RU2057604C1

RU2057604C1 - Method of expanding tubes and apparatus for performing the same

Info

Publication number: RU2057604C1
Authority: RU
Inventors: В.А. Шуринов; С.Л. Чернышевич
Original assignee: Уральский научно-исследовательский институт трубной промышленности
Priority date: 1992-06-15
Filing date: 1992-06-15
Publication date: 1996-04-10

Abstract

FIELD: tube production. SUBSTANCE: method comprises steps of securing an end of a tube in a clamping device and realizing its preliminary expanding with the aid of a mandrel, having cone and cylindrical portions; releasing the above mentioned end of the tube after it had been expanded, securing a second end of the tube and finally expanding it by drawing the mandrel along the hole length of the tube. The clamping devices for the tube are mounted on struts of a base with possibility of motion along an axis of the tube on guides. A rod, whose ends are joined with a power cylinder and a movable car, supports two mandrels for performing the expanding operation. Such structure of the apparatus provides a possibility of sizing especially thin wall tubes, having constructive thickened portions on its both ends. EFFECT: enhanced quality of especially thin wall expanded tubes. 2 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к производству труб и может быть использовано при изготовлении особотонкостенных труб с конструктивными утолщениями стенки на концах. The invention relates to the production of pipes and can be used in the manufacture of especially thin-walled pipes with structural thickenings of the walls at the ends.

Известен способ раздачи труб, при котором закрепляют концы трубы, в трубу вводят оправку с коническим и цилиндрическим участками и осуществляют полную протяжку оправки по всей длине трубы, и устройство для раздачи труб (см. там же), содержащее установленные на станине в направляющих захваты для трубы и закрепленную на приводном стержне оправку с коническим и цилиндрическим участками [1] Однако при калибровке особотонкостенных труб с конструктивными утолщениями стенки на обоих концах возможен разрыв трубы в тонкостенной части. Это объясняется тем, что при вводе оправки через закрепленный конец трубы и протягивании ее по всей длине трубы, раздача противоположного утолщенного конца вызывает появление в тонкостенной части продольных растягивающих напряжений, превышающих предел прочности. A known method of distributing pipes, in which the ends of the pipe are fixed, a mandrel with conical and cylindrical sections is introduced into the pipe and the mandrel is fully extended along the entire length of the pipe, and a pipe distributing device (see ibid.) Containing grips for guides on the bed pipes and a mandrel with conical and cylindrical sections fixed to the drive rod [1] However, when calibrating extra-thin-walled pipes with structural thickenings of the wall at both ends, the pipe may break in the thin-walled part. This is because when the mandrel is inserted through the fixed end of the pipe and pulled along the entire length of the pipe, the distribution of the opposite thickened end causes longitudinal tensile stresses in the thin-walled part to exceed the tensile strength.

Технической задачей, решаемой изобретением, является возможность калибровки особотонкостенных труб с конструктивными утолщениями стенки на обоих концах. The technical problem solved by the invention is the ability to calibrate very thin-walled pipes with structural thickening of the wall at both ends.

Поставленная задача решается за счет того, что в способе раздачи труб, заключающемся в том, что закрепляют концы трубы, в трубу вводят оправку с коническим и цилиндрическим участками и осуществляют полную протяжку оправки по всей длине трубы, согласно изобретению, предварительно дополнительной оправкой с коническим и цилиндрическим участками раздают один из концов трубы до совмещения средней части цилиндрического участка оправки с началом тонкостенного участка трубы, а полную протяжку осуществляют с противоположного конца трубы, при этом крепление концов трубы производят попеременно со стороны ее обработки. The problem is solved due to the fact that in the method of distributing pipes, which consists in securing the ends of the pipe, a mandrel with conical and cylindrical sections is inserted into the pipe and the mandrel is fully pulled along the entire length of the pipe, according to the invention, with an additional mandrel with a conical and cylindrical sections distribute one of the ends of the pipe to align the middle part of the cylindrical section of the mandrel with the beginning of a thin-walled section of the pipe, and the full pull is carried out from the opposite end of the pipe, when In order to fasten the ends of the pipe alternately from the side of its processing.

