RU2342209C1

RU2342209C1 - Device for production of shaped tubes

Info

Publication number: RU2342209C1
Application number: RU2007113265/02A
Authority: RU
Inventors: Сергей Владимирович Паршин (RU); Сергей Владимирович Паршин
Priority date: 2007-04-09
Filing date: 2007-04-09
Publication date: 2008-12-27
Also published as: RU2007113265A

Abstract

FIELD: technological processes.

SUBSTANCE: device has casing, two holders with profile rings that are installed serially along tube axis, one of which is arranged as movable with the possibility to turn around its axis with the help of rotary facility. The second holder is arranged as immovable. Rotary facility of movable holder is arranged with the possibility of displacement along tube axis and turn of two circular hydraulic cylinders with pistons that are installed in casing. Movable holder is arranged in the form of link with circular bore that connects stems of circular hydraulic cylinder pistons and has radial protrusions. At that casing is arranged with guide blocks for shift of mentioned movable holder radial protrusions in them.

EFFECT: simplicity of adjustment, expansion of technological resources.

2 dwg

Description

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и, в частности, к трубопрофильному производству.The invention relates to the field of metal forming and, in particular, to tube production.

Известно устройство для получения винтовых профильных труб методом кручения (см. Каргин В.Р. Процессы получения винтовых профилей и труб. М.: Металлургия, 1994, стр.73, рис.39). Устройство содержит неподвижный корпус, в котором на подшипниках качения установлено зубчатое колесо, приводимое во вращение от электродвигателя. В ступице этого колеса с помощью гайки закреплена неподвижная профильная волока. Вращение колеса с волокой приводит к скручиванию трубы и получению винтового профиля.A device is known for producing screw shaped tubes by the method of torsion (see Kargin V.R. Processes for making screw profiles and tubes. M: Metallurgy, 1994, p. 73, Fig. 39). The device comprises a fixed housing in which a gear wheel is mounted on the rolling bearings, driven into rotation by an electric motor. In the hub of this wheel, with the help of a nut, a fixed profile wire is fixed. The rotation of the wheel with the drag leads to twisting of the pipe and obtaining a screw profile.

Недостатками такой конструкции являются непостоянство шага и угла закручивания профиля по длине отрезка трубы, т.к. с удалением тянущей тележки от волоки изменяется крутильная жесткость трубного профиля, трудность изменения угла закручивания, связанная с необходимостью точного определения скорости вращения зубчатого колеса.The disadvantages of this design are the inconsistency of the pitch and angle of twisting of the profile along the length of the pipe segment, because with the removal of the pulling trolley from the die, the torsional rigidity of the pipe profile changes, the difficulty of changing the twist angle, associated with the need to accurately determine the speed of rotation of the gear.

Известна конструкция устройства (патент США 2006/010189 А1 от 18.05.2006), в котором получение профильной трубы производится на основе использования двух зажимных головок, одна из которых неподвижна, а другая приводится во вращение вокруг продольной оси трубы. Вращение приводной головки обеспечивает получение профильной трубы.A known design of the device (US patent 2006/010189 A1 of 05/18/2006), in which the production of the profile pipe is based on the use of two clamping heads, one of which is stationary, and the other is rotated around the longitudinal axis of the pipe. The rotation of the drive head provides a profile pipe.

Недостатком такой конструкции является наличие значительных растягивающих напряжений в трубе, связанное со скручиваем трубного профиля (и, как следствие, укорачиванием отрезка трубы) в неподвижных в осевом направлении зажимных головках, расположенных на концах трубы. Кроме того, такое устройство неприменимо для закручивания длинных отрезков труб, т.к. при этом не сохраняется постоянство угла закручивания по всей длине готовой трубы.The disadvantage of this design is the presence of significant tensile stresses in the pipe, associated with twisting the pipe profile (and, as a consequence, shortening the length of the pipe) in axially stationary clamping heads located at the ends of the pipe. In addition, such a device is not suitable for twisting long pipe sections, because however, the angle of twist along the entire length of the finished pipe is not maintained.

