ВАЛЬЦОВОЧНАЯ МАШИНА

Полезная модель относится к обработке металлов давлением и может быть использована для развальцовки труб в трубных решетках (досках, коллекторах) при изготовлении теплообменных аппаратов в различных областей техники.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату является вальцовочная машина, включающая вальцующий инструмент, его привод, состоящий из гидромотора, соединенного двумя гидравлическими магистралями через устройство реверсирования потока рабочей жидкости с гидронасосом, электронный блок управления гидронасосом и устройство реверсирования потока рабочей жидкости, соединенное с контролирующим датчиком - датчиком крутящего момента.
(ЕР 0153670, B21D 39/06, опубликовано 04.09.1985)
Недостатком известного устройства является использование гидропривода дроссельного регулирования, при котором часть рабочей жидкости должна сбрасываться через регулирующее золотниковое устройство. В таких конструкциях КПД не может превышать 66,7%. Это ведет к значительным расходам жидкости и потерям энергии. Кроме того, в известной вальцовочной машине инструмент (вальцовка) размещается на конце вала типа карданного, вращение которому передается от гидромотора через дополнительную передачу, которой может быть цепная, ременная или какой-либо редуктор, и датчик крутящего момента. При таком исполнении операцию вальцевания можно выполнять только на расстоянии, равном или близком длине карданного вала и очень трудно закреплять трубы в местах, не имеющих прямого доступа к поверхности коллектора (доски трубной). Как также следует из описания, в известной вальцовочной машине в качестве операции управления во время осуществления одного цикла вальцевания (закрепления одного конца трубы) предусмотрена остановка при достижении заданного крутящего момента и реверсирование вращения вала гидромотора. При таком исполнении изменение частоты вращения веретена вальцовки во время выполнения операции закрепления зависит от характеристики гидромотора и обычно невелико. В конце цикла вальцевания мощность, подводимая к веретену должна быть минимальной при требуемом крутящем моменте, иначе может происходить разрушение трубы и снижение качества закрепления. Поэтому в известной вальцовочной машине частота вращения веретена не может быть большой. В тоже время известно, что в начале цикла вальцевания, по времени составляющем 60-70%, потребляемый момент обычно мал и здесь возможно использование высокой частоты вращения веретена. Поэтому производительность работ и ресурс вальцовок в случае использования известной вальцовочной машины при закреплении теплообменных труб понижены. Причем пониженный ресурс инструмента может привести к снижению качества изготовления ответственных энергетических аппаратов
Задачей и техническим результатом полезной модели является повышение производительности работ при качественном выполнении операции закрепления теплообменных труб независимо от конструкции аппарата.
Технический результат достигается тем, что вальцовочная машина включает вальцующий инструмент, его привод, состоящий из гидромотора, соединенного гидравлическими магистралями с насосом, устройства регулирования потока рабочей жидкости, а также соединенного с ним и контролирующим датчиком электронного блока управления насосом, причем привод выполнен в виде гидропривода объемного регулирования, в котором насос, снабжен устройством регулирования потока рабочей жидкости, выполненного в виде электрогидромеханического устройства изменения производительности насоса, а контролирующий датчик выполнен в виде датчика дифференциального давления, гидравлические входы которого соединены с гидравлическими магистралями на входе и выходе гидромотора, и/или датчика давления, установленного в напорной магистрали.
Технический результат также достигается тем, что датчик дифференциального давления и/или датчика давления выполнены в виде электронного или электромеханического устройства; насос выполнен в виде аксиально-поршневого или радиально-поршневого насоса с регулируемой производительностью, имеющего систему подпитки, и вал которого соединен с валом электродвигателя; вальцующий инструмент включает вальцовку, рабочими органами которой являются конические ролики и веретено, и хвостовик которого соединен переходником с валом гидромотора.
