ТРУБОГИБОЧНЫЙ СТАНОК

Полезная модель относится к оборудованию для гибки труб в том числе, с использованием локального нагрева и может быть использована для гибки труб для различных трубопроводных систем, используемых в авиации, ракетно-космической технике, газо- и нефтепроводах, тепловых электростанциях, в судостроении и др.
Известно, что при гибке труб из труднодеформируемых и малопластичных сплавов, таких как ВНС-16, ВНС-25, ЭП-810, ВМС-25, а также трубопроводов больших диаметров из конструкционных и нержавеющих сталей, применяется гибка с локальным нагревом. При этом зачастую необходимо получать трубопроводы сложной пространственной формы с несколькими гибами различного радиуса на одной трубе и с прямыми участками различной длины между ними. Для решения этой проблемы целесообразно использовать трубогибочные станки с локальным нагревом, способные производить гибку на различные радиусы гиба без ручной переналадки различными способами.
Известен способ гибки труб на трубогибочном станке с локальным нагревом зоны изгиба, согласно которому гибку трубы осуществляют в нагретом ее сечении нажимным роликом, при этом трубу периодически проталкивают через нагревательное устройство, осуществляют нагрев зоны гибки с последующей гибкой в данной зоне.
(см. авторское свидетельство СССР №106938, кл. B21D 7/08, 1956 г.).
Известно устройство для гибки труб, содержащее станину с размещенными на нем направляющими роликами, кольцевой нагревательный индуктор, расположенный за ними, через которые подается изгибаемая труба посредством силового цилиндра, а также механизм качания каретки нажимного ролика, расположенного на фасонном рычаге, имеющем на торце зубцы червячного колеса, находящиеся в зацеплении с червяком, приводимым электродвигателем.
(см. авторское свидетельство СССР №110447, кл. B21D 7/08,1956 г.).
Использование данных способа и устройства позволяет получать изогнутые трубы сложной пространственной формы. При этом данное устройство позволяет получать гибы переменной кривизны, максимальный радиус кривизны которых не ограничен.
Однако известные способ и устройство не обеспечивают получение гибов малых радиусов, вследствие значительного воздействия на трубу поперечных сил от нажимного ролика. Поперечные силы при малых радиусах гиба вызывают значительную овализацию поперечного сечения изгибаемой трубы, что снижает качество получаемых гибов. Кроме того, данные способ и устройство не обеспечивают получения гибов постоянной кривизны, вследствие необходимости плавного перемещения нажимного ролика в конечное положение в процессе гибки. Наличие участков переменной кривизны уменьшает точность изготовления трубы, что снижает его качество и вызывает необходимость их учета при проектировании трасс трубопроводов, а также увеличивает сложность монтажных работ.
Известно устройство для гибки труб, которое содержит устройство подачи трубной заготовки в продольном направлении. Имеются расположенное в направлении подачи нагревательное устройство для нагревания участка трубы и поворачивающийся вокруг оси вращения гибочный рычаг с держателем для фиксации трубы с возможностью ее отсоединения. Для обеспечения возможности гибки трубы в различных направлениях гибки предусмотрено устройство передвижения относительно друг друга устройства подачи и гибочного рычага так, чтобы устройство подачи и ось вращения гибочного рычага имели возможность перемещения мимо друг друга.
(см. патент РФ на изобретение №2457057, кл. B21D 9/18, 2012 г.).
Использование данного устройства позволяет получать трубопроводы с несколькими изгибами различного радиуса сложной пространственной формы. При этом данное устройство позволяет получать гибы постоянной кривизны высокого качества.
В результате анализа данного решения установлено, что оно содержит ряд существенных недостатков, а именно:
1. Ограниченность максимального радиуса изгиба. Максимальный радиус изгиба ограничен конструкцией станка и определяется максимальным расстоянием между осью вращения гибочного рычага и осью устройства подачи, что ограничивает возможности по изготовлению трубопроводов сложной пространственной формы.
2. Невозможность получения гибов переменной кривизны, что также ограничивает возможности по изготовлению трубопроводов сложной пространственной формы.
Известен трубогибочный станок с индукционным нагревом, содержащий станину с установленными на ней кареткой продольной подачи, направляющими роликами, нагревательным устройством и поворотным рычагом с нажимным роликом, причем, с целью обеспечения возможности гибки труб как нажимным роликом, так и гибочным рычагом, ось нажимного ролика смонтирована на ползушке, установленной на поворотном рычаге с возможностью перемещения вдоль указанного рычага, центр вращения которого расположен в точке пересечения оси трубы с плоскостью, перпендикулярной к ней и проходящей через центр изгиба, а в случае гибки гибочным рычагом, последний смонтирован на оси нажимного ролика.
(см. авторское свидетельство СССР №440183, кл. B21D 7/02, 1975 г.) - наиболее близкий аналог.
