SU889196A1 - Способ гибки труб - Google Patents

Description

(54) СПОСОБ ГИБКИ ТРУБ

1

Изобретение относитс  к обработке металлов давлением, в частности к способам дл  гибки труб.

Известен способ гибки труб, включающий операцию предварительного формировани  исходной кривизны у трубчатой заготовки с созданием неравномерных по очагу условий трени  с последующим противоизгибом 1.

Однако этот способ недостаточно эффективен при гибке длинномерных труб.

Цель изобретени  - повышение экономичности процесса при гибке длинномерных труб.

Цель достигаетс  тем, что согласно способу гибки труб, включающему операцию предварительного формировани  исходной кривизны у трубчатой заготовки с созданием неравномерных по очагу условий трени  и поеледую1ДИЙ изгиб ее в сторону, обратную исходной кривизне, формирование исходной кривизны осуществл ют путем линейного волочени , а создание неравномерных по очагу услови  трени  -неравномерным нанесением смазки на трубную заготовку.

На фиг.1 изображен процесс получе ни  трубной заготовки дл  гибки методом волочени ; на фиг.2 - трубна  заготовка дл  гибки после предварительной деформации волочением, вызвавшей в ней остаточные напр жени  с вынесенной эпюрой остаточных напр жений; на фиг.З - сечение А-А на фиг.2; на фиг.4 - установка трубы на барабан перед операцией гибки навивкой; на фиг.5 - операци  гибки

10 трубы навивкой на барабан и вынесенные эпюры исходных, а также наводимых изгибных.и суммарных напр жений; на фиг.6 - исходна  теплообменна  труба-заготовка со звездообразным 15 сердечником внутри, предназначенна  дл  гибки после операции предварительной деформации с наложенной эпюрой остаточных напр жений; на фиг.7 сечение Б-Б на фиг.6; на фиг.8 - ус20 тановка те1плообменной трубы на барабан перед операцией гибки; на фиг.9 операци  гибки -теплообменной трубы навивкой в спираль на барабане и вы несенные эпюры остаточных исходных, изгибных и суммарных напр жений; на фиг.10 - теплообменна  труба, свернута  в спираль (готовое изделие); на фиг. 11 - узел I на фиг. 10 (увеличен-i чый разрез части спиргши готовой геплообменной трубы).

30

На фиг.1-11 обозначено : недефорhwpoHaHHaH исходна  труба-заготовка 1, волока 2 предварительной деформации волочением, труба-заготовка 3, предназначенна  дл  изгиба после предварительной операции волочени , эпюра 4 остаточных напр жений, наведенных в трубе-заготовке, предназначенной дли гибки, предварительным волочением (фиг.1,2 и 3), барабан 5 дл  изгиба трубы навивкой, хомут.6 креплени  -трубной заготовки к барабану , упор 7 дл  ориентации трубы при гибке, теплообменна  труба-заготовка 8 после предварительной деформации с наведенными в ней остаточ: - ными напр жени ми, оболочка 9 заготовки теплообменной трубы, сердечник 10 заготовки теплообменной трубы , радиально расход щиес  ребра 11сердечника заготовки теплообменной трубы, эпюра 12 остаточных напр жений теплообменной трубы-заготовки перед изгибом, часть 13 общей эпюры остаточных напр жений, действующа  в оболочке заготовки, часть 14 общей эпюры остаточных напр жений, действующа  в сердечнике заготовки j барабан 15 дл  гибки навивкой теплообменных труб в спираль, выступ 16 на барабане дл  навивки труб, обеспечивающий геометрию спирали, хомут 17 дл  закреплени  теплообменной трубы на барабан, упор 18 ориентации трубы при гибке, участок 19 изогнутой теплообменной трубы, внешн   относительно центра исходной кривизн сторона 20 заготовки теплообменной трубы, внутренн   относительно центра кривизны готового издели  сторона 21 изгибаемой трубы,.готова  изогнута  в спираль теплообменна  труба 22, сердечник 23 готовой изогнутой в спираль трубы.

Способ осуществл ют следующим образом.

