РАСКАТНИК УСТРОЙСТВА ДЛЯ ХОЛОДНОЙ ГИБКИ ТРУБ
ROLLER FOR PIPE COLD BENDING

Изобретение относится к области машиностроения и, в частности к трубогибочным станкам для образования пластического шарнира при гибки труб средней и повышенной толщины из нержавеющих и труднодефоримируемых сплавов.
Известно устройство для гибки труб в холодном состоянии [1], содержащее раскатник, выполненный в виде шарнирно-закрепленных в опорах роликах, которые посредством тяг связаны стаканом, коаксиально установленным на валу.
Недостатком устройства является обстоятельство, ограничивающее толщину стенки трубы, так как при увеличении толщины стенки трубы возникают геометрические дефекты сечения и, напротив: с меньшей толщиной стенки трубы, при гибки в зоне растяжения возникает неравномерное уменьшение толщины стенки трубы, что ведет к снижению применяемости данной трубы в гидросистемах за счет снижения рабочего давления.
Технической задачей, решаемой изобретением, является устранение указанных недостатков, путем обеспечения равномерного вытягивания стенки трубы на периферии гиба и облегченного распределения материала на внутренней стенки изгибаемой трубы.
Поставленная задача достигается тем, что раскатник устройства для холодной гибки труб содержит внешнюю обойму с установленным в ней сепаратором, катушкой с направляющими клиновидными пластинками и барабаном, а в качестве деформирующих элементов использованы шариковые деформирующие элементы, расположенные в сепараторе внешней обоймы, роликовые деформирующие элементы, установленные на нескольких участках барабана вдоль оси с одной его стороны, и шариковые деформирующие элементы, установленные на барабане с другой его стороны, а направляющие пластинки катушки имеют возможность взаимодействия с упомянутыми роликовыми и шариковыми деформирующими элементами барабана для создания необходимого натяга между ними и стенками трубы при рабочем движении барабана. При этом роликовые деформирующие элементы образуют непрерывную замкнутую поверхность, а шариковые деформирующие элементы барабана образуют периодический контакт со стенкой трубы. Шариковые деформирующие элементы внешней обоймы установлены в осевом направлении между деформирующим элементами барабана, это решение позволяет обеспечить наружное радиальное обжатие, что помогает достичь предел текучести по всей толщине стенки трубы.
Указанная совокупность признаков позволит облегчить условия, гибки труб средней и повышенной толщины из нержавеющих и труднодеформируемых сплавов в условиях единичного и серийного производства.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на Фиг.1 показана схема расположения усилий в зоне гиба; на Фиг.2, Фиг.4 показан общий вид раскатника устройства для холодной гибки труб; на Фиг.3 показано сечение раскатника устройства для холодной гибки труб.
На схеме расположения усилий в зоне гиба Фиг.1 показано размещение замкнутого контура растягивающего усилия 1 в зоне растяжения 3 при возвратно-поступательном движении раскатника устройства для холодной гибки труб 7, периодическое расположение усилий 2 в зоне сжатия 4 и периодическое расположение усилий 16, смещенное относительно усилий 2 и 1. Раскатник устройства для холодной гибки труб Фиг.2, Фиг.4 содержит катушку 14 с направляющими пластинками 15, где расположены роликовые деформирующие элементы 5 и шариковые деформирующие элементы 6, которые находятся в барабане 8. Раскатник устройства для холодной гибки труб содержит внешнюю обойму 9 с закрепленными в ней направляющими пластинками 10, шариковые деформирующие элементы 11 удерживаются от выпадения и смещения сепаратором 12, внешняя обойма 9 крепится к катушке 14 гайкой 13. На сечении (фиг.3) раскатника устройства для холодной гибки труб показано размещение барабана 8 и внешней обоймы 9 с сепаратором 12 и шариковыми деформирующими элементами 11.
Устройство для холодной гибки труб работает следующим образом. Один конец трубы 7 перед началом работы закрепляют на гибочном ролике (не показан), в другом конце трубы 7 размещают катушку 14 с барабаном 8 таким образом, чтобы роликовые деформирующие элементы 5 были обращены к зоне растяжения 3 стенки трубы 7. Закручивают гайку 17, которая, упираясь своим концом в направляющие клиновидные пластины 15, разводит их относительно катушки 14 в осевом направлении. Разводимые направляющие клиновидные пластины 15 соприкасаются с деформирующими элементами 5 и 6 барабана 8 и прижимают их к внутренним стенкам трубы 7, что обеспечивает необходимый натяг стенки трубы 7. Для образования сложнонапряженного состояния (пластический шарнир) по всей толщине стенки трубы 7 обеспечивают дополнительное радиальное обжатие, создавая давление усилиями 16 на стенку трубы 7 посредством внешней обоймы 9 с установленным в ней сепаратором 12, удерживающем шариковые деформирующие элементы 11 и направляющие пластинки 10. Далее, затягивая гайку 13, стягивают внешнюю обойму 9 с катушкой 14 таким образом, чтобы сориентировать шариковые деформирующие элементы 11 со смещением в осевом направлении относительно деформирующих элементов 5 и 6 барабана 8. Далее задают раскатнику возвратно-поступательное движение относительно закрепленной трубы 7. При этом происходит качение роликовых деформирующих элементов 5, которые за счет своей формы и расположения (Фиг.3) образуют замкнутый контур по всей поверхности контакта со стенкой трубы 7, необходимый для образования замкнутого контура растягивающего усилия 1 в зоне растяжения 3 стенки трубы 7 при гибке, что вызывает явление ползучести [2] и удлинение стенки трубы 7. Качение шариковых деформирующих элементов 6 за счет их формы и расположения (Фиг.3) обеспечивает периодический контакт со стенкой трубы 7 для образования периодического расположение усилий 2 и облегченного распределения материала в зоне сжатия 4 стенки трубы 7. Шариковые деформирующие элементы 11 при качении обеспечивают дополнительное радиальное обжатие стенки трубы 7 в зонах 3 и 4 усилиями 16. Качение деформирующих элементов 5 и 6 барабана 8 и шариковых деформирующих элементов 11 внешней обоймы 9 происходит без проскальзывания и юза, что позволяет достичь предела текучести по всей толщине стенки трубы 7. Одновременно с этим к трубе 7 прилагают изгибающий момент посредством гибочного ролика (не показан). После окончания работы раскатник устройства для холодной гибки труб демонтируют в обратном порядке.
Использование предложенных технических решений в конструкции раскатника устройства для холодной гибки труб, позволяет облегчить, условия гибки толстостенных труб из труднодеформируемых материалов в условиях единичного и серийного производства. Также оно может быть использовано в трубогибочных станках, как дополнительное оснащение, что повысит производительность и увеличит универсальность оборудования, с облегчением и упрощением человеческого труда с минимальными энергетическими затратами и позволит в кратчайшие сроки производить нужные изогнутые трубы и отводы.
Источники информации
1. Патент РФ №2008117 С1, 28.02.1994, B21D 9/14.
2. Беляев Н.М. Сопротивление материалов. - М.: Наука, 1976. 608 с.