Полезная модель может быть проиллюстрирована конструктивным решением, представленном на рис.1, где
1 - насос в виде аксиально-поршневого насоса;
2 - гидромотор;
3 - гидравлические магистрали;
4 - веретено вальцовки;
5 - обойма вальцовки;
6 - конические ролики;
7 - вальцуемая труба;
8 - доска трубная;
9 - электродвигатель;
10 - тележка;
11 - электронный блок управления насосом;
12 - бачок для масла системы подпитки;
13 - электрогидромеханическое устройство изменения производительности насоса;
14 - датчик дифференциального давления;
15 - датчик давления.
Реализация вальцовочной машины своего назначения происходит следующим образом.
Привод вальцовочной машины, выполненный в виде гидропривода объемного регулирования, включал насос 1 в виде стандартного аксиально-поршневого насоса с системой подпитки, вал которого приводится во вращение электродвигателем 9, и соединенный с насосом 1 двумя гидравлическими магистралями 3 гидромотор 2 роторного типа. Выходной вал гидромотора переходником был соединен с хвостовиком веретена 4 вальцующего инструмента (вальцовки), содержащего также обойму 5 с подшипником, конические ролики 6, размещаемые в трубе 7, установленной в доске трубной 8. Устройство регулирования потока рабочей жидкости было выполнено в виде стандартного электрогидромеханического устройства 13 изменения производительности насоса путем поворота люльки насоса, содержащей блок цилиндров. Указанное электрогидромеханическое устройство 13 входит в состав стандартного аксиально-поршневого насоса. Гидравлические входы контролирующего датчика - электромеханического датчика дифференциального давления 14 были соединены с гидравлическими магистралями на входе и выходе гидромотора, а датчик давления 15 имел возможность размещения в напорной магистрали. Сигнал, вырабатываемый контролирующим датчиком, поступал в электронный блок управления 11 насосом и далее в устройство регулирования потока рабочей жидкости 13.
Электродвигатель 9 приводит во вращение с частотой Ω вал насоса 1. После включения электродвигателя в гидравлической системе подпитки создается требуемое давление, а люлька аксиально-поршневого насоса находится в нейтральном положении, поэтому через гидромотор 2 нет расхода рабочей жидкости и его вал не вращается. При этом протечки масла сливаются в бачок 12. Хвостовик веретена 4 соединяют переходником с валом гидромотора 2 и вальцовку роликами и веретеном вставляют в вальцуемую трубу 7, размещенную в отверстии трубной доски 8. Подачей сигнала от электронного блока управления 11 на электрогидромеханическое устройство 13 изменения производительности насоса осуществляют поворот люльки аксиально-поршневого насоса, что приводит к созданию потока жидкости в гидравлических магистралях 3 и вращению с максимально возможной частотой вала гидромотора 2, который в свою очередь вращает веретено. Все оборудование размещается на тележке 10.
Веретено воздействует на конические ролики веретена, которые, вращаясь, втягивают веретено в трубу 7 и деформируют ее. В процессе деформации трубы на валу гидромотора растет потребляемый крутящий момент, а в магистралях на входе и выходе гидромотора растет перепад давления, регистрируемый датчиком дифференциального давления 10, и давление в напорной магистрали, которое может регистрироваться датчиком давления, который могут быть выполнены в виде электронного или электромеханического устройств. Сигнал, вырабатываемый датчиком дифференциального давления и/или датчиком давления, поступает в электронный блок управления насосом, который при заданной пороговой скорости его изменения подает электрический сигнал на устройство регулирования потока рабочей жидкости, поворачивающее люльку насоса для уменьшения расхода рабочей жидкости, подводимой к гидромотору и заданному снижению частоты вращения вала гидромотора и веретена. При заданном пороговом значении сигнала от датчика дифференциального давления и/или датчика давления, выдается команда на электрогидромеханическое устройство изменения производительности насоса на установку люльки насоса в нейтральное положение, что останавливает вращение вальцующего инструмента, а затем обратным вращением веретено освобождается из трубы. Далее цикл повторяется.
Таким образом, вальцовочная машина по полезной модели обеспечивает достижение поставленного технического результата: повышение производительности работ при качественном выполнении операции закрепления теплообменных труб независимо от конструкции теплообменного аппарата.