В результате анализа известного станка установлено, что он, в сравнении с приведенными выше, обеспечивает гибку труб с локальным нагревом как с помощью нажимного ролика, так и с помощью гибочного рычага. Однако смена схемы гибки возможна только при длительной, трудоемкой смене инструмента, что снижает производительность гибки труб сложной пространственной формы и делает практически невозможной автоматизацию процесса гибки.
Технический результат настоящей полезной модели заключается в повышении производительности гибки труб как нажимным роликом, так и поворотным узлом за счет сокращения времени переналадки станки с одной схемы гибки на другую.
Указанный технический результат обеспечивается тем, что в трубогибочном станок, содержащем станину, на которой с возможностью возвратно-поступательного перемещения посредством привода установлена каретка, предназначенная для продольной подачи трубной заготовки и оснащенная механизмом ее поворота, поворотный узел, установленный на станине с возможностью поперечного перемещения и поворота, оснащенный зажимным устройством для зажима трубной заготовки в процессе ее гибки, а также индуктор и нажимной ролик, новым является то, что станок оснащен опорным узлом, установленным на станине с возможностью продольного перемещения и предназначенным для удержания трубной заготовки от поперечного прогиба индуктор смонтирован на опорном узле, а нажимной ролик установлен на каретке, смонтированной на станине с возможностью поперечного перемещения.
Сущность заявленной полезной модели поясняется графическими материалами, на которых:
- на фиг. 1 - трубогибочный станок, вид сверху, положение его элементов при гибке поворотным узлом;
- на фиг. 2 - трубогибочный станок, вид сверху, положение его элементов при гибке нажимным роликом.
Трубогибочный станок содержит станину 1, на которой с возможностью продольного возвратно-поступательного перемещения посредством привода установлена каретка 2 продольной подачи и поворота трубной заготовки.
На станине 1 с возможностью продольного возвратно-поступательного перемещения посредством привода установлен опорный узел 3, содержащий фильеру (не показана) для фиксирования трубной заготовки в поперечном направлении от прогиба. На опорном узле смонтировано нагревательное устройство 4, выполненное, например, в виде кольцевого индуктора.
На станине 1 с возможностью поперечного перемещения посредством привода, смонтирована каретка 5 несущая нажимной ролик.
На торце станины 1 с возможностью поперечного перемещения и поворота посредством приводов смонтирован поворотный узел 6, оснащенный зажимным устройством 7 для фиксации изгибаемой трубы при ее гибке.
Трубогибочный станок работает следующим образом.
Процесс гибки может быть осуществлен как нажимным роликом - при гибке с большим радиусом гиба или гибке с переменны радиусом гиба, так и поворотным узлом - при гибке с малым радиусом гиба.
При гибке трубы с использованием поворотного узла 6 трубная заготовка, зажатая в каретке 2 с одной стороны и зажимным устройством 7 поворотного узла 6 с другой, проталкивается через опорный узел 3 и кольцевой индуктор 4, создающий узкую зону нагрева. За счет усилия проталкивания труба, изгибаясь, поворачивает поворотный узел 6 вокруг своей оси. При этом получается изгиб постоянной кривизны R, который определяется расстоянием от оси вращения поворотного узла 6, устанавливаемым поперечным перемещением поворотного узла 6 по направляющим станины 1 и аналогичным перемещением зажимного устройства 7 по направляющим поворотного узла 6. Опорный узел 3 при данном способе гибки устанавливается таким образом, чтобы кольцо индуктора 4 и ось вращения поворотного узла 6 находились в плоскости, перпендикулярной оси вращения каретки продольной подачи и поворота 2.
При гибке с использованием нажимного ролика опорный узел 3 перемещается синхронно с кареткой подачи и поворота 2 в положение для гибки трубы нажимным роликом, определяемым необходимым плечом гибки L - расстоянием между осью нажимного ролика каретки 5 и кольцом индуктора 4 и зависящем от технологии гибки. Гибка при помощи нажимного ролика делится на два этапа: на первом этапе трубная заготовка проталкивается через опорный узел 3 и кольцевой индуктор 4, создающий узкую зону нагрева, одновременно с перемещением каретки 5 до достижения ее нажимным роликом конечного положения, на втором этапе труба продолжает проталкиваться при неподвижном нажимном ролике до достижения необходимого угла гибки. Конечное положение нажимного ролика определяется необходимым радиусом изгиба. Поворотный узел 6 и зажимное устройство 7 при этом устанавливаются в положение, не препятствующее выходу изогнутой трубы.
Между гибами происходит перемещение опорного узла 3, поворотного узла 6 и, при необходимости, зажимное устройство 7 в начальную позицию следующего гиба. При необходимости изменения плоскости гибки каретка 2 продольной подачи и поворота поворачивает трубную заготовку на угол, определяемый геометрией изготавливаемого трубопровода. Перемещение всех узлов станка происходят в автоматизированном режиме по программе системы управления.
Таким образом, заявленный станок позволяет повысить производительность гибки с локальным нагревом труб сложной пространственной формы за счет использовании двух кинематически развязанных установленных на станке инструментов для гибки - поворотного узла и нажимного ролика и за счет их автоматизированной смены.