Недеформированную трубу-заготовку 1 подвергают волочению через волоку 2, получа  трубу-заготовку 3 дл  последующей гибки. На фиг.1 отрелкой показано, что к трубе-заготовке 3 прикладываетс  деформирующее усилие. Деформацию производ т неравномерно по сечению. Одну часть сечени  трубы-заготовки 3 на прот жении всей длины подвергают деформации в услови х, отличающихс  от условий другой части. Например, нижнюю часть недеформированной заготовки 1 покрывают слоем смазки, а верхнюю часть оставл ют несмазанной При волочении слон металла трубызаготовки 3, наход щиес  в нижней части, имеют меньшее сопротивление движению через волоку, чем слой металла в верхней деформированной части , так как сила трени  у смазанчого сло  меньше. Различие условий зеформировани  приводит к различию

остаточных напр жений в изделии. Причем пластическа  деформаци  может быть осуществлена и другим, кроме волочени  способом. Аналогично нерав юмерность деформации осуществл етс  различными приемами , данный способ с использованием смазки приводитс  как пример.

Остаточные напр жени  в сечении уравновешиваютс . Поэтому площади эпюры остаточных напр жений со знаком плюс (раст гивающих) и со знаком минус (сжимающих) равны в каждом .сечении.

В данном способе в нижнем деформированном слое по вл ютс  сжимающие напр жени , поскольку этот слой, будучи больше раст нут стремитс  больше сжатьс  . В верхнем деформированном слое остаточные напр жени  будут раст гивающими.

На фиг.2 труба-заготовка 3 перевернута дл  удобства дальнейшего рассмотрени . Трубную заготовку с наведенными предварительной пластической деформацией остаточными напр жени ми устанавливают в барабан 5 дл  навивки так, чтобы сжимающие остаточные напр жени  попали в область действующего при гибке тангенциального напр жени  раст жени  (фиг.4), т.е. сжимающие остаточные напр жени  заготовки должны быть с внешней стороны относительно центра барабана. При дальнейшем изгибе труб напр жени ,возникающие в сло х металла с внешней стороны изгибаемой трубы, будут раст гивающими, а с внутренней - сжимающими. Суммиру сь по внешней стороне со сжимающими наведенными остаточными напр жени ми , показанньоми на эпюре 4 (фиг. 5) раст гивающие технологические напр жени  уменьшают свою величину. налогично по внутренней стороне сжиающие напр жени  изгиба уменьшены за счет раст гивающих остаточных напр жений.

Суммарна  величина напр жений еньше, чем напр жений изгиба. Это озвол ет давать большие, чем в слуае отсутстви  остаточных напр жений , деформации. Если величина остаточных напр жений, наведенных в трубе , значительна, то труба 8 под ействием остаточных напр жений сразу после сн ти  нагрузки воло гени  изогнетс . В изогнутой трубе со стооны центра кривизны существуют остаточные снимающие напр жени . -С внешней стороны трубы-заготовки действуют раст гивающие остаточные напр ени .

Теплообменна  труба 8 в виде обоочки 9, посаженной с нат гом на сердечник 10 с радиально расход щиис  ребрами 11, после неравномерной деформации волочени  имеют в оболочке 9 остаточные напр жени 

соответствующие круглой гладкой трубе , а в сердечнике 10 - остаточные напр жени  противоположного знака.

Оболочка 9 плотно охватывает сердечник 10, и ребра 11 последнего преп тствуют осевому перемещению. Дл  изгиба трубной заготовки 8 на:вивкой заготовку закрепл ют хомутом 17 так, чтобы центр кривизны исходной трубной заготовки В с радиусоМ кривизны R и центр кривизны барабана 15 с радиусом R/i находились по разные стороны от трубы 8. При изгибе теплообменной трубы 8 остаточные напр жени , действующие в оболочке, уменьшают напр жени ,возникающие при изгибе в ребрах сердечника . Это позвол ет уменьшить радиус гиба, а также снизить упругое пружинение между витками спирали в готовом изделии.

Способ примен ют при изготовлении спиральных теплообменников из труб с наружным диаметром 20 мм и толщиной стенки 1,5 мм. Материал труб нагартованна  медь. Сердечником служат профили, имеющие дес ть ребер с толщиной 1,2 мм, расход щиес  от центрального  дра диаметром 5 мм. Изгиб произвели в спирали с внутренним диаметром { диаметр барабана) 600,300 и 100 мм. Исходна  длина трубы составл ет около 7000 мм. Изгибу подвергают трубы по предложенному способу и трубы без специально наведенных остаточных напр жений. После изгиба в спираль контрольные образцы разрезают. На срезах изучают геометрию сердечников и оболочек Трубы, изогнутые по предлагаемому способу, имеют неискаженную правильную геометрию