ТРУБОГИБОЧНЫЙ СТАНОК С ОПРАВКОЙ ДЛЯ ГИБКИ, ИМЕЮЩИЙ НЕСУЩУЮ КОНСТРУКЦИЮ, КОТОРАЯ ОСОБЕННО УСТОЙЧИВА К РАБОЧИМ НАПРЯЖЕНИЯМ
TUBE BENDING MACHINE WITH BENDING MANDREL WITH STRAIN-RESISTANT STRUCTURE

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к трубогибочным станкам с оправкой для гибки, имеющим несущую конструкцию, которая особенно устойчива к рабочим напряжениям.
Уровень техники
Известно, что в трубогибочном станке с оправкой для гибки, извлекающее устройство закреплено в задней части рабочего места станка, и прошивной шток продолжается продольно от извлекающего устройства за переднюю часть станка, где расположены оправка и зажимная головка, снабженная матрицей. В существующих гибочных станках рабочее место закреплено на конструкции, которая в целом прикреплена к полу.
Когда труба, подлежащая гибке, которая вставлена в оправку, зажимается в матрицу зажимной головки, тяговое усилие, которое приложено тангенциально к матрице зажимной головки, вызывает на оправке реакцию, направленную вдоль прошивного штока, который соединен с извлекающим устройством на его конце, противоположном оправке.
В существующих трубогибочных станках с оправкой для гибки, рабочее место станка подвержено по существу изгибающим напряжениям, в результате усилия, приложенного гибочной матрицей к рабочему месту станка. Эти изгибающие напряжения, которые распространяются на конце конструкции станка от гибочной матрицы к трубе, подлежащей гибке и, в свою очередь, от последней к оправке и прошивному штоку, и снова к рабочему месту станка через извлекающее устройство, на его конце, противоположном концу, на котором закреплен прошивной шток, обуславливают циклические упругие деформации на рабочем месте, которые вызывают искривление конструкции. Когда изгибающие напряжения становятся особенно сильными, главным образом в зависимости от материала, диаметра и толщины трубы, подлежащей гибке, упругие деформации становятся настолько высоки, что они больше не допустимы, если желают достичь хорошего качества работы и продукции.
Раскрытие изобретения
Настоящее изобретение направлено на преодоление этих недостатков.
В частности, задачей настоящего изобретения является создание конструкции для трубогибочного станка с оправкой для гибки, которая не подвержена изгибающим напряжениям, когда труба, подлежащая гибке, подвержена тяговому усилию матрицей зажимной головки.
Указанная задача и другие достигаются посредством трубогибочного станка с оправкой для гибки, имеющей несущую конструкцию, которая особенно устойчива к рабочим напряжениям, в котором извлекающее устройство закреплено на задней части трубогибочного станка, а прошивной шток продолжается своей продольной осью от извлекающего устройства за переднюю часть станка, где зажимная головка, которая снабжена матрицей, подвергает напряжению трубу, подлежащую гибке, которая вставлена в оправку, тяговым результирующим усилием, которое передается по прошивному штоку к извлекающему устройству, которое противодействует результирующей реакции закрепления, причем трубогибочный станок содержит несущую конструкцию, имеющую такой профиль, что она содержит внутри продольную ось прошивного штока таким образом, что несущая конструкция главным образом подвержена сжимающим напряжениям.
Вышеупомянутый трубогибочный станок является особенно предпочтительным, поскольку он не подвержен изгибающим напряжениям, не испытывает деформаций несущей конструкции, которые ухудшают его рабочее состояние и повреждают его продукцию. Поскольку это та же самая несущая конструкция, которая уравновешивает тангенциальное усилие, приложенное к матрице, трубогибочный станок разгружает, по существу, только его нагрузку на пол, таким образом, не требуется его закрепление на земле для предотвращения его деформации и повышения его статических свойств.