Для осуществления способа предложено устройство, содержащее установленные на станине в направляющих захваты для трубы и закрепленную на приводном стержне оправку с коническим и цилиндрическим участками, в отличие от известного оно снабжено дополнительной оправкой с коническим и цилиндрическим участками, периодически закрепляемой на приводном стержне, при этом захваты снабжены фиксаторами, а оправки расположены на расстоянии, большем чем расстояние между захватами. To implement the method, a device is proposed that comprises clamps for a pipe mounted on a bed in guides and a mandrel with conical and cylindrical sections fixed to the drive rod, in contrast to the known one, it is equipped with an additional mandrel with conical and cylindrical sections, periodically fixed to the drive rod, while the grips equipped with clamps, and the mandrels are located at a distance greater than the distance between the grippers.

На фиг,1 показан продольный разрез устройства; на фиг.2 разрез по А-А на фиг. 1; на фиг.3 крепление стержня оправок; на фиг.4 разрез Б-Б на фиг.1; на фиг. 5 положение дополнительной оправки после раздачи утолщенного конца трубы; на фиг.6 последовательность операций предлагаемого способа. On Fig, 1 shows a longitudinal section of a device; in Fig.2 a section along aa in Fig. 1; figure 3 mount rod mandrels; figure 4 section BB in figure 1; in FIG. 5 position of the additional mandrel after the distribution of the thickened end of the pipe; Fig.6 the sequence of operations of the proposed method.

Устройство для раздачи труб на оправке схематично представлено на фиг. 1,2,3,4. На основании 1 закреплены две стойки 4 с направляющими 3. Направляющие имеют П-образный вырез, в который входят ролики 2 (фиг.2) подвижных захватов 5 и 6. Любой из подвижных захватов может крепиться к стойкам в заданном положении с помощью пальцев 7, проходящих через отверстия в стойках и подвижном захвате. Для крепления конца трубы в подвижный захват вставляется разрезное кольцо, состоящее из двух полуколец 8 и 9 (фиг.4). В собранном виде разрезное кольцо имеет внутренний конус, в которых входит конус 10, имеющий центральное отверстие для прохода оправки. The mandrel tube dispenser is shown schematically in FIG. 1,2,3,4. Two racks 4 with guides 3 are fixed on the base 1. The rails have a U-shaped cutout, which includes the rollers 2 (Fig. 2) of the movable grippers 5 and 6. Any of the movable grips can be attached to the racks in a predetermined position using the fingers 7, passing through openings in racks and mobile capture. To fix the end of the pipe, a split ring is inserted into the movable grip, consisting of two half rings 8 and 9 (Fig. 4). Assembled, the split ring has an inner cone, which includes a cone 10 having a central hole for passage of the mandrel.

Раздача трубы осуществляется оправками 11 и 12, закрепленными на стержне. Стержень оправок состоит и двух отличающихся по длине участков 17 и 18. Оправка 12 с обоих концов имеет хвостовики 13 и 14. Хвостовик 13 кpепится к штоку гидроцилиндра 15, закрепленному на раме 16, а хвостовик 14 к участку 17 стержня оправок. Оправка 11 одним концом крепится к участку 17 стрежня оправок, а другим к участку стержня 18, который крепится к подвижной тележке 19, перемещаемой тянущим устройством, в направлении, показанном стрелкой на фиг. 1 по направляющим, закрепленным на столе 20. Крепление стержня 18 к тележке, а также хвостовиков 13 и 14 оправки 12 к штоку гидроцилиндра 15 и стержню 17 выполнено быстроразъемным. Вариант крепления приведен на фиг.3. На переднем конце стола 20, для направления оправки по оси трубы, закреплена проставка 21, имеющая желоб, по которому перемещается оправка 11. Оправка 12 также перемещается по направляющему желобу стола 22. The distribution of the pipe is carried out by mandrels 11 and 12, mounted on the rod. The mandrel core consists of two sections 17 and 18 differing in length. The mandrel 12 has shanks 13 and 14 at both ends. The shank 13 is attached to the hydraulic cylinder rod 15 mounted on the frame 16, and the shank 14 to the mandrel stem portion 17. The mandrel 11 is attached at one end to the mandrel bar portion 17 and the other to the bar portion 18 that is attached to the movable trolley 19 moved by the pulling device in the direction shown by the arrow in FIG. 1 along the guides mounted on the table 20. The fastening of the rod 18 to the trolley, as well as the shanks 13 and 14 of the mandrel 12 to the rod of the hydraulic cylinder 15 and the rod 17 is made quick-release. Mounting option shown in Fig.3. At the front end of the table 20, to direct the mandrel along the axis of the pipe, a spacer 21 is fixed having a groove along which the mandrel 11 moves. The mandrel 12 also moves along the guide groove of the table 22.

