ИНДУКЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО ТРУБОГИБОЧНОГО СТАНКА С ПРОГРАММНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ

Полезная модель относится к области оснастки трубогибочных станков с программным управлением, а именно, к устанавливаемым на станках устройствам для индукционного нагрева зоны изгиба труб при их гибке, например, при изготовлении различных трубопроводных систем, используемых в авиации, космосе, газо- и нефтепроводах, тепловых электростанциях, в судостроении и др.
Известно, что при гибке труб с использованием индукционного нагрева, преимущественно тонкостенных, из малопластичных, труднодеформируемых сталей, зачастую наблюдается чрезмерное утонение стенки трубы при гибке, особенно на малые радиуса гиба, что существенно снижает качество изогнутой трубы. Для решения этой проблемы используют неравномерный нагрев зоны изгиба трубы, который приводит к изменению пластичности в различных зонах изгиба и, как следствие, к снижению утонения стенки трубы. Используемые для создания неравномерного нагрева зоны изгиба трубы индукционные устройства имеют разную конструкцию.
Так, например, известно устройство непрерывной индукционной гибки труб, включающее кольцевой индуктор с П-образным пакетным магнитопроводом, размещенным на части его витка, обращенного к внутренней стороне изгиба (см. патент РФ на полезную модель №103764, кл. B21D 7/16, 2011 г.).
Использование данного устройства обеспечивает снижение утонения стенки трубы при ее гибке, за счет использования неравномерного нагрева зоны изгиба трубы. Неравномерность нагрева достигается увеличением индуктивности части витка индуктора, путем установки дополнительного съемного, пакетного магнитопровода. Однако размещение П-образного магнитопровода на части витка индуктора не позволяет контролировать и регулировать распределение температуры нагрева в процессе гибки, что значительно ограничивает технологические возможности устройства с точки зрения проведения технологического процесса с обеспечением заданных свойств труб в зоне изгиба.
Известно индукционное устройство трубогибочного станка, содержащее трансформатор, на котором установлен индуктор, причем трансформатор установлен на каретке с возможностью перемещения в плоскости, перпендикулярной оси трубы посредством копирного рычажного механизма, выполненного в виде тяги, связанной с корпусом трансформатора и с одним плечом установленного на оси двуплечего рычага, другое плечо которого через второй двуплечий рычаг связано с толкателем, несущим копирный ролик, контактирующий с наружной поверхностью трубы в зоне ее изгиба, (см. авторское свидетельство СССР №351619, кл. B21D 7/16, 1972 г.) - наиболее близкий аналог.
В результате анализа известного устройства установлено, что оно, в сравнении с приведенным выше, обеспечивает регулировку распределения температуры нагрева зоны изгиба трубы по ее сечению за счет регулирования положения индуктора относительно зоны изгиба трубы. Однако использование данного устройства регулирует положение индуктора относительно трубы с только с учетом формы ее наружного контура и не учитывает такой параметр, как ее разнотолщинность или фактическое соотношение температур нагрева наружной и внутренней сторон зоны изгиба, что не позволяет обеспечить заданное распределение температуры нагрева трубы в зоне изгиба и контролировать ее распределение по сечению в процессе гибки. Это снижает качество гибки.
Технический результат настоящей полезной модели заключается в повышении качества гибки труб за счет обеспечения и поддержания заданного распределения температуры индукционного нагрева трубы в процессе ее гибки по ее сечению в плоскости изгиба.
Указанный технический результат обеспечивается тем, что в индукционном устройстве для трубогибочного станка с системой программного управления, содержащем трансформатор с механизмом его возвратно-поступательного поперечного перемещения, предназначенный для установки на опорном узле станка, и кольцевой индуктор, установленный на трансформаторе, новым является то, что оно снабжено датчиками контроля распределения температуры нагрева зоны изгиба трубы, установленными на индукторе напротив друг друга и выполненными с возможностью передачи показаний в систему управления станка.
Сущность заявленной полезной модели поясняется графическими материалами, на которых:
- на фиг. 1 - индукционное устройство, общий вид;
- на фиг. 2 - вид А по фиг. 1.
Заявленное и раскрытое ниже индукционное устройство содержит трансформатор 1, размещенный на корпусе опорного узла (например, зажимной каретки) 2 трубогибочного станка. На трансформаторе 1 установлен кольцевой индуктор 3, на котором напротив друг друга установлены датчики 4 и 5 контроля распределения температуры нагрева изгибаемой трубы по ее поперечному сечению в зоне изгиба. Датчики 4 и 5 связаны с системой управления станка.
Трансформатор 1 установлен на корпусе опорного узла посредством направляющих 6 и имеет возможность возвратно-поступательного поперечного перемещения по ним посредством механизма перемещения. Данный механизм включает двигатель 7, установленный на корпусе опорного узла 2 и кинематически связанный с корпусом трансформатора. Данная кинематическая связь конструктивно может быть реализована различным известным образом, например, в виде винтовой или реечной передачи. Управление работой двигателя 7 осуществляется системой управления трубогибочного станка.
Используемые в устройстве трансформатор, индуктор, двигатель, датчики являются стандартными.
Заявленное устройство работает следующим образом.
Подлежащая гибке труба подается в опорный узел, пропускается через индуктор 3 и устанавливается в трубогибочном станке в исходное положение, при котором индуктор 3 охватывает трубу и находится в зоне гибки. Датчика 4 и 5 при этом наиболее целесообразно располагать таким образом, чтобы один из них находился в области минимального радиуса гиба трубы, а другой - в области максимального. Это позволяет с наибольшей точностью контролировать распределение температуры нагрева по сечению трубы в зоне ее изгиба.
Включают источник питания (не показан) который через трансформатор 1 нагревает индуктор 3, который, в свою очередь, осуществляет разогрев зоны изгиба трубы.
После разогрева зоны изгиба трубы до заданной температуры осуществляют гибку тубы. Технология гибки трубы является стандартной и не нуждается в каких-либо комментариях.
В течение процесса гибки датчики температуры 4, 5 измеряют распределение температуры нагрева по сечению трубы и передают показания ее значений в систему управления станка, которая анализирует полученные данные и, в случае их отклонения от заранее заданных значений, регулирует распределение температуры в зоне изгиба трубы.
Регулирование распределения температуры осуществляют включением двигателя 7, который перемещает корпус трансформатора 1, а, следовательно, и индуктор 3, относительно трубы на величину эксцентриситета е смещением индуктора 3 в плоскости, перпендикулярной оси трубы.
За счет изменения эксцентриситета изменяются зазоры между индуктором и трубой на внутренней и наружной сторонах изгиба трубы, обеспечивая тем самым заданное распределение температуры нагрева по сечению трубы в процессе ее гибки. Заданное распределение температуры поддерживают в течение всего процесса гибки колена трубы.
Заявленное устройство позволяет проводить гибку труб с индукционным нагревом, при этом контролировать и регулировать распределение температуры в зоне гибки в автоматизированном режиме в течение всего времени гибки, и. тем самым, получать гибы более высокого качества за счет уменьшения утонения стенки трубы.