Известно устройство, содержащее две последовательно установленные профильные волоки (а.с. СССР №386539, Б.И. №48, 1982). Профилирование ведется последовательно в двух этих волоках, причем первая по ходу трубы волока имеет эллиптическое выходное сечение, а вторая - эллиптическое входное сечение. Первая волока выполнена принудительно вращаемой. Такая конструкция позволяет получать внутренний и наружный закрученный профиль на трубной заготовке.A device is known that contains two sequentially installed profile dies (AS USSR No. 386539, B.I. No. 48, 1982). Profiling is carried out sequentially in these two dies, the first along the pipe dragging has an elliptical output section, and the second an elliptical input section. The first draw is made forcibly rotated. This design allows you to get the inner and outer swirl profile on the pipe billet.

Недостатком устройства является избыточный уровень деформаций, возникающих при последовательном превращении исходного профиля в эллиптический и эллиптического - в конечный. Кроме того, представляет сложность изготовление волок, имеющих сложный цилиндроэллиптический переход профиля. При осуществлении волочения в подобном устройстве возникает многократное изменение траектории течения металла, которое может приводить к ряду типичных для этого явления последствий, вплоть до критического снижения ресурса пластичности материала трубы и разрушения. Кроме того, представляет сложность переход на другой типоразмер получаемой трубы.The disadvantage of this device is the excessive level of deformations arising from the successive transformation of the original profile into an elliptical and elliptical to the final one. In addition, it is difficult to manufacture dies having a complex cylinder-elliptical profile transition. When drawing in such a device, a multiple change in the trajectory of the metal flow occurs, which can lead to a number of typical consequences for this phenomenon, up to a critical decrease in the ductility resource of the pipe material and fracture. In addition, it is difficult to switch to a different size of the resulting pipe.

В качестве прототипа принято устройство по а.с. SU 130481 А, B21D 11/14, 02.12.1960, 2 с. Устройство содержит корпус, в котором установлены два держателя с профильными кольцами, расположенные вдоль оси закручивания, причем один из держателей имеет возможность вращения относительно другого посредством поворотного механизма. Привод механизма осуществляется от гайки, поворачиваемой вручную специальным настроечным ключом. Порядок профилирования включает вывинчивание установочной гайки и совмещение просветов колец, подачу трубы в устройство, ручное закручивание установочной гайки с трубой, фиксацию держателей и дальнейшее волочение.As a prototype, a device was adopted according to A.S. SU 130481 A, B21D 11/14, 12/02/1960, 2 pp. The device comprises a housing in which there are two holders with profile rings located along the axis of twisting, one of the holders being able to rotate relative to the other by means of a rotary mechanism. The mechanism is driven by a nut that is manually rotated with a special tuning key. The profiling procedure includes unscrewing the installation nut and aligning the gaps of the rings, feeding the pipe into the device, manually tightening the installation nut with the pipe, fixing the holders and further drawing.

Недостатком прототипа является значительная сложность настройки угла закручивания профиля, связанная с несколькими операциями, нестабильность угла закручивания в партии труб, связанная с возможными ошибками ручной регулировки, физическая трудность закручивания трубы вручную при крупных типоразмерах профилируемых труб.The disadvantage of the prototype is the significant complexity of adjusting the angle of twist of the profile associated with several operations, the instability of the angle of twist in the batch of pipes associated with possible errors in manual adjustment, the physical difficulty of twisting the pipe manually with large sizes of profiled pipes.

Задачей изобретения является создание конструкции, обеспечивающей постоянство угла закручивания трубы как на конкретном ее отрезке, так и в партии труб, имеющей возможность профилирования труб большой протяженности, обеспечивающей простоту настройки на требуемый угол закручивания профиля, позволяющей регулировать угол закручивания в процессе профилирования и получать трубы с переменным углом закручивания (вплоть до знакопеременно изменяющегося).The objective of the invention is to provide a design that provides constancy of the angle of rotation of the pipe both on its specific segment and in the batch of pipes, with the possibility of profiling pipes of long length, providing ease of adjustment to the desired angle of twisting of the profile, allowing you to adjust the angle of twisting in the process of profiling and to obtain pipes with variable twist angle (up to alternatingly changing).