Рассмотри пример конкретного осуществления предлагаемого способа и работы устройства для раздачи труб на оправке. Consider an example of a specific implementation of the proposed method and operation of a device for dispensing pipes on a mandrel.

Перед началом работы трубы подготавливают к раздаче. Для этого оба конца трубы на специальной установке раздают на конус, величина которого обеспечивает выполнение раздачи и зажим конца трубы. Предварительно подготовленные концы трубы 23 закрепляют в захватах 5 и 6. Закрепление конца осуществляют следующим образом. Конусный конец трубы охватывают двумя полукольцами 7 и 8 (фиг.4), а во- внутрь конуса трубы вставляют конус 10. Таким образом, стенка трубы оказывается зажатой между образующими конус поверхностями: полукольцами 7,8 и конусом 10. Аналогично закрепляют и второй конец трубы. Надежность фиксации концов достигается тем, что угол наклона образующих конусов не превышает угла трения. Захват 5 посредством пальцев 7 крепят к стокам 4 (фиг. 2). После этого через закрепленный конец в трубу задают стержень 17 с предварительно установленной на его конце оправкой 11 (фиг.6,1). На другой конец стержня устанавливают оправку 12. Оправки имеют конический и цилиндрический участки, причем для обеспечения необходимого качества переходного участка от толстой стенки к тонкой осевая длина цилиндрического участка берется приблизительно равной 0,5 наружного диаметра трубы. Оправку 11 за стержень 18 крепят к подвижной тележке 19, а оправку 12 аналогично крепят к стержню 17, а затем к предварительно выдвинутому в крайнее левое положение штоку гидроцилиндра 15. На этом подготовка устройства к работе заканчивается (фиг.1, фиг.6, II). Before starting work, the pipes are prepared for distribution. For this, both ends of the pipe are distributed on a special installation into a cone, the value of which ensures the distribution and clamping of the pipe end. The pre-prepared ends of the pipe 23 are fixed in the grippers 5 and 6. The fastening of the end is as follows. The conical end of the pipe is covered by two half rings 7 and 8 (Fig. 4), and a cone 10 is inserted into the pipe cone. Thus, the pipe wall is sandwiched between the surfaces forming the cone: half rings 7.8 and the cone 10. Similarly, the second end is fixed pipes. The reliability of the fixation of the ends is achieved by the fact that the angle of inclination of the forming cones does not exceed the angle of friction. Capture 5 by means of fingers 7 is fixed to drains 4 (Fig. 2). After that, through the fixed end, the rod 17 with the mandrel 11 pre-installed at its end is set into the pipe (Fig. 6,1). A mandrel 12 is mounted on the other end of the rod. The mandrels have conical and cylindrical sections, and to ensure the required quality of the transition section from a thick wall to a thin one, the axial length of the cylindrical section is taken to be approximately equal to 0.5 of the outer diameter of the pipe. The mandrel 11 for the rod 18 is attached to the movable trolley 19, and the mandrel 12 is likewise attached to the rod 17, and then to the rod of the hydraulic cylinder 15 previously advanced to the extreme left position. At this, the preparation of the device for operation ends (FIG. )

Раздачу трубы осуществляют следующим образом. Оправку 11 посредством гидроцилиндра 15 вводят в трубу со стороны ранее закрепленного конца, осуществляя предварительную раздачу утолщенного конца трубы. После того, как начало тонкостенного участка трубы окажется примерно на средней части цилиндрического участка оправки 11, ее останавливают. Оправка 12 расцепляется с гидроцилиндром 15 (фиг.5, фиг.6,III). Затем с помощью тележки 19 оправку возвращают в исходное положение, захват 5 освобождают от крепления к стойкам 4, а захват 6 закрепляют (фиг.6, IV). После этого с помощью тележки 19 оправка 12 протягивается через всю трубу, включая ранее подвергнутый раздаче утолщенный конец (фиг.6, V). Полная раздача трубы завершается после выхода оправки 12 через свободный конец (фиг.6, VI). The distribution of the pipe is as follows. The mandrel 11 by means of a hydraulic cylinder 15 is introduced into the pipe from the side of the previously fixed end, preliminary distributing the thickened end of the pipe. After the beginning of the thin-walled section of the pipe is approximately on the middle part of the cylindrical section of the mandrel 11, it is stopped. The mandrel 12 is disengaged from the hydraulic cylinder 15 (Fig. 5, Fig. 6, III). Then, using the trolley 19, the mandrel is returned to its original position, the grip 5 is released from attachment to the uprights 4, and the grip 6 is fixed (Fig.6, IV). After that, with the help of the trolley 19, the mandrel 12 is pulled through the entire pipe, including the thickened end previously subjected to distribution (Fig. 6, V). The full distribution of the pipe ends after the output of the mandrel 12 through the free end (Fig.6, VI).