Краткое описание чертежей
Настоящее изобретение будет описано со ссылкой на его предпочтительные варианты осуществления и прилагаемые чертежи, на которых:
фиг.1 представляет собой вид в перспективе первого варианта осуществления трубогибочного станка, имеющего оправку для гибки согласно настоящему изобретению;
фиг.2 представляет собой схематичное продольное сечение трубогибочного станка, показанного на фиг.1;
фиг.3 представляет собой увеличенный вид части правого конца трубогибочного станка, показанного на фиг.2;
фиг.4 представляет собой увеличенный вид части левого конца трубогибочного станка, показанного на фиг.2;
фиг.5 представляет собой увеличенный вид поперечного сечения несущей конструкции трубогибочного станка, показанного на фиг.1;
фиг.6 представляет собой рассеченный вид в перспективе второго варианта осуществления, который является круглым, несущей конструкции трубогибочного станка согласно настоящему изобретению;
фиг.7 представляет собой вид в перспективе третьего варианта осуществления, который является сетчатым, несущей конструкции трубогибочного станка согласно настоящему изобретению;
фиг.8 представляет собой общий вид в перспективе третьего сетчатого варианта осуществления несущей конструкции без трубогибочного станка.
Описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения
Во-первых, со ссылкой на фиг.1 и 2 показан вид в перспективе и схематичное продольное сечение, соответственно, первого варианта осуществления несущей конструкции трубогибочного станка с оправкой для гибки согласно настоящему изобретению. На фиг.1 и 2 показан первый вариант осуществления несущей конструкции, которая имеет призматическую или коробчатую форму и обозначена позицией 1. На заднем конце несущей конструкции 1 (слева на фиг.2) извлекающее устройство в общем обозначено позицией 2, а передний конец (справа на фиг.2) имеет переднюю раму 3.
Несущая конструкция поддерживается сзади и спереди опорными элементами 4 и 5 соответственно. Соответствующим образом передний опорный элемент 5 выступает вперед уступом 6, на который опирается зажимная головка 7.
Как показано подробно на фиг.3, которая представляет собой увеличенный вид зажимной головки 7, зажимная головка 7 снабжена матрицей 8, которая имеет зажимное устройство 9. Зажимное устройство 9 является предметом другой заявки на патент того же заявителя. Зажимная головка 7 установлена с возможностью скольжения на уступе 6 посредством направляющих 10, которые расположены горизонтально на том же уступе. Зажимная головка 7 контактирует с опорным элементом 11, который закреплен на передней раме 3 несущей конструкции 1. Опорный элемент 11 образует поперечное соединение со скольжением между несущей конструкцией 1 и зажимной головкой 7.
Оправка 12 для гибки, которая установлена на конце прошивного штока 13, не будет описываться в дальнейшем, поскольку она является предметом предыдущей заявки на патент того же заявителя. Труба T, подлежащая гибке, расположена на оправке 12 для гибки. Труба T поддерживается державкой 14 оправки известного типа, которая показана на фиг.1, но для ясности не представлена на фиг.2 и 3.
Извлекающее устройство 2 наилучшим образом показано на фиг.4, которая представляет собой увеличенный вид части левого конца станка. Извлекающее устройство является известным и, следовательно, в дальнейшем не описывается. Однако извлекающее устройство не установлено одним концом на рабочем месте, как в существующих гибочных станках, а согласно изобретению извлекающее устройство расположено в анкерной плите 15, проходя через нее. Анкерная плита 15 извлекающего устройства 2, которая соответствующим образом усилена ребром 16 жесткости, закреплена на задней раме 17 в качестве задней части несущей конструкции 1 таким образом, что удерживающее усилие, которое прикладывается извлекающим устройством 2 против тягового усилия, прикладываемого матрицей 8, разгружается только на несущую конструкцию 1. Следовательно, предпочтительно несущая конструкция 1 имеет заднюю раму 17, которая окружает извлекающее устройство 2, по крайней мере, в значительной степени, но предпочтительно полностью. По этой причине особенно предпочтительно, чтобы задняя часть несущей конструкции была выполнена в виде рамы, аналогично передней раме 3.
