СТАНОК ДЛЯ ГОФРИРОВАНИЯ ТРУБ

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности, к оборудованию для изготовления гофрированных изделий, применяемых в вентиляционных системах, газоотводящих магистралях и кровельных водосливах.
Известно устройство для гофрирования труб, содержащее оправку для установки трубной заготовки, формующий узел, профильную разъемную матрицу, механизм последовательной подачи трубной заготовки, а также гладкую матрицу с механизмом ее осевого перемещения (см. RU 2176570 С2, 2001.12.10).
Недостатком известного устройства является невозможность производить гофрирование стальных труб при толщине стенки трубы менее 1 мм, а также сложность конструкции.
Известен станок для гибки прямоугольных труб, содержащий жестко закрепленные на станине неразъемную матрицу и эталон трубы с размещенным внутри него и связанным с эксцентриковым приводом формующим узлом, ограничительную и дожимную разъемные матрицы, установленные на общей оси с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль нее, причем дожимная матрица имеет возможность качания вокруг оси и кинематически связана с эксцентриком привода, а также механизм смыкания разъемных матриц, и устройство для шаговой подачи трубной заготовки, выполненное в виде подающего кулачка, контактирующего с зубчатой рейкой, воздействующей на толкатель, перемещаемый по поверхности эталона трубы (см. RU 2354479 С1, 2009.05.10).
Данное устройство принято за прототип.
К недостаткам прототипа следует отнести невозможность гофрирования прямолинейных участков трубы, невозможность изготовления круглого гофроколена, а также сложность механизма смыкания разъемных матриц и устройства для шаговой подачи трубной заготовки.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое устройство, является создание эффективного и низкозатратного оборудования для гофрирования труб из тонколистовой стали толщиной до 1 мм.
Поставленная задача решается тем, что в станке для гофрирования труб, содержащем жестко закрепленные на станине неразъемную матрицу и эталон трубы с размещенным внутри него и связанным с эксцентриковым приводом формующим узлом, ограничительную и дожимную разъемные матрицы, установленные на общей оси с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль нее, причем дожимная матрица имеет возможность качания вокруг оси и кинематически связана с эксцентриковым приводом, а также механизм смыкания разъемных матриц и устройство для шаговой подачи трубной заготовки, особенность состоит в том, что неразъемная матрица снабжена двумя зеркально расположенными горизонтальными пазами, формующий узел выполнен в виде пяти снабженных продольными пазами лепестков, равнорасположенных по окружности с возможностью качания в кольцевой проточке тяги, кинематически связанной с эксцентриком привода, и сопряженных с направляющими, жестко закрепленными на эталоне трубы и контактирующими с пазами лепестков, механизм смыкания разъемных матриц выполнен в виде установленной с возможностью вращения на горизонтальной оси и сопряженной с рукоятью обоймы с двумя зеркально расположенными байонетными пазами, контактирующими с роликами, закрепленными на ограничительной матрице, при этом оси роликов размещаются в пазах неразъемной матрицы, а механизм шаговой подачи заготовки выполнен в виде подпружиненного толкателя, перемещаемого по поверхности эталона трубы гибким элементом, один конец которого закреплен на поверхности обоймы, а второй - через блок сопряжен с толкателем.
При этом контур образующих поверхностей двух нижних лепестков формующего узла располагается по касательной к радиусу эталона трубы в нижней точке последнего.
Заявляемая совокупность существенных признаков позволяет получить следующий технический результат.
Выполнение формующего узла в виде пяти снабженных продольными пазами лепестков, равнорасположенных по окружности с возможностью качания в кольцевой проточке тяги, кинематически связанной с эксцентриком привода, и сопряженных с направляющими, жестко закрепленными на эталоне трубы и контактирующими с пазами лепестков, позволяет формировать на заготовке складку для гофра за один оборот эксцентрика и таким образом гофрировать трубу на прямолинейном участке заготовки.
Снабжение неразъемной матрицы двумя зеркально расположенными горизонтальными пазами, а также выполнение механизма смыкания разъемных матриц в виде установленной с возможностью вращения на горизонтальной оси и сопряженной с рукоятью обоймы с двумя зеркально расположенными байонетными пазами, контактирующими с роликами, закрепленными на ограничительной матрице, при размещении осей роликов в пазах неразъемной матрицы, обеспечивает одновременное смыкание и размыкание разъемных матриц, перемещая их по общей оси. При этом конструкция механизма смыкания матриц значительно упрощается.
Выполнение механизма шаговой подачи заготовки в виде подпружиненного толкателя, перемещаемого по поверхности эталона трубы гибким элементом, один конец которого закреплен на поверхности обоймы, а второй - через блок сопряжен с толкателем, обеспечивают шаговую подачу заготовки за один оборот обоймы и одновременно с размыканием полуматриц.
Расположение контура образующих поверхностей двух нижних лепестков формующего узла по касательной к радиусу эталона трубы в нижней точке последнего позволяет формировать длину складки на поверхности заготовки менее длины окружности последней, что дает возможность изготавливать круглое гофроколено, поскольку в месте отсутствия складки после ее дожатия образуется загиб заготовки на некоторый угол.
