УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЛИННОМЕРНЫХ ТРУБ С ВИНТОВЫМИ ГОФРАМИ
DEVICE FOR MANUFACTURING OF LONG-LENGTH PIPES WITH HELICAL CORRUGATIONS

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для получения длинномерных труб с винтовыми гофрами. Кроме того, изобретение может быть использовано для получения труб из пластика.
Известно устройство для изготовления труб с винтовыми гофрами, включающее станину, установленные на ней головку с размещенными в ней вокруг оси устройства и под углом к ней с возможностью вращения вокруг своих осей формообразующими роликами и узел рабочего перемещения трубы (Патент RU 2168384 С1, 7 В21D 15/04, 10.06.2001).
Недостатком известного способа являются ограниченные технологические возможности, выражающиеся в следующем:
1. Ограниченность длины изготавливаемых труб;
2. Низкое качество из-за невозможности приложения крутящих моментов к трубе для корректировки очагов деформации в процессе формообразования гофров.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство для изготовления труб с винтовыми гофрами, содержащее станину, установленные на ней головку с размещенными в ней вокруг оси устройства и под углом к ней с возможностью вращения вокруг своих осей формообразующими роликами и узел рабочего перемещения трубы вдоль оси устройства, выполненный с возможностью вращения вокруг указанной оси (Патент RU 2167731 С2, 7 В21D 15/04, 27.05.2001).
Недостатком известного способа являются ограниченные технологические возможности, выражающиеся в недостаточной длине изготавливаемых труб. Длина труб, изготавливаемых с помощью известного устройства, ограничена сортаментом (длиной) поставляемых промышленностью прямолинейных труб-заготовок.
Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является расширение технологических возможностей: увеличение длины изготавливаемых труб и уменьшение габаритных размеров устройства.
Для решения поставленной задачи устройство для изготовления длинномерных труб с винтовыми гофрами, содержащее станину, установленные на ней головку с размещенными в ней вокруг оси устройства и под углом к ней с возможностью вращения вокруг своих осей формообразующими роликами и узел рабочего перемещения трубы вдоль оси устройства, выполненный с возможностью вращения вокруг указанной оси, снабжено двумя платформами с приводами их вращения вокруг оси устройства; платформы закреплены на станине по разные стороны от головки; на каждой из платформ установлен узел крепления цилиндрического барабана с приводами его вращения вокруг своей оси, перемещения вдоль упомянутой оси и перемещения перпендикулярно оси устройства, барабан выполнен с возможностью закрепления на нем конца трубы и наматывания ее на барабан и сматывания с него; ось барабана и ось устройства являются скрещивающимися и перпендикулярными между собой. Привод вращения платформы может быть выполнен с возможностью согласования ее скорости и скорости вращения деформируемого участка трубы. Привод вращения барабана может быть выполнен с возможностью регулирования скорости перемещения прямолинейного участка трубы вдоль оси устройства. Привод перемещения барабана вдоль его оси и привод перемещения барабана перпендикулярно оси устройства могут быть выполнены с возможностью согласованной работы для совмещения оси прямолинейного участка трубы с осью устройства. Приводы вращения платформ вокруг оси устройства могут быть выполнены с возможностью их одновременного вращения. Приводы вращения платформ вокруг оси устройства могут быть выполнены с возможностью их раздельного вращения. Приводы вращения платформ вокруг оси устройства могут быть выполнены с возможностью их вращения с одинаковой скоростью. Приводы вращения платформ вокруг оси устройства могут быть выполнены с возможностью их вращения с разными скоростями. Приводы вращения платформ вокруг оси устройства могут быть выполнены с возможностью их вращения в одну и ту же сторону. Приводы вращения планшайб вокруг оси устройства могут быть выполнены с возможностью их вращения в разные стороны.
