RU157963U1

RU157963U1 - INSTALLATION FOR FLEXIBILITY OF SMALL PIPES WITH UNLOADING

Info

Publication number: RU157963U1
Application number: RU2014153158/02U
Authority: RU
Inventors: Евгений Велемьянович Халиулин; Александр Васильевич Козлов; Михаил Викторович Герасимов
Original assignee: Евгений Велемьянович Халиулин; Александр Васильевич Козлов; Михаил Викторович Герасимов
Priority date: 2014-12-25
Filing date: 2014-12-25
Publication date: 2015-12-20

Abstract

Станок для гибки труб с раскатыванием, содержащий корпус с расположенными на нем регулируемым раскатным инструментом, приводом его вращения, механизмом подачи трубы и устройство для обеспечения заданного радиуса изгибаемой трубы, отличающийся тем, что он снабжен регулируемой прижимной планкой, при этом устройство для обеспечения заданного радиуса изгибаемой трубы выполнено в виде гибочного ролика-шаблона с устройством захвата трубы, механизм подачи трубы выполнен в виде электродвигателя привода подачи, связанного через ременную передачу и редуктор с муфтой, соединенной с коробкой передач, внутри которой установлена червячная передача, соединенная с упомянутым гибочным роликом-шаблоном, а раскатной инструмент расположен с возможностью перемещения в направлении гибочного ролика-шаблона и выполнен в виде установленных на оси с возможностью осевого перемещения двух опорных конусов, деформирующих элементов и сепаратора.A machine for bending pipes with rolling, comprising a housing with an adjustable rolling tool located on it, a drive for rotating it, a pipe feed mechanism and a device for providing a given radius of a bending pipe, characterized in that it is equipped with an adjustable clamping bar, and a device for providing a given radius the bending pipe is made in the form of a bending template roller with a pipe gripping device, the pipe feed mechanism is made in the form of a feed drive electric motor connected through a belt a cottage and gearbox with a clutch connected to the gearbox, inside of which there is a worm gear connected to the said bending template roller, and the rolling tool is arranged to move in the direction of the bending template roller and made in the form of two axially mounted axial displacement supporting cones, deforming elements and a separator.

Description

Использование: обработка металлов давлением, в частности устройства для гибки труб в холодном состоянии за счет создания в зоне гиба упругого шарнира локальной упругопластической деформации материала трубы вращающимся раскатником. Сущность полезной модели: устройство содержит привод подачи трубы вдоль раскатника и узел гибки, содержащий электродвигатель, который через ременную передачу связан с редуктором для снижения числа оборотов и муфтой с последующей коробкой передач, червячная передача которой связана с исполнительным органом, т.е. с гибочным роликом. Особенностью данного устройства является выполнение исполнительного органа узла гибки в виде гибочного ролика, связанного с редуктором для снижения числа оборотов через муфту, чем обеспечивается схема чистого изгиба. Привод подачи оснащен коробкой передач, т.е. червячной передачей, а скорость поворота гибочного ролика регулируется редуктором, что обеспечивает получение требуемого радиуса гиба трубы. 2 илл.Usage: metal forming, in particular a device for bending pipes in a cold state by creating a local elastoplastic deformation of the pipe material in the bending zone of the elastic joint by a rotating rolling mill. The essence of the utility model: the device comprises a pipe feed drive along the reamer and a bending unit containing an electric motor, which is connected via a belt drive to a gearbox to reduce the number of revolutions and a clutch with a subsequent gearbox, the worm gear of which is connected to the actuator, i.e. with bending roller. A feature of this device is the execution of the executive body of the bending unit in the form of a bending roller connected with a gearbox to reduce the number of revolutions through the coupling, which ensures a clean bending circuit. The feed drive is equipped with a gearbox, i.e. worm gear, and the turning speed of the bending roller is regulated by a gearbox, which ensures the required radius of bending of the pipe. 2 ill.

Установку для гибки мелкоразмерных труб с раскатыванием, конструкцию раскатки см. на фигуре 1 и 2.Installation for bending small pipes with rolling, the design of the rolling, see figure 1 and 2.

ОПИСАНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ К ПАТЕНТУDESCRIPTION OF USEFUL MODEL TO THE PATENT

Настоящая полезная модель относится к обработке металлов давлением, в частности к устройствам для гибки мелкоразмерных труб в холодном состоянии за счет локальной упругопластической деформации материала стенки и может быть использовано для изготовления крутозагнутых мерных отводов для соединения труб.This utility model relates to the processing of metals by pressure, in particular, to devices for bending small-sized pipes in the cold state due to local elastoplastic deformation of the wall material and can be used for the manufacture of steeply bent measured bends for connecting pipes.

Известны устройства для гибки труб, содержащие раскатную головку с разжимными роликами, клеть овального калибра и узел гибки с подвижным роликом [1].Known devices for bending pipes containing a rolling head with expandable rollers, an oval-shaped stand and a bending unit with a movable roller [1].

Недостатком устройства является ограниченная область применения: только для толстостенных труб из-за возможной потери прочности в сечении по изгибу и деформирования в силовых магистралях.The disadvantage of this device is its limited scope: only for thick-walled pipes due to the possible loss of strength in the bending section and deformation in power lines.

Известно устройство, выбранное за прототип (Патент №2008117, МПК B21D 9/00, дата публикации 1994.02.28), где устройство содержит привод подачи трубы вдоль раскатника и узел гибки, содержащий качающийся силовой цилиндр, шток которого через рычаг связан с исполнительным органом. Особенностью устройства является выполнение исполнительного органа узла гибки в виде патрона, связанного с силовым цилиндром через спаренные шарнирные параллелограммы, чем обеспечивается схема чистого изгиба. Привод подачи трубы оснащен коробкой скоростей, а скорость поворота патрона гибки регулируется дросселем силового цилиндра, что обеспечивает Получение требуемого радиуса гиба трубы [2].A device is known selected for the prototype (Patent No. 2008117, IPC B21D 9/00, publication date 1994.02.28), where the device comprises a pipe feed drive along the reamer and a bending unit containing a swinging power cylinder, the rod of which is connected to the actuator via a lever. A feature of the device is the execution of the executive body of the bending unit in the form of a cartridge connected to the power cylinder through paired articulated parallelograms, which ensures a clean bend circuit. The pipe feed drive is equipped with a gearbox, and the rotation speed of the bending cartridge is regulated by the throttle of the power cylinder, which ensures the required radius of the pipe bend [2].

Силовой цилиндр позволяет повысить усилие, необходимое для стабильного протекания процесса гибки, и производить изгиб трубы. Установка привод механизма осевой подачи трубы снабжен коробкой скоростей повышает точность геометрической формы согнутой трубы. Исполнительный орган узла гибки, выполнен в виде поворотного патрона, связанного через спаренные параллелограммы и рычаг с силовым цилиндром, который соединен с гидросистемой преимущественно посредством регулируемого дросселя, что обеспечивает схему чистого изгиба и получение требуемого радиуса гиба трубы. Таким образом, система снабженная коробкой скоростей позволяет снизить нагрузки.The power cylinder allows you to increase the force required for a stable flow of the bending process, and to bend the pipe. The installation of the axial feed mechanism of the pipe equipped with a gearbox increases the accuracy of the geometric shape of the bent pipe. The executive body of the bending unit is made in the form of a rotary cartridge connected via paired parallelograms and a lever with a power cylinder, which is connected to the hydraulic system mainly by means of an adjustable throttle, which ensures a clean bending circuit and obtaining the required pipe bending radius. Thus, the system equipped with a gearbox allows to reduce the load.

Устройство обеспечивает гибку крупногабаритных тонкостенных труб и повышение их качества за счет создания в зоне гиба упругого шарнира локальной упругопластической деформации материала трубы вращающимся раскатником. Тонкостенные трубы изгибаются без потери формы и несущей способности. Однако конструкция известного устройства сложна, энергоемка и, главное, - выполнена по схеме деформирования силовым гидравлическим цилиндром, что делает конструкцию данной установки чрезмерно громоздкой. Также конструкция данной установки для гибки труб, не предназначена для гибки мелкоразмерных труб, что ограничивает спектр использования данного изобретения.The device provides bending of large-sized thin-walled pipes and improving their quality by creating a local elastoplastic deformation of the pipe material in the bending zone of the elastic hinge by the rotating rolling mill. Thin-walled pipes bend without loss of shape and bearing capacity. However, the design of the known device is complex, energy-intensive and, most importantly, is made according to the deformation scheme of the power hydraulic cylinder, which makes the design of this installation is excessively cumbersome. Also, the design of this installation for bending pipes is not intended for bending small pipes, which limits the range of use of this invention.