На фиг.1 изображен станок для гофрирования труб, общий вид; на фиг.2 - вид А на фиг.1; на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.2; на фиг.4 - разрез В-В - на фиг.3; на фиг.5, 6. 7 - схемы механизма в процессе гофрирования прямолинейного участка трубы; на фиг.8 - вид Г на фиг.6; на фиг.9, 10, 11 - схемы механизма в процессе изготовления гофроколена; на фиг.12 - вид Д на фиг.10, на фиг.13 - разрез Е-Е на фиг.8.
Станок для гофрирования труб содержит станину 1, на которой жестко закреплены неразъемная матрица 2 с двумя зеркально расположенными горизонтальными пазами 3 и эталон трубы 4, во внутренней полости которого размещен формующий узел 5 и его привод 6, выполненный в виде эксцентрикового механизма 7.
Станок содержит также дожимную 8 и ограничительную 9 разъемные матрицы, установленные на общей оси 10 с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль нее посредством механизма 11 смыкания матриц 8, 9, а также механизм 12 шаговой подачи заготовки.
Дожимная 8 матрица имеет возможность качания вокруг оси 10 и кинематически связана с эксцентриком 7 привода 6 посредством тяги 13.
Формующий узел 5 представляет собой пять снабженных продольными пазами 14 лепестков 15, равнорасположенных по окружности и имеющих возможность качания в кольцевой проточке 16 тяги 17, кинематически связанной с эксцентриком 7 привода 6. Направляющие 18, жестко закрепленные на эталоне трубы 4, контактируют с пазами 14 и обеспечивают плавное перемещение лепестков 15 в кольцевой проточке 16 тяги 17.
Два нижних лепестка 15 формующего узла 5 могут быть выполнены в виде лепестков 19, контур образующих поверхностей которых расположен по касательной к радиусу эталона трубы 4 в нижней точке последнего.
Механизм смыкания 11 разъемных матриц 8, 9 представляет собой обойму 20 с двумя зеркально расположенными байонетными пазами 21, установленную с возможностью вращения на горизонтальной оси 22 и сопряженную с рукоятью 23. Пазы 21 обоймы 20 контактируют с роликами 24, закрепленными на ограничительной матрице 9, при этом оси 25 роликов 24 размещаются в пазах 3 матрицы 2.
Механизм 12 шаговой подачи заготовки выполнен в виде подпружиненного толкателя 26, установленного на поверхности эталона 4, и перемещаемого гибким элементом 27, один конец которого закреплен на поверхности обоймы 20, а второй связан через блок 28 с толкателем 26.
Устройство работает следующим образом.
Для получения гофрированного прямолинейного участка трубы заготовка круглого сечения устанавливается на поверхность эталона 4, при этом разъемные матрицы 8, 9 разведены. При вращении рукояти 23 на 90° по часовой стрелке полуматрицы 8, 9 смыкаются и происходит фиксация их и заготовки от возможного перемещения в процессе формирования складки.
Затем включается привод 6. Его эксцентрик 7 через рычажную систему приводит в движение тягу 17 формующего узла 5. За пол-оборота эксцентрика 7 лепестки 15 выдвигаются за пределы внутренней полости эталона трубы 4 и выдавливают изнутри складку на поверхности заготовки.
При вращении эксцентрика 7 на последующие пол-оборота лепестки 15 тягой 17 возвращаются в исходное положение, а тяга 13 поворачивает матрицу 8 относительно оси 10 в направлении взаимного сближения матриц 8, 9, в результате чего происходит дожатие складки на заготовке и окончательное формирование гофра. За последующую часть оборота эксцентрика 7 матрица 8 возвращается в исходное положение, а привод 6 останавливается.
После этого рукоять 23 поворачивают на 90° по часовой стрелке. При этом обойма 20, воздействуя пазами 21 на ролики 24, осуществляет размыкание матриц 8, 9 и освобождает заготовку. Одновременно обойма 20 воздействует на гибкий элемент 27, который приводит в движение толкатель 26, перемещающий заготовку на один шаг вперед для формирования следующего гофра.
Цикл повторяется до получения гофрированного прямолинейного участка заготовки заданной длины, после чего заготовка снимается с эталона 4.
Для получения круглого гофроколена заменяют два нижних лепестка 15 формующего узла 5 на лепестки 19, контур образующей поверхности которых располагается по касательной к радиусу эталона трубы 4 в нижней точке последнего. В этом случае длина складки на поверхности заготовки образуется меньше длины окружности последней, а в месте отсутствия складки после ее дожатия образуется загиб заготовки на некоторый угол. Цикл повторяется до получения гофроколена с необходимым углом загиба.
Предлагаемый станок, обладая значительной простотой конструкции и низкой энергоемкостью, может быть использован на малых предприятиях для изготовления гофрированных изделий из трубных заготовок с толщиной стенки менее 1 мм.