Оснащение устройства двумя платформами с приводами их вращения вокруг оси устройства и закрепление платформ на станине по разные стороны от головки позволяет установить на каждой из них узел крепления цилиндрического барабана с приводами его вращения вокруг своей оси, перемещения вдоль упомянутой оси и перемещения перпендикулярно оси устройства. Каждый барабан выполнен с возможностью закрепления на нем конца трубы и наматывания ее на барабан и сматывания с него. Перечисленные признаки позволяют намотанную на барабаны трубу размещать на устройстве, создавая сравнительно короткий рабочий прямолинейный участок трубы для получения на нем винтовых гофров. Это позволяет уменьшить габариты устройства и обрабатывать трубу-заготовку, намотанную на барабан, длина которой может быть значительно длиннее прямолинейной трубы-заготовки, что снимает ограничения, накладываемые сортаментом (длиной) прямолинейных труб-заготовок. Выполнение оси барабана и оси устройства скрещивающимися и перпендикулярными между собой позволяет поддерживать совпадение осей прямолинейного участка трубы и устройства, что обеспечивает процесс получения гофров.
Выполнение привода вращения платформы с возможностью согласования ее скорости со скоростью вращения деформируемого участка трубы дает возможность обеспечить необходимые геометрические параметры получаемых гофров.
Выполнение привода вращения барабана с возможностью регулирования скорости перемещения прямолинейного участка трубы вдоль оси устройства позволяет создавать оптимальные условия в очаге деформирования.
Выполнение привода перемещения барабана вдоль его оси и привода перемещения барабана перпендикулярно оси устройства с возможностью согласованной работы для совмещения оси прямолинейного участка трубы с осью устройства дает возможность поддерживать совпадение осей прямолинейного участка трубы и устройства, что обеспечивает процесс получения гофров.
Выполнение приводов вращения платформ вокруг оси устройства с возможностью их одновременного или раздельного вращения позволяет гибко менять технологические режимы получения гофров.
Выполнение приводов вращения платформ вокруг оси устройства с возможностью их вращения с одинаковой скоростью или с разными скоростями позволяет гибко менять технологические режимы получения гофров.
Выполнение приводов вращения платформ вокруг оси устройства с возможностью их вращения в одну и ту же или в разные стороны позволяет гибко менять технологические режимы получения гофров.
На фиг.1 схематично показан общий вид устройства в начале процесса; на фиг.2 схематично показан общий вид устройства в конце процесса; на фиг.3 показано место А на фиг.1; на фиг.4 показан разрез Б-Б на фиг.3; на фиг.5 показан разрез В-В на фиг.2, разрез повернут на 90°; на фиг.6 показан разрез Г-Г на фиг.5; на фиг.7 показано место Д на фиг.1; на фиг.8 показан разрез Е-Е на фиг.7.
Устройство включает в себя станину 1, на которой установлена головка 2, платформы 3,4 с приводами 5, 6 их вращения вокруг оси устройства 7. На фиг.1, 2 показан вариант зубчатого зацепления платформ 3, 4, с приводами 5, 6. В головке 2 размещены механизмы радиального перемещения 8 формообразующих роликов 9, которые установлены на осях 10. Механизмы радиального перемещения 8 могут быть выполнены в любом известном виде (втулка, вал, корпус и т.п. с одной степенью подвижности); например, на фиг.3, 4 показан вариант втулок 8, имеющих возможность поступательного перемещения вдоль осей 11, расположенных перпендикулярно к оси устройства 7. В головке 2 размещены механизмы радиального поворота 12 формообразующих роликов 9 вокруг осей 11. Механизмы радиального поворота 12 также могут быть выполнены в любом известном виде (втулка, вал, корпус и т.п.с одной степенью подвижности); например, на фиг.3 показан вариант расположенных во втулках 8 валов 12, имеющих возможность вращения вокруг осей 11. На валах 12 установлены оси 10 с роликами 9. Механизмы радиального перемещения 8 и радиального поворота 12 формообразующих роликов 9 снабжены приводами (на чертежах не показаны), в качестве которых могут быть использованы приводы любого известного типа. На платформах 3,4 установлены: 1) узлы 13, 14 крепления цилиндрических барабанов 15, 16 с приводами 17,18 их вращения вокруг своих осей 19, 20, 2) приводы 21, 22 (22 не показан) перемещения барабанов 15, 16 вдоль осей 19, 20; 3) привода 23, 24 (24 не показан) перемещения барабанов 15, 16 перпендикулярно оси устройства 7. Барабаны 15, 16 выполнены с возможностью закрепления на них конца трубы 25, например, с помощью хомута 26 и вставки 27. В качестве приводов 17, 18, 21…24 могут быть использованы любые известные типы приводов, например силовые цилиндры, электромеханические зубчатые, червячные, реечные, цепные и т.п.
