (Авторское свидетельство СССР №1449176, опубл. 07.01.1989 - прототип).
При изгибе трубы в известном устройстве наблюдается уменьшение толщины трубы и появление эллипсности в месте изгиба, имеют место морщины, а в отдельных случаях возникают трещины на трубе.
В предложенном изобретении решается задача повышения качества изогнутой трубы.
Задача решается тем, что в устройстве для гибки металлической трубы, содержащем опорный ролик и формующие элементы, выполненные с возможностью изгиба заготовки одновременно в две стороны, согласно изобретению оно снабжено станиной с осью, на которой с возможностью вращения закреплен опорный ролик, и неподвижно закрепленным на станине ориентиром, формующие элементы выполнены в виде закрепленных на упомянутой оси с возможностью вращения двух П-образных скоб с неподвижно закрепленными на них упорами с формующей поверхностью, ответной наружной поверхности прямой трубы, закрепленных на оси с возможностью вращения полуроликов с формующей поверхностью, ответной наружной поверхности изгибаемой трубы, и с плоскостями напротив формующей поверхности, состоящими из контактной выступающей плоскости и центрирующей упорной плоскости, при этом упомянутый ориентир установлен с возможностью контактирования с центрирующими упорными плоскостями полуроликов, а полуролики установлены с возможностью контактирования друг с другом по контактным выступающим плоскостям, полуролики и упоры размещены с возможностью контактирования по формующим поверхностям с изгибаемой трубой, причем полуролики выполнены с возможностью качания трубы в начале изгиба в точках, отнесенных на расстояние от 1/4 до 1 наружного диаметра трубы.
Сущность изобретения
При гибке труб на 180 градусов возникают трудности, связанные с вытяжкой металла трубы, сопровождающиеся уменьшением толщины трубы и эллипсностью, морщинами и даже трещинами на трубе в месте изгиба. Существующие устройства или не решают эту проблему, или решают лишь частично. В предложенном изобретении решается задача повышения качества изогнутой трубы за счет устранения уменьшения толщины трубы и эллипсности, морщин и трещин на трубе в месте изгиба. Задача решается устройством, представленным на фиг.1 и 2.
На фиг.1 представлено устройство в исходном положении для гибки трубы, на фиг.2 - после гибки трубы.
Устройство для гибки трубы включает станину 1 с осью 2, на которой закреплены с возможностью вращения опорный ролик 3, имеющий формующую поверхность 4, и две П-образные скобы 5 и 6, на которых неподвижно закреплены в качестве формующих элементов упоры 7 и 8 с формующими поверхностями 9 и 10, ответными наружной поверхности прямой трубы 11, и оси 12 и 13, на которых закреплены с возможностью вращения полуролики 14 и 15 с формующими поверхностями 16 и 17, ответными наружной поверхности изгибаемой трубы 11, и с плоскостями напротив формующих поверхностей 16 и 17, состоящими из контактных выступающих плоскостей 18 и 19 и центрирующих упорных плоскостей 20 и 21. На станине 1 неподвижно закреплен ориентир 22, установленный с возможностью контактирования с центрирующими упорными плоскостями 20 и 21 полуроликов 14 и 15, а полуролики 14 и 15 установлены с возможностью контактирования друг с другом по контактным выступающим плоскостям 18 и 19. Полуролики 14 и 15 и упоры 7 и 8 размещены с возможностью контактирования по формующим поверхностям соответственно 16 и 17 и 9 и 10 с изгибаемой трубой 11, размещаемой между опорным роликом 3 с одной стороны и полуроликами 14 и 15 и упорами 7 и 8 с другой стороны. Устройство укомплектовано заглушками 23 и 24, способными быть размещенными внутри изгибаемой трубы 11, шомполами 25 и 26, контактирующими с заглушками 23 и 24, и формовочным песком 27. Точки касания полуроликов 14 и 15 с трубой 11 отнесены от начала изгиба, т.е. в проекции отточки касания трубы 11 с опорным роликом 3, на расстояние «А», равное величине, составляющей от 1/4 до 1 наружного диаметра трубы 11. Для ограничения изгиба трубы более чем на 180 градусов за опорным роликом 3 смонтированы ограничители изгиба 28 и 29.