Задача решается созданием устройства для производства профильных труб, содержащего корпус, два держателя с профильными кольцами, установленных последовательно вдоль оси трубы, один из которых выполнен подвижным с возможностью поворота вокруг своей оси при помощи поворотного средства.The problem is solved by creating a device for the production of shaped pipes, comprising a housing, two holders with shaped rings mounted in series along the axis of the pipe, one of which is movable with the possibility of rotation around its axis by means of a rotary means.

Новым в устройстве является то, что второй держатель выполнен неподвижным, упомянутое поворотное средство подвижного держателя выполнено с возможностью перемещения вдоль оси трубы и поворота относительно нее в виде установленных в корпусе двух кольцевых гидроцилиндров с поршнями, подвижный держатель выполнен в виде перемычки с кольцевой расточкой, соединяющей штоки поршней кольцевых гидроцилиндров, и имеет радиальные выступы, а корпус выполнен с направляющими копирами для перемещения в них упомянутых радиальных выступов подвижного держателя.New in the device is that the second holder is made stationary, the aforementioned rotary means of the movable holder are arranged to move along the axis of the pipe and rotate relative to it in the form of two annular hydraulic cylinders with pistons installed in the housing, the movable holder is made in the form of a jumper with an annular bore connecting piston rods of annular hydraulic cylinders, and has radial protrusions, and the housing is made with guide copiers for moving the said radial protrusions of the movable holder.

Приведенное техническое решение позволяет получать трубы, имеющие широкий диапазон углов закручивания трубного профиля, имеющие правое и левое закручивания линии профиля, а также изменяющийся по длине трубы угол и направление профиля. Кроме того, возможна автоматизация установки, позволяющая добиться как повышения производительности труда, так и улучшения качества продукции. Также возможно профилирование труб большой длины и труб непосредственно из бухт.The above technical solution makes it possible to obtain pipes having a wide range of twist angles of the pipe profile, having right and left twist of the profile line, and also the angle and direction of the profile varying along the length of the pipe. In addition, automation of the installation is possible, which allows to achieve both increased labor productivity and improved product quality. It is also possible profiling large pipes and pipes directly from the bays.

Устройство для получения профильных труб показано на фиг.1, конфигурация копиров (вид А по фиг.1) показан на фиг.2. Устройство для получения профильных труб содержит корпус, состоящий из двух половин 1 и 2, имеющий разъем, перпендикулярный продольной оси устройства. Эти половины корпуса стянуты шпильками 3 и гайками 4 посредством упорных колец 5. Внутри расточки левой половины корпуса установлен держатель 6, внутри которого помещено профильное кольцо 7, закрепленное гайкой 8. Держатель 6 закреплен в корпусе 1 винтами 9. Левая 1 и правая 2 половины корпуса имеют кольцевые расточки 10 и 11, которые являются кольцевыми гидравлическими цилиндрами. В эти гидравлические цилиндры помещены кольцевые поршни 12 и 13 со штоками 14 и 15, соединенные между собой перемычкой 16 с кольцевой расточкой, являющейся держателем для второго профильного кольца 17, закрепленного гайкой 18.A device for producing profile pipes is shown in figure 1, the configuration of the copiers (type A in figure 1) is shown in figure 2. A device for producing profile pipes contains a housing consisting of two halves 1 and 2, having a connector perpendicular to the longitudinal axis of the device. These halves of the casing are pulled together by the pins 3 and nuts 4 by means of thrust rings 5. Inside the bore of the left half of the casing there is a holder 6, inside of which a profile ring 7 is attached, fixed by a nut 8. The holder 6 is fixed in the casing 1 by screws 9. The left 1 and right 2 halves of the casing have annular bores 10 and 11, which are annular hydraulic cylinders. In these hydraulic cylinders are placed the annular pistons 12 and 13 with the rods 14 and 15, interconnected by a jumper 16 with an annular bore, which is the holder for the second profile ring 17, fixed by a nut 18.

В корпусе устройства прорезаны окна, в которые на болтах 19 установлены сменные копиры 20, имеющие профилировку, показанную на фиг.2. Перемычка 16 штоков гидроцилиндров содержит выступы 21, взаимодействующие с копирами 20.In the case of the device, windows are cut into which replaceable copiers 20 are installed on the bolts 19, having the profiling shown in Fig. 2. The jumper 16 of the hydraulic cylinder rods contains protrusions 21 that interact with the copiers 20.

