RU2076009C1

RU2076009C1 - Method of bending multielbow three-dimensional tubes in tube bending winding- type machines

Info

Publication number: RU2076009C1
Application number: RU93047465A
Authority: RU
Inventors: И.В. Скоморохов; Н.В. Сосов
Original assignee: Казанский государственный технический университет им.А.Н.Туполева
Priority date: 1993-10-13
Filing date: 1993-10-13
Publication date: 1997-03-27

Abstract

FIELD: plastic metal working, particularly tube bending in different industry branches for making bent multielbow three-dimensional pipelines. SUBSTANCE: method of bending multielbow three-dimensional tubes in winding-type tube bending machines comprises steps of placing and fixing tubular blank onto shaping member of bending head, deforming tubular blank by bending it, releasing tubular blank, measuring deformed state parameter in zone of rectilinear portion of blank subjected to further bending, rotating tubular blank before fixing it in order to perform each subsequent bending step in direction opposite relative to direction of twisting by gravity preliminarily bent portions. Blank is rotated by measured angle of twisting, the tubular blank is fixed on shaping member of bending head, its rectilinear portion is turned before subsequent bending of it in order to eliminate twisting to initial position. EFFECT: enhanced efficiency of method. 1 dwg

Description

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности к трубогибчному производству, и может быть использовано в различных отраслях промышленности при изготовлении гнутых многоколенных пространственных трубопроводов. The invention relates to the field of metal forming, in particular to pipe-bending production, and can be used in various industries in the manufacture of bent multi-joint spatial pipelines.

Известен способ гибки труб по схеме намотки, реализуемый, например на трубогибочных станках мод. ТГСП (1), по которому изгибаемую трубу закрепляют в цанговом патроне (гидрошарнире) механизма подачи и поворота трубогибочного станка, выставляют необходимым образом в его гибочной головке, а затем зажимают на гибочном шаблоне соответствующими рабочими органами и изгибают по принципу намотки на гибочный шаблон при повороте последнего на заданный угол. По окончании вращения гибочного шаблона изгибаемую трубу освобождают от действия рабочих органов гибочной головки, гибочный шаблон возвращают в исходное положение, а изгибаемую трубу либо снимают, либо проталкивают на необходимую длину и поворачивают на требуемый угол механизмом подачи и поворота через цанговый патрон (гидрошарнир) с целью обеспечения ее пространственной ориентации, необходимой для реализации последующих изгибов при изготовлении трубопроводов многоколенной пространственной формы. A known method of bending pipes according to the winding pattern, implemented, for example, on pipe bending machines mod. TGSP (1), according to which the pipe to be bent is fixed in the collet chuck (hydraulic hinge) of the feeding and turning mechanism of the pipe bending machine, set up in its bending head as necessary, and then clamped on the bending template by the appropriate working bodies and bent according to the principle of winding onto the bending template when turning the latter at a given angle. At the end of the rotation of the bending template, the bending pipe is released from the action of the working bodies of the bending head, the bending template is returned to its original position, and the bending pipe is either removed or pushed to the required length and rotated by the feeding and turning mechanism through the collet chuck (hydraulic hinge) to the desired angle to ensuring its spatial orientation, necessary for the implementation of subsequent bends in the manufacture of pipelines of multi-generation spatial shape.

Недостаток представленного способа заключается в том, что при освобождении изгибаемой трубы от действия рабочих органов гибочной головки ее прямолинейная часть, удерживаемая на конце цанговым патроном (гидрошарниром) механизма подачи и поворота, будет подвергаться закручивающей деформации под действием собственного веса ранее уже изогнутых участков, что приведет к несоответствию действительной величины угла между плоскостями изогнутого и далее изгибаемого соседних участков его потребному значению, вызывая неточность конфигурации изготавливаемого многоколенного пространственного трубопровода. The disadvantage of the presented method is that when the bent pipe is released from the action of the working bodies of the bending head, its rectilinear part, held at the end by a collet chuck (hydraulic joint) of the feeding and turning mechanism, will undergo twisting deformation under the influence of the dead weight of previously bent sections, which will lead to to the discrepancy between the actual value of the angle between the planes of the curved and further bent adjacent sections to its desired value, causing an inaccurate configuration manufactured multi-generation spatial pipeline.

Известны способ и устройство для контроля упругого пружинения при гибке длинномерного элемента (например трубы) (2), которые по результатам измерения посредством измерительного датчика величины упругого пружинения дают возможность производить догибку трубы после ее изгиба путем намотки на формообразующий элемент с зажимом и удержанием той части изгибаемой трубы, которая располагается перед получаемым коленом. A known method and device for controlling elastic springing when bending a long element (for example, a pipe) (2), which, according to the measurement results by means of a measuring sensor, the elastic spring values make it possible to bend the pipe after bending it by winding onto the forming element with a clamp and holding that part of the bend pipe, which is located in front of the elbow.