Устройство работает в следующей последовательности.
2
3
1
1
1
1
4
...
Устройство приводят в исходное положение (фиг.1): ролики 9 посредством механизмов радиального перемещения 8 отводят от оси устройства 7 и посредством механизмов поворота 12 поворачивают на требуемый угол α относительно оси устройства 7; узел 13 крепления барабана 15 подводят к оси устройства 7, узел 14 крепления барабана 16 отводят от указанной оси; барабан 16 с намотанной на нем трубой-заготовкой 25 закрепляют на узле 16; трубу 25 вводят в рабочее пространство головки 2 между роликами 9 и закрепляют ее конец на барабане 15 посредством хомута 26 и вставки 27; барабан 15 закрепляют на узле 13. При этом между барабанами 15, 16 образуют прямолинейный участок трубы 25, ось которого совмещают с осью устройства 7. Длина L прямолинейного участка трубы 25 равна проекции межосевого расстояния между узлами 15, 16 на ось устройства 7. Включают привода 17, 18 на вращение барабанов 15, 16 со скоростями ω и ω соответственно. Труба 25 начинает наматываться на барабан 15, проходя прямолинейный участок со скоростью V. При этом на прямолинейном участке трубы 25 создают осевое усилие Р. Перемещают к оси устройства 7 ролики 9, которые формируют гофры 28 и впадины 29 на трубе 25. В процессе формообразования гофров 28 и впадин 29 деформируемый участок трубы 25 поворачивается вокруг оси устройства 7 со скоростью ω, привод 5 включают на вращение платформы 3 вокруг оси устройства 7 с той же скоростью ω При наматывании первого слоя трубы 25 на барабан 15 посредством привода 21 перемещают барабан 15 вдоль оси 19 со скоростью V, поддерживая совпадение прямолинейного участка трубы 25 с осью устройства 7. После того как первый слой трубы 25 будет намотан на барабан 15, привод 21 переключают на противоположное перемещение барабана 15 вдоль оси 19 и посредством привода 23 отводят барабан 15 от оси устройства 7 для поддержания совпадения прямолинейного участка трубы 25 с осью устройства 7. Аналогичные действия с приводами 21 и 23 производят после наматывания на барабан 15 каждого слоя трубы 25. Синхронно с наматыванием трубы 25 на барабан 15 происходит сматывание ее с барабана 16. При этом посредством приводов 22 и 24 (на чертежах не показаны, т.к. устройство и принцип работы их такие же, как у приводов 21 и 23, соответственно) поддерживается совпадение оси прямолинейного участка трубы 25 с осью устройства 7, но при этом барабан 16 перемещают к оси устройства 7. После заполнения барабана 15 трубой 25 с гофрами 28 привода 5, 6, 17, 18, 2124 отключают, ролики 9 отводят от оси устройства 7 в исходное положение, барабаны 15, 16 снимают с устройства. Затем цикл повторяют. Формообразование гофров на трубе можно производить как в «холодную» так и в «горячую», подводя тепло в очаг деформации любым известным способом. Возможно получение гофров на трубах, поставляемых в рулонах, намотанных на бобины, катушки, барабаны и т.п., как металлических, так и пластмассовых.
Предложенное устройство позволяет увеличить длину изготавливаемых труб и уменьшить габариты устройства.