Устройство рассмотренной конструкции закрепляют на волокодержателе волочильного стана, который должен быть снабжен тянущей кареткой с захватами, допускающими вращение протягиваемой профильной трубы.The device of the considered design is fixed on the fiber holder of the drawing mill, which should be equipped with a pulling carriage with grips that allow rotation of the drawn profile pipe.

Устройство работает следующим образом. В начальный момент времени поршни и штоки установлены таким образом, что выступы 20 находятся в положении I-I (см. фиг.2). При таком положении выступов гравюры профильных колец 7 и 16 в угловом направлении полностью совпадают. Это положение допускает подачу профильной трубной заготовки по оси устройства за пределы левого торца устройства. При этом труба может быть захвачена тянущей кареткой волочильного стана. При включении главного привода стана давление рабочей жидкости может быть подано в цилиндр 10 или 11. Для определенности дальнейшего описания допустим, что жидкость подана в цилиндр 10, а в цилиндре 11 давление снижено. В этом случае поршень 12 перемещает штоки с перемычкой-держателем 16 и профильным кольцом 17 в осевом направлении вправо. Поскольку выступы 21 перемещаются по копирам из положения I-I в положение III-III (фиг.2), то происходит угловое закручивание профильного кольца 17, а вместе с ним и винтовое закручивание протягиваемой трубы. При подаче давления рабочей жидкости в цилиндр 10 выступ вместе с профильным кольцом поворачивается в положение II-II (фиг.2). Таким образом, возможно получение профильных винтовых труб как правого, так и левого направления винтовой линии. Более того, рассмотренное устройство позволяет при попеременной подаче жидкостей в цилиндры 10 или 11 иметь на одной трубе винтовые линии правого и левого направлений. Трубы с таким профилированием также находят применение в теплообменных аппаратах.The device operates as follows. At the initial time, the pistons and rods are installed so that the protrusions 20 are in position I-I (see figure 2). With this position of the protrusions, the engravings of the profile rings 7 and 16 in the angular direction completely coincide. This position allows the supply of a shaped tube stock along the axis of the device beyond the left end of the device. In this case, the pipe can be captured by the pulling carriage of the drawing mill. When the main drive of the mill is turned on, the pressure of the working fluid can be supplied to the cylinder 10 or 11. For definiteness of the further description, let us assume that the fluid is supplied to the cylinder 10, and the pressure in cylinder 11 is reduced. In this case, the piston 12 moves the rods with the jumper-holder 16 and the profile ring 17 in the axial direction to the right. Since the protrusions 21 move along the copiers from position I-I to position III-III (FIG. 2), then the angular twisting of the profile ring 17 occurs, and with it the screw twisting of the drawn pipe. When applying the pressure of the working fluid to the cylinder 10, the protrusion together with the profile ring rotates to position II-II (figure 2). Thus, it is possible to obtain profile helical pipes of both the right and left directions of the helix. Moreover, the considered device allows for alternating supply of fluids into the cylinders 10 or 11 to have right and left helix lines on the same pipe. Pipes with such profiling are also used in heat exchangers.

В том случае, когда выступ 21 находится в положении I-I, то возможно получение труб, не имеющих винтового профилирования, что позволяет получать на трубах гладкие непрофилированные участки, являющиеся необходимым условием для установки полученных труб в трубную доску теплообменника.In the case when the protrusion 21 is in position I-I, it is possible to obtain pipes that do not have screw profiling, which allows to obtain smooth non-profiled sections on the pipes, which are a prerequisite for installing the pipes into the tube plate of the heat exchanger.

Claims

A device for the production of profile pipes, comprising a housing, two holders with profile rings mounted in series along the axis of the pipe, one of which is movable with the possibility of rotation around its axis by means of a rotary means, characterized in that the second holder is stationary, the said rotary means of the movable the holder is arranged to move along the axis of the pipe and rotate relative to it in the form of two annular hydraulic cylinders with pistons installed in the housing; The clamp is made in the form of a jumper with an annular bore connecting the piston rods of the annular hydraulic cylinders and has radial protrusions, and the housing is made with guide copiers for moving the said radial protrusions of the movable holder therein.