Кроме того, комплектация данной установки для гибки труб конструктивно не позволяет изготавливать соединительные отводы из мерной трубной мелкоразмерной заготовки, что снижает мобильность данной конструкции в условиях производства при изготовлении отводов.In addition, the configuration of this installation for bending pipes structurally does not allow the manufacture of connecting bends from a measured tube small-sized workpiece, which reduces the mobility of this design in the production environment in the manufacture of bends.

Цель изобретения - расширение технологических возможностей устройства для гибки мелкоразмерных труб из нержавеющих и титановых сплавов как по видам и типам изделий (различных диаметров и толщин стенок труб, соединительных отводов точных размеров), так и по диапазону радиусов гиба.The purpose of the invention is the expansion of the technological capabilities of the device for bending small-sized pipes made of stainless and titanium alloys both by types and types of products (various diameters and wall thicknesses of pipes, connecting bends of exact sizes), and by the range of bending radii.

Это достигается в устройстве для гибки труб, содержащем привод подачи трубы вдоль шарикового вращающегося раскатника, шарики которого сидят на раскатной головке в сепараторе, за которым смонтирован узел гибки, имеющий редуктор, муфту, коробку передач которого, посредством червячной передачи связан с исполнительным органом, т.е. роликом шаблоном, отличающееся тем, что привод механизма гибки трубы снабжен коробкой передач, исполнительный орган узла гибки, выполнен в виде электродвигателя привода подачи, связанной через ременную передачу и редуктор для снижения числа оборотов с муфтой, которая соединена с коробкой передач, внутри которого находится червячная передача, которая соединена с гибочным роликом-шаблоном, посредством которой и происходит изгиб мелкоразмерных труб.This is achieved in a device for bending pipes, containing a pipe feed drive along a rotating rotating ball, the balls of which sit on a roll head in a separator, behind which a bending unit is mounted, having a gearbox, a clutch, the gearbox of which is connected to the actuator via a worm gear, t .e. a template roller, characterized in that the drive of the pipe bending mechanism is equipped with a gearbox, the executive body of the bending unit is made in the form of a feed drive electric motor connected through a belt drive and gearbox to reduce the number of revolutions with a clutch that is connected to the gearbox inside which there is a worm gear transmission, which is connected to the bending roller-template, through which the bending of small-sized pipes.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство; на фиг. 2 - раскатник.In FIG. 1 shows the proposed device; in FIG. 2 - rolling.

На сварной корпус 1 станка установлен шпиндельный узел 2 со шпинделем 6, ременной передачей 14 и борштангой 3. На конце борштанги 3 закреплен раскатник 4. В качестве привода главного движения использован электродвигатель M1 - 5. Вращение от электродвигателя 5 через ременную передачу 14 передается борштанге 3 и раскатнику 4. На борштангу 3 устанавливается изгибаемая труба, для захвата которой имеется прижимная планка 10. Изгибаемое усилие передается через двигатель M2 - 7 привода подачи, через ременную передачу 8, редуктор 11 для снижения частоты вращения привода подачи и муфту 12, при помощи червячной передачи, которая находится в коробке передач 13, вращение сообщается гибочному ролику 9, а по его шаблону происходит изгиб трубы.A spindle unit 2 with a spindle 6, a belt drive 14 and a boring bar 3 is mounted on the welded body 1 of the machine. A rolling bar 4 is fixed at the end of the boring bar 3. Electric motor M1 - 5 is used as the main drive. Rotation from electric motor 5 is transmitted to the boring bar 3 through belt drive 14 and rolling bar 4. A bending pipe is installed on the boring bar 3, for gripping which there is a clamping bar 10. The bending force is transmitted through the feed drive motor M2 - 7, through a belt drive 8, the gearbox 11 is rotated to reduce the frequency I and the feed drive sleeve 12 by means of a worm gear, which is situated in the gearbox 13, rotation of the folding roller 9 communicates, and on its pattern occurs pipe bend.