Недостаток данного изобретения заключается в том, что его целью является повышение точности изгибаемой трубы только за счет учета величины ее упругого отгиба (пружинения). Между тем, при гибке труб многоколенной пространственной формы на точность их конфигурации кроме явления упругого отгиба (пружинения) существенное влияние будут оказывать силы веса ранее формообразованных участков, под действием которых будет происходить закручивание подлежащей дальнейшему изгибу прямолинейной части изгибаемой трубы, не зажатой еще на формующем элементе. Рассматриваемый способ не предусматривает возможности контроля и устранения указанного закручивания, что как уже отмечалось выше, повлечет за собой возникновение несоответствия действительных величин углов между плоскостями соседних изогнутых участков их проектным значениям, приводя при сложной пространственной конфигурации многоколенного трубопровода к значительным отклонениям от его первоначально задуманной геометрии. The disadvantage of this invention is that its purpose is to increase the accuracy of the bent pipe only by taking into account the magnitude of its elastic bending (springing). Meanwhile, when bending pipes of a multi-elongated spatial shape, the accuracy of their configuration, in addition to the phenomenon of elastic bending (springing), will be significantly affected by the weight forces of previously formed sections, under the influence of which there will be a twisting of the rectilinear part of the bending pipe to be further bent, not yet clamped on the forming element . The method under consideration does not provide for the possibility of controlling and eliminating the specified twisting, which, as noted above, will entail the inconsistency of the actual values of the angles between the planes of adjacent curved sections to their design values, resulting in a complex spatial configuration of a multi-elbow pipeline to significant deviations from its originally conceived geometry.

Известен способ гибки профилей путем наматывания, согласно которому осуществляют размещение и фиксацию заготовки на формующем элементе, деформирование заготовки изгибом, расфиксирование заготовки и измерение деформированного состояния в зоне ее прямолинейной части (3). A known method of bending profiles by winding, according to which the workpiece is placed and fixed on the forming element, the workpiece is deformed by bending, the workpiece is unlocked and the deformed state is measured in the area of its straight part (3).

Недостатком известного способа является недостаточная точность, вследствие упругого закручивания профиля. The disadvantage of this method is the lack of accuracy, due to the elastic twisting of the profile.

Задачей изобретения является повышение точности многоколенных пространственных трубопроводов при их пластическом формообразовании изгибом за счет устранения предварительного упругого закручивания, возникающего на подлежащей дальнейшему изгибу прямолинейной части трубчатой заготовки под действием силы веса ее ранее изогнутых участков. The objective of the invention is to improve the accuracy of multi-generation spatial pipelines during their plastic shaping by bending by eliminating the preliminary elastic twisting that occurs on the straight part of the tubular billet subject to further bending under the influence of the weight of its previously bent sections.

Для решения поставленной задачи перед фиксацией для реализации каждого последующего изгиба трубчатую заготовку поворачивают в противоположном закручиванию под действием собственного веса ранее изогнутых участков направлении на величину измеряемого угла закрутки, фиксируют на формующем элементе гибочной головки, а затем разворачивают ее прямолинейную часть, подлежащую дальнейшему изгибу, для исключения имеющейся закрутки в первоначальное положение и производят последующий изгиб. To solve the problem before fixing for the implementation of each subsequent bend, the tubular billet is rotated in the opposite twist under the influence of its own weight of the previously bent sections by the value of the measured twist angle, fixed on the forming element of the bending head, and then its linear part to be further bent is deployed, for exclusion of the existing twist in the initial position and produce subsequent bending.

Суть изобретения поясняется чертежом, на котором изображено: положение трубчатой заготовки перед гибкой промежуточного участка изготавливаемого многоколенного пространственного трубопровода. The essence of the invention is illustrated by the drawing, which shows: the position of the tubular workpiece in front of the flexible intermediate section of the manufactured multi-generation spatial pipeline.

1 формующий элемент;
2 механизм зажима;
3 прижим;
4 разглаживающий башмак;
5 зажимной патрон;
6 механизм подачи и поворота;
7 угловой датчик;
8 трубчатая заготовка;
8а изогнутый участок трубчатой заготовки;
8б подлежащая изгибу прямолинейная часть трубчатой заготовки.1 forming element;
2 clamping mechanism;
3 clip;
4 smoothing shoe;
5 chuck;
6 feed and rotation mechanism;
7 angle sensor;
8 tubular billet;
8a a curved section of a tubular workpiece;
8b, the rectilinear part of the tubular workpiece to be bent.

Предлагаемый способ гибки осуществляется следующим образом. The proposed method of bending is as follows.

