ТРУБОГИБ С УСТРОЙСТВАМИ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛОВ

Полезная модель относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано для гибки труб по схеме наматывания на шаблон.
В серийном производстве гибка труб осуществляется, как правило, на специальном оборудовании - трубогибочных станках автоматического или полуавтоматического типа, называемые иначе трубогибами. При проведении опытно-конструкторских работ или в мелкосерийном производстве часто применяются ручные трубогибы.
Актуальной проблемой производства трубопроводов, имеющих сложную пространственную форму, на ручных трубогибах является измерение углов гиба и углов разворота плоскостей, в которых выполняется гиб.
Известен ручной трубогибочный станок СМ-30/3 PARTNER, в котором поворот трубы в пространстве контролируется по градуировке лимба на каретке трубогиба (Ручной трубогибочный станок СМ-30/3 PARTNER 3 коорд. - URL: https://www.tubend.ru/products/10 (Дата обращения: 11.03.2020)). К недостаткам известного устройства относится низкая точность способа контроля. Этот недостаток обусловлен тем. что между лимбом каретки и показывающим элементом, например, стрелкой, всегда должен существовать ненулевой зазор, чтобы стрелка могла перемещаться вдоль лимба. При визуальном наблюдении угла поворота трубы по градуировке лимба неизбежно будет существовать больший или меньший параллакс, соответственно, вноситься погрешность. Кроме того, загрязнение лимба в процессе эксплуатации будет затруднять наблюдение углов поворота.
Известно устройство для контроля углов гибки и углов пружинения к трубогибочному станку, в котором датчики угловых положений выполнены в виде конечных выключателей, расположенных на специальном рычаге, который перед началом гибки трубы ориентируют относительно диска со шкалой, устанавливая заданный угол гибки (пат. RU 2204454, опубл. 20.05.2003. Бюл. №14). К недостаткам известного решения относится необходимость выставления рычага на нужный перед началом выполнения операции гиба на заданный угол. При изменении угла гиба при переходе на другую деталь или при наличии в готовой детали двух и более различных углов гиба требуется переналадка устройства. Кроме того, устройство не позволяет учесть угол поворота плоскости гиба, что необходимо при изготовлении трубопроводов, имеющих сложную пространственную форму (гибы в разных плоскостях).
Наиболее близким по совокупности существенных признаков - прототипом заявляемой полезной модели - является модернизированный трубогиб модели ИВ-3430 (Козлов А.В., Верещагин А.С. Совершенствование системы управления модернизированного трубогиба модели ИВ-3430. //Международный студенческий научный вестник. - 2018. - №3. С. 179-186). Известная конструкция включает устройство для зажима трубы, программируемый логический контроллер, датчик угловых перемещений (энкодер), приборную панель оператора, гибочный ролик с устройством его привода. Устройство для зажима трубы выполнено в виде эксцентрикового зажима. Устройство для привода гибочного ролика включает электродвигатель. В начальный момент времени энкодер отправляет на программируемый логический контроллер сигнал о начальном (нулевом) положении гибочного ролика.
К недостаткам известного решения относится наличие в системе управления трубогибом сложных электрических и механических устройств, а именно двух электродвигателей. инерционного нагружателя, преобразователей частоты, персонального компьютера. Важным недостатком является использование энкодера только для контроля угла гибки. Измерение угла поворота плоскости гиба в известном устройстве не предусмотрено.
Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемая полезная модель, является устранение недостатков прототипа - упрощение конструкции трубогиба и повышение точности гибки трубы за счет контроля не только угла гиба, но и угла поворота плоскости, в которой происходит гиб трубы.
Поставленная задача решается за счет:
- исключения из конструкции трубогиба электродвигателей, персонального компьютера, преобразователей частоты вращения, инерционного нагружателя,
- установки на трубогиб помимо энкодера, кинематически связанного с валом гибочной головки, дополнительного энкодера, кинематически связанного с валом устройства для зажима трубы;
- поворота плоскости гиба, то есть вала зажимного устройства с установленной и зафискированной в нем трубой, на заданный угол вручную;
- гиба трубы, то есть поворота гибочной головки, на заданный угол вручную;
- вывода сигналов энкодеров, обработанных программируемым логическим контроллером, на приборную панель оператора.
Новизной в предложенном трубогибочном станке является совместное использование следующих технических решений:
- установки на трубогиб двух энкодеров - первого, кинематически связанного с валом гибочной головки, и второго, кинематически связанного с валом устройства для зажима трубы;
- вывода сигналов энкодеров, обработанных программируемым логическим контроллером, на приборную панель оператора:
- применение поворота плоскости гиба на заданный угол и гиба трубы на заданный угол вручную с визуальным контролем углов по приборной панели.
Указанные признаки являются новыми, существенными и промышленно выполнимыми и направлены на решение поставленной полезной моделью технической задачи.
Предлагаемый в качестве полезной модели трубогиб с устройствами измерения углов поясняется схемой (фиг. 1) и включает устройство 1 для зажима трубы, программируемый логический контроллер 2, энкодер 31 положения плоскости гиба, энкодер 32 положения гибочного ролика 51, панель 4 оператора, гибочную головку 5, неподвижный ролик 6. Устройство 1 для зажима трубы 7 включает зажим 11 и жестко связанное с ним устройство 12 для поворота плоскости гиба. Направления поворота плоскости гиба трубы 7 показаны стрелкой 13. Гибочная головка 5 включает гибочный ролик 51, устройство 52 привода гибочного ролика 51, вал 53. Устройство 52 привода гибочного ролика 51 выполнено в виде рычага, обеспечивающего поворот гибочного ролика 51 вокруг оси неподвижного ролика 6. Направление гиба трубы 7 показано стрелкой 52. Конструктивные исполнения зажима 11 и устройства 12 для поворота плоскости гиба не являются предметом охраны по настоящей заявке.
Трубогиб с устройствами измерения углов работает следующим образом.
Включают питание на программируемый логический контроллер 2. Трубу 7 устанавливают в устройство 1 и фиксируют в зажиме 11. Перемещают устройство 1 вместе с трубой 7 в направлении неподвижного ролика 6. Производят поджим гибочного ролика 51 к трубе 7. На панели 4 оператора устанавливают нулевые показания энкодеров 31 положения плоскости гиба и 32 положения гибочного ролика. С помощью устройства 52 привода гибочного ролика 51 выполняют поворот гибочной головки 5 на заданный угол. При этом происходит гиб трубы 7, а величина утла поворота гибочной головки 5 (гиба трубы 7) индицируется на панели 4 оператора так, что оператор может непрерывно отслеживать достигаемый угол гиба. После завершения гиба оператор обнуляет показания энкодера 32 на панели 4 и отводит гибочный ролик 51 от трубы 7. При необходимости выполнения следующего гиба в другой плоскости оператор с помощью устройства 12 поворачивает зажим 11 с трубой 7 на заданный угол, контролируя его величину по значениям на панели 4.
Установка трубы 7 в устройство 1 для ее зажима, продольные перемещения и повороты устройства 1 вместе с зафиксированной трубой 7. гибка трубы 7 и ее извлечение из устройства 1 осуществляются вручную, что позволяет отказаться от дорогостоящих электродвигателей, сервоприводов и сопряженных с ними устройств системы управления.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является повышение точности гибки труб за счет обеспечения непрерывного контроля угловых размеров при гибке труб в различных плоскостях.
Предлагаемая конструкция трубогибочного станка прошла испытания и внедрена в серийное производство на Алтайском заводе прецизионных изделий.