Раскатник 4 (фиг. 2) содержит деформирующий элемент раскатки шарик 15, для различных диаметров труб использовались шарики различных диаметров, шарики установлены в сепараторе 16, который ограничивает их перемещение в окружном направлении, сохраняя неизменным угловое расположение шариков друг относительно друга при вращении инструмента, опорой для шариков служат передний конус 17 и задний конус 18, установка раскатника на необходимый диаметр осуществляется поворотом винта 19, который закреплен с помощью штифта 20, в результате чего шарики перемещаются в радиальном направлении.Roller 4 (Fig. 2) contains a rolling deforming element ball 15, balls of various diameters were used for various pipe diameters, balls are installed in a separator 16, which restricts their movement in the circumferential direction, keeping the angular position of the balls relative to each other unchanged when rotating the tool for the balls, the front cone 17 and the rear cone 18 are used, the installation of the rolling mill to the required diameter is carried out by turning the screw 19, which is fixed using the pin 20, as a result of which the balls move in the radial direction.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

В зависимости от заданного радиуса гиба и типоразмера обрабатываемой трубы, используя тарировочную таблицу, составленную на базе однозначной зависимости (R=V_т/ω_п), посредством переключения зубчатых передач в редукторе 11 и размеров червячной передаче в коробке передач 13, устанавливают необходимое соотношение скоростей продольной подачи трубы V_т и ее поворота ω_п соответственно.Depending on the specified bending radius and the size of the processed pipe, using the calibration table compiled on the basis of an unambiguous dependence (R = V _t / ω _p ), by switching gears in the gearbox 11 and the size of the worm gear in the gearbox 13, the necessary speed ratio longitudinal feed pipe V _t and its rotation ω _p, respectively.

Трубная заготовка устанавливается в шпиндельном узле 2 на прижимной планке 10 и поворотом винта 19 шарики 15 перемещаются в радиальном направлении и создают определенный натяг с внутренней поверхностью стенки трубы. Затем гибочный ролик-шаблон 9 фиксируется на свободном торце трубы.The tube stock is installed in the spindle unit 2 on the clamping bar 10 and by turning the screw 19, the balls 15 move in the radial direction and create a certain interference with the inner surface of the pipe wall. Then the bending roller template 9 is fixed on the free end of the pipe.

Одновременно включаются приводы вращения раскатника 4, шпиндельного узла 2 и узла гибки, соответственно двигатели M₁ и M₂, редуктору 11.At the same time, the rotation drives of the rolling unit 4, the spindle unit 2 and the bending unit, respectively, the motors M ₁ and M ₂ , the gearbox 11, are turned on.

В зависимости от материала трубы и толщины стенки, а также необходимой производительности устанавливают частоту вращения раскатника 4 и величину рабочего натяга сменными шариками 15 для создания стабильного пластического шарнира. Так, например, для трубы диаметром D_н=20,5 мм со стенкой 1,25 мм из стали 12Х18Н10Т при частоте вращения раскатника от 120 до 300 об/мин, угловой скорости поворота патрона 13 ω_п=0,030…0,125 рад/с и скорости подачи трубы: V_т=40…100 мм/с получены радиусы гиба от 2 Д_у до 5 Д_у.Depending on the pipe material and wall thickness, as well as the required performance, the rotation frequency of the rolling unit 4 and the magnitude of the working interference are set by interchangeable balls 15 to create a stable plastic hinge. So, for example, for a pipe with a diameter of D _n = 20.5 mm with a wall of 1.25 mm from steel 12X18H10T with a rolling speed of 120 to 300 rpm, an angular velocity of rotation of the cartridge 13 ω _p = 0.030 ... 0.125 rad / s and pipe feed speeds: V _t = 40 ... 100 mm / s bending radii from 2 D _y to 5 D _y were obtained.

При настройке станка, например, на радиус гиба 57 мм устанавливались с помощью прижимной планки 10 угловая скорость поворота гибочного ролика-шаблона 9, ω_п=0,125 рад/с, а с помощью редуктора 11 - скорость подачи трубы V_т=100 мм/с.When setting up the machine, for example, the bending radius of 57 mm was used to set the bending roll of the template 9, ω _p = 0.125 rad / s using a clamping bar 10, and using a gearbox 11, the pipe feed speed V _t = 100 mm / s .