Трубчатую заготовку 8 вводят в гибочную головку, включающую в себя формующий элемент 1, механизм зажима 2, прижим 3 и разглаживающий башмак 4, между механизмом зажима 2 и прижимом 3, с одной стороны и разглаживающим башмаком 4 и формующим элементом 1, с другой стороны, по их рабочим ручьям и проталкивают в зажимной патрон 5, которым захватывают ее и затягивают механизмом подачи и поворота 6 на необходимую длину, устанавливая ее в необходимом для изгиба первого колена положении. Далее механизмом зажима 2 прижимают трубчатую заготовку 8 к прямолинейному участку формующего элемента 1 и одновременно прижим 3 перемещают до касания трубчатой заготовки 8. Поворотом формующего элемента 1 осуществляют изгиб первого колена формообразуемого многоколенного пространственного трубопровода путем намотки трубчатой заготовки 8 на формующий элемент 1 гибочной головки. The tubular billet 8 is introduced into the bending head, including the forming element 1, the clamping mechanism 2, the clamp 3 and the smoothing shoe 4, between the clamping mechanism 2 and the clamp 3, on the one hand and the smoothing shoe 4 and the forming element 1, on the other hand, along their working streams and pushed into the chuck 5, which capture it and tighten the feed and rotation mechanism 6 to the required length, setting it in the position necessary for bending the first knee. Next, with the clamping mechanism 2, the tubular billet 8 is pressed to the straight portion of the forming element 1 and at the same time, the clamp 3 is moved until the tubular billet 8 is touched. By turning the forming element 1, the first bend of the shaped multi-elbow spatial pipe is bent by winding the tubular billet 8 onto the forming element 1 of the bending head.

При достижении заданного угла изгиба вращения формующего элемента 1 прекращают, механизм зажима 2 и прижим 3 отводят, освобождая изогнутую трубчатую заготовку 8, которая спружинив выйдет из ручья формующего элемента 1. Формующий элемент 1 с механизмом зажима 2 обратным вращением возвращают в первоначальное положение, после чего трубчатую заготовку 8 проталкивают на необходимую длину и поворачивают в пространстве на требуемый угол с целью ее размещения для изгиба следующего колена. When the specified bending angle is reached, the rotation of the forming element 1 is stopped, the clamping mechanism 2 and the clamp 3 are withdrawn, releasing the curved tubular billet 8, which spring leaves the stream of the forming element 1. The forming element 1 with the clamping mechanism 2 is returned to its original position by reverse rotation, after which the tubular billet 8 is pushed to the required length and rotated in space by the required angle in order to place it to bend the next knee.

В достигнутом положении прямолинейная часть 8б трубчатой заготовки 8, подлежащая дальнейшему изгибу, окажется закрученной под действием силы веса ранее изогнутого участка 8а, создающего крутящий момент относительно продольной оси прямолинейной части 8б. Величину этой закрутки измеряют посредством высокочувствительного углового датчика (например NP-фотоэлемента) 7, после чего трубчатую заготовку 8 поворачивают на величину измеренного угла закрутки в противоположном имеющемуся закручиванию направлении. После этого трубчатую заготовку 8 вновь фиксируют на формующем элементе 1 гибочной головки, а имеющуюся на ее подлежащем изгибу прямолинейной части 8б закрутку снимают путем разворота этой прямолинейной части 8б на величину угла последнего поворота в противоположном ему направлении. In the reached position, the rectilinear portion 8b of the tubular billet 8, which is subject to further bending, will be twisted under the action of the weight force of the previously bent portion 8a, which creates torque relative to the longitudinal axis of the rectilinear portion 8b. The value of this twist is measured by means of a highly sensitive angular sensor (for example, an NP photocell) 7, after which the tubular blank 8 is rotated by the value of the measured twist angle in the opposite direction to the existing twist. After that, the tubular billet 8 is again fixed on the forming element 1 of the bending head, and the twist on the straight part 8b to be bent is removed by turning this straight part 8b by the angle of the last rotation in the opposite direction.

Путем намотки трубчатой заготовки 8 на формующий элемент гибочной головки производят изгиб второго колена, после чего выше описанный по окончании изгиба первого колена процесс полностью повторяется для всех оставшихся участков изготовляемого многоколенного пространственного трубопровода. By winding the tubular billet 8 onto the forming element of the bending head, the second bend is bent, after which the process described above at the end of the bend of the first bend is completely repeated for all the remaining sections of the multi-joint spatial pipeline being manufactured.

Применение описываемого изобретения позволит повысить точность многоколенных пространственных трубопроводов при их пластическом формообразовании изгибом и снизить объем последующих доводочных работ. The application of the described invention will improve the accuracy of multi-generation spatial pipelines during their plastic shaping by bending and reduce the volume of subsequent finishing work.

Claims

A method of bending multi-pipe spatial shapes on winding-type pipe bending machines, which consists in placing and fixing the tubular workpiece on the forming element of the bending head, eliminating the twisting of the tubular workpiece in the area between the clamping cartridge and the forming element of the bending head by targeted unwinding and unlocking of the tubular workpiece, characterized in that after placing the tubular billet for the implementation of each subsequent bend, measure the amount of twist of the underlying bend of its rectilinear part, arising under the influence of the deadweight of previously curved sections, and without deformation, turn the tubular workpiece in the direction opposite to this curl to the angle measured by the measured value, fix the tubular workpiece on the forming element of the bending head, and then eliminate the curl of the said straight part by its purposeful unwind and produce a subsequent bend.