Устройство для гибки труб работает следующим образом.
Полуролики 14 и 15 поворачивают вокруг осей 12 и 13 до положения, в котором их контактные выступающие плоскости 18 и 19 и центрирующие упорные плоскости 20 и 21 обращены друг к другу. Поворачивают П-образные скобы 5 и 6 к ориентиру 22 до контакта центрирующих упорных плоскостей 20 и 21 с ориентиром 22. Одновременно происходит контакт между контактными выступающими плоскостями 18 и 19, полуролики 14 и 15 оказываются размещены началом формующих поверхностей 16 и 17 к опорному ролику 3, а упоры 7 и 8 расположены перпендикулярно контактными выступающими плоскостями 18 и 19.
Подготавливают изгибаемую трубу 11 к гибке. Для этого в место изгиба внутрь трубы 11 засыпают формовочный песок 27, который проталкивают и устанавливают на месте шомполами 25 и 26 с заглушками 23 и 24 на конце. Ударами одного из шомполов, например, 25 с заглушкой 23 по формовочному песку 27 при удержании другого, в данном случае шомпола 26 с заглушкой 24, добиваются уплотнения формовочного песка 27. Прекращают уплотнять формовочный песок 27 после прекращения усадки формовочного песка 27. В некоторых случаях производят подогрев места изгиба, например, газовой горелкой до температуры вплоть до 600°C.
Изгибаемую трубу 11 помещают между опорным роликом 3 и полуроликами 14 и 15. При этом труба 11 оказывается между формующими поверхностями 4 опорного ролика 3, формующими поверхностями 16 и 17 полуроликов 14 и 15 и формующими поверхностями 9 и 10 упоров 7 и 8. Точки касания полуроликов 14 и 15 с трубой 11 отнесены от начала изгиба, т.е. в проекции от точки касания трубы 11 с опорным роликом 3, на расстояние «А», равное величине, составляющей от 1/4 до 1 наружного диаметра трубы 11.
Одновременно разворачивают П-образные скобы 5 и 6 на 90 градусов каждую. При этом упоры 7 и 8 отгибают трубу 11 вокруг опорного ролика 3 до касания ограничителей изгиба 28 и 29, а полуролики 14 и 15 обкатывают опорный ролик 3 и формируют наружную поверхность трубы 11 в месте изгиба.
По окончании процесса ставят П-образные скобы 5 и 6 в промежуточное положение и изогнутую трубу 11 протаскивают между полуроликами 14 и 15, вынимают из трубы 11 шомполы 25 и 26 с заглушками 23 и 24 и вымывают формовочный песок 27 из трубы 11.
За счет того что трубу 11 изгибают от начала изгиба не на 180 сразу, а на 90 градусов в каждую сторону, исчезает эффект стекания металла трубы по направлению изгиба, этому же способствует формирование поверхности трубы 11 полуроликами 14 и 15 в месте изгиба. Основную нагрузку при изгибе несут упоры 7 и 8, а полуролики 14 и 15, в основном, формируют поверхность изгибаемой трубы 11. Перенос усилий по изгибу трубы 11 от полуроликов 14 и 15 к упорам 7 и 8 и изгиб на 90 градусов в каждую сторону позволяет избежать уменьшения толщины трубы 11, появления эллипсности в месте изгиба, морщин и трещин на трубе 11. То, что точки касания полуроликов 14 и 15 с трубой 11 отнесены от начала изгиба на расстояние «А», равное величине, составляющей от 1/4 до 1 наружного диаметра трубы 11, позволяет свободно деформироваться металлу трубы в наиболее нагруженном месте и релаксировать напряжения металла в это место.
Применение предложенного устройства позволит повысить качество поверхности изогнутой трубы.