В кольцевой зоне контакта шариков 15 раскатника 4 с трубой возникает сложнонапряженное состояние материала за пределами упругих деформаций - пластический шарнир, который перемещается по всей длине гиба. При этом труба изгибается под действием изгибающего момента, вращение от редуктора 11 передается муфте 12 и далее через червячную передачу коробки передач 13 поворачивает гибочный ролик-шаблон 9. Двигатель M2 - 7 через ременную передачу 8 и редуктор 11 и далее через муфту 12 передает изгибающий момент на червячную передачу коробки передач 13, которая связана с гибочным роликом-шаблоном 9 - осуществляется гибка трубной заготовки в перемещающейся кольцевой зоне раскатывания, между прижимной планкой 10 и гибочным роликом-шаблоном 9, с последующим перемещением и одновременным изгибом трубной заготовки по гибочному ролику-шаблону 9. Далее после остановки приводов освобождается со сведенных шариков 15 раскатника 4 готовый отвод, затем происходит разбор самой конструкции установки.In the annular contact zone of the balls 15 of the rolling mill 4 with the pipe, a complex stress state of the material occurs outside the elastic deformations — a plastic hinge that moves along the entire length of the bend. In this case, the pipe bends under the action of a bending moment, the rotation from the gearbox 11 is transmitted to the clutch 12 and then through the worm gear of the gearbox 13 turns the bending roller-template 9. The engine M2 - 7 through the belt drive 8 and the gearbox 11 and then through the clutch 12 transmits a bending moment on the worm gear of the gearbox 13, which is connected with the bending roller template 9 - bending of the billet is carried out in a moving annular rolling zone, between the clamping bar 10 and the bending roller template 9, followed by escheniem and simultaneous bending tube stock by folding roller-pattern 9. Next, after stopping the actuators is released from the beads 15 raskatnika tabulated 4 ready removal then occurs parsing mounting structure itself.

Предложенное устройство просто по конструкции, надежно в эксплуатации, мобильно для использования в полевых условиях строительства трубопроводов. Исключительное преимущество перед известными устройствами, использующими метод пластического шарнира, заключается в том, что возможно изготовление крутозагнутых (до 180°) отводов из мерной заготовки (отходов) с минимальными прямыми концами, сопоставимыми с диаметром трубы и практически постоянной толщиной стенки после гибки.The proposed device is simple in design, reliable in operation, mobile for use in the field of pipeline construction. An exceptional advantage over known devices using the plastic hinge method is that it is possible to produce steeply bent (up to 180 °) bends from a measured billet (waste) with minimal straight ends comparable with the diameter of the pipe and almost constant wall thickness after bending.

В опытной установке из трубных заготовок диаметром 15…35 мм получены крутозагнутые отводы с радиусами (2÷3)Д_тр., геометрия которых соответствует требованиям ГОСТ 17380-83.In the pilot plant, steeply bent bends with radii (2 ÷ 3) D _tr were obtained from tube billets with a diameter of 15 ... 35 mm , the geometry of which meets the requirements of GOST 17380-83.

Библиографический списокBibliographic list

1. Белкин Н.М. и др. Гибка труб методом пластического шарнира. - Строительство трубопроводов. N 8, 1989, с. 37-39.1. Belkin N.M. etc. Bending of pipes by the method of plastic hinge. - Construction of pipelines. N 8, 1989, p. 37-39.

2. Ажгиревич, Э.П., Сериков, С.В., Сафонов, М.К., Ройтман, И.А. Патент РФ №2008117. Установка для гибки труб / Э.П. Ажгиревич, С.В. Сериков, М.К. Сафонов, И.А. Ройтман // Б.И. - №13. - 1994.2. Azhgirevich, E.P., Serikov, S.V., Safonov, M.K., Roitman, I.A. RF patent No. 2008117. Installation for pipe bending / EP Azhgirevich, S.V. Serikov, M.K. Safonov, I.A. Roytman // B.I. - No. 13. - 1994.

Claims

A machine for bending pipes with rolling, comprising a housing with an adjustable rolling tool located on it, a drive for rotating it, a pipe feed mechanism and a device for providing a given radius of a bending pipe, characterized in that it is equipped with an adjustable clamping bar, and a device for providing a given radius the bending pipe is made in the form of a bending template roller with a pipe gripping device, the pipe feed mechanism is made in the form of a feed drive electric motor connected through a belt a cottage and gearbox with a clutch connected to the gearbox, inside of which there is a worm gear connected to the said bending template roller, and the rolling tool is arranged to move in the direction of the bending template roller and made in the form of two axially mounted axial displacement supporting cones, deforming elements and a separator.