Важной особенностью заявляемого способа является то, что процесс предварительной раздачи утолщенного конца останавливают, когда средняя часть цилиндрического участка оправки совмещена с началом тонкостенного участка трубы. Это делают из следующих соображений. Так, например, если цилиндрический участок оправки полностью окажется в тонкостенной части трубы, то при извлечении оправки из трубы усилие извлечения оправки вызывает смятие тонкостенного участка трубы, заключенного между утолщенным концом трубы и цилиндрическим участком оправки. Если же цилиндрический участок оправки не довести до начала тонкостенного участка трубы, то это означает, что часть утолщенного конца трубы осталась нерозданной и при последующей раздаче этого участка второй оправкой в тонкостенной части трубы появляются продольные растягивающие напряжения, превышающие предел прочности, что приводит к разрыву трубы в тонкостенной части. An important feature of the proposed method is that the process of preliminary distribution of the thickened end is stopped when the middle part of the cylindrical section of the mandrel is combined with the beginning of a thin-walled section of the pipe. This is done for the following reasons. So, for example, if the cylindrical section of the mandrel is completely in the thin-walled part of the pipe, then when the mandrel is removed from the pipe, the force of extraction of the mandrel causes the thin-walled section of the pipe enclosed between the thickened end of the pipe and the cylindrical section of the mandrel to be crushed. If the cylindrical section of the mandrel is not brought to the beginning of the thin-walled section of the pipe, this means that part of the thickened end of the pipe remained un-created and, upon subsequent distribution of this section by the second mandrel, longitudinal tensile stresses exceeding the tensile strength appear in the thin-walled part of the pipe, which leads to pipe rupture in the thin-walled part.

Особенность устройства заключается в том, что для раздачи трубы применяются две оправки, установленные одна от другой на расстоянии, большем чем расстояние между захватами. Это позволяет проводить поочередно сначала раздачу утолщенного конца, а затем всей трубы, не вводя дополнительных операций на перестановку оправки, как это было бы необходимо при работе с одной оправкой. A feature of the device is that two mandrels are used to distribute the pipe, installed one from the other at a distance greater than the distance between the grippers. This allows you to alternately first distribute the thickened end, and then the entire pipe, without introducing additional operations to rearrange the mandrel, as would be necessary when working with one mandrel.

Осуществление операций по заявляемому способу с помощью предлагаемого устройства позволяет повысить точность геометрических размеров по диаметру особотонкостенных труб с конструктивными утолщениями стенки на обоих концах. The operations of the claimed method using the proposed device can improve the accuracy of the geometric dimensions for the diameter of the extra-thin-walled pipes with structural thickening of the wall at both ends.

Claims

1. The method of distributing pipes, which consists in securing the ends of the pipes, a mandrel with a conical and cylindrical sections is introduced into the pipe and the mandrel is fully extended along the entire length of the pipe, characterized in that one of the ends is preliminarily extended with an additional mandrel with a conical and cylindrical sections pipes to align the middle part of the cylindrical section of the mandrel with the beginning of a thin-walled section of the pipe, and the full drawing is carried out from the opposite end of the pipe, while the ends of the pipe are mounted alternately wow from the side of its processing.

2. A device for distributing pipes, containing installed on the frame in the guides of the grippers for the pipe and mounted on the drive rod mandrel with a conical and cylindrical sections, characterized in that it is equipped with an additional mandrel with a conical and cylindrical sections, periodically fixed on the drive rod, while the grippers are provided with clamps, and the mandrels are located at a distance greater than the distance between the grippers.