В этом первом варианте осуществления настоящего изобретения несущая конструкция 1 трубогибочного станка с оправкой для гибки имеет призматическую или коробчатую форму. Несущая конструкция имеет боковые стенки 18, 19, 20, 21. Показаны подъемные гильзы, обозначенные позицией 22. На фиг.1, 2, 4 отверстия для доступа в несущую конструкцию 1 в целом обозначены позицией 23.
Как видно ниже, некоторые части несущей конструкции 1, например, которые относятся к боковым стенкам, могут быть удалены. Однако предполагается, что все взаимодействующие части несущей конструкции подвергаются напряжению, для того чтобы противодействовать тяговому усилию, приложенному матрицей в трубогибочной операции. Другими словами, результирующая тяговых усилий, приложенных зажимной головкой, и результирующая удерживающих усилий, приложенных извлекающим устройством 2, которое имеет ось g прошивного штока 13 в качестве направления приложения, передаются внутрь профиля, ограниченного передней рамой 3 и задней рамой 17 несущей конструкции 1, так как профиль несущей конструкции 1 содержит внутри прошивной шток 13. Такие результирующие усилия, передаваемые через прошивной шток 13, определяют сжимающее напряжение на несущей конструкции 1. Однако несущая конструкция имеет геометрическое сечение, имеющее центр немного не на оси g прошивного штока, где передаются существующие усилия.
В действительности, обычно, для того чтобы изогнуть трубу по дуге в 180° с уменьшенным радиусом изгиба, оправка 12 с узлом, который поддерживает ее, и, следовательно, труба T не расположены по центру внутри коробчатой несущей конструкции 1. Очевидно, что, когда тяговое усилие приложено матрицей к трубе T, результирующая противодействующих усилий, приложенных коробчатой конструкцией, имеет направление, обычно не совпадающее с направлением тягового усилия.
Для пояснения ссылка делается на фиг.5, которая представляет собой поперечное сечение несущей конструкции 1, в ее первом коробчатом варианте осуществления. Поперечное сечение является по существу прямоугольным, и можно отметить, что геометрический центр сечения, то есть центр C, не совпадает с точкой G, которая представляет собой точку пересечения оси g прошивного штока 13 в сечении.
Для того чтобы результирующая приложенных усилий совпадала с результирующей сил сопротивления в несущей конструкции 1, момент инерции сопротивления сечения может быть изменен, например, применяя усиливающую пластину 24, для того чтобы центр инерции совпал с точкой пересечения G оси g прошивного штока 13.
Со ссылкой на фиг.6 показан вид в перспективе, который продольно рассечен вертикальной плоскостью симметрии, проходящей через ось g второго варианта осуществления несущей конструкции, которая особенно устойчива к рабочим напряжениям. На этом чертеже и на последующих чертежах одинаковые ссылочные позиции используются для обозначения одинаковых или аналогичных элементов. Несущая конструкция во втором варианте осуществления представляет собой круглую трубу и обозначена позицией 25, и имеет переднюю раму 3 и заднюю раму 17, как в первом варианте осуществления. Если извлекающее устройство 2 расположено по центру внутри несущей конструкции, несущая конструкция действует таким образом, чтобы сбалансировать, прежде всего, усилие, приложенное к трубе, подлежащей гибке, так как усилие, приложенное к трубе зажимной головкой, разгружается на круглую трубчатую конструкцию посредством вертикальной опоры зажимной головки 7 на переднюю раму 3.
В этом случае только осевая нагрузка распределяется по всей упорной секции несущей конструкции без образования больших деформаций и вибраций несущей конструкции, так что дефекты, вызываемые при обработке, зависят от гибочной операции.
Со ссылкой на фиг.7 показан вид в перспективе, который продольно рассечен вертикальной плоскостью симметрии, проходящей через ось g, третий вариант выполнения несущей конструкции согласно настоящему изобретению. Несущая конструкция третьего варианта осуществления в общем является сетчатой и обозначена позицией 26, и имеет переднюю раму 3 и заднюю раму 17, как в первом варианте осуществления. Если извлекающее устройство 2 расположено по центру внутри несущей конструкции, несущая конструкция действует таким образом, чтобы сбалансировать, прежде всего, усилие, приложенное к трубе, подлежащей гибке, так как усилие, приложенное к трубе зажимной головкой, разгружается на сетчатую конструкцию посредством вертикальной опоры зажимной головки 7 на переднюю раму 3.
Упорные части сетчатой конструкции, которые являются по существу балками, в общем обозначенными позицией 27, которые расположены в углах конструкции, образуют каркас и стенки могут отсутствовать. Участок 28 стенки может функционировать в качестве усиливающей пластины 24, которая описана в первом варианте осуществления и показана на фиг.5.
Элементы жесткости и ребра жесткости для балок 27 являются желательными, для того чтобы получить одинаковую реакцию несущей конструкции 26, которая показана более подробно на общем виде в перспективе на фиг.8, на которой для ясности не представлен трубогибочный станок с оправкой для гибки. Как видно на фиг.8, имеются опорные элементы 29 для направляющих 10 для опоры и скольжения зажимной головки, и профрезерованная зона 30, на которой установлен опорный элемент 11 для зажимной головки 7.
Из вышеприведенного ясно, что несущая конструкция согласно изобретению может иметь сплошные боковые стенки, как в первом и втором варианте осуществления, или не сплошные, когда она имеет каркас и сетчатые боковые стенки, как в третьем варианте осуществления. Конечно, несущая конструкция будет также иметь другое многоугольное поперечное сечение. Если сечение круглое, она может быть круглой или овальной.
В любом случае предпочтительно, чтобы несущая конструкция имела поперечное сечение, имеющее такой момент инерции, что тяговое усилие, приложенное посредством матрицы, имело направление, проходящее через центр инерции поперечного сечения.
В соответствии с тем, что система существующих усилий в гибочной операции является такой, чтобы создавать напряжения только сжатия, достаточно, чтобы несущая конструкция просто опиралась на пол, без ее закрепления.
Дополнительное преимущество обусловлено тем, что зажимная головка установлена с возможностью скольжения на переднем конце на направляющих, расположенных горизонтально на уступе, опирающемся на землю, поперечно продольному направлению, причем зажимная головка контактирует с опорным элементом на переднем конце несущей конструкции, при этом опорный элемент образует соединение со скольжением с передним концом несущей конструкции. Таким образом, бесполезные изгибающие напряжения на несущую конструкцию вблизи от зажимной головки устраняются.
Преимуществ несущей конструкции согласно настоящему изобретению еще больше. Следует понимать, что благодаря оптимальному использованию металлического материала, который работает на сжатие, несущая конструкция описанного типа позволяет снизить производственные расходы трубогибочного станка, так как требуется меньшее количество материала по сравнению с существующими трубогибочными станками.
Дополнительное преимущество представлено тем, что несущая конструкция согласно изобретению более способна претерпевать изменение ее длины, если необходимо обработать трубы для существенного удлинения. В действительности, в гибочном станке с оправкой для гибки предшествующего уровня техники, если длина рабочего места увеличилась, также увеличатся деформации, вызванные изгибами в процессе обработки. Напротив, с несущей конструкцией согласно настоящему изобретению, если рабочее место увеличивается в длину, она не претерпевает ощутимого увеличения деформации. В качестве положительного следствия, в подходе модульного использования, необходимо добавить секцию несущей конструкции, для того чтобы увеличить длину рабочего места и обеспечить гибочные операции труб, имеющих требуемую длину.
В вышеприведенном описании были приведены иллюстративные и не ограничивающие варианты осуществления изобретения, которое определено в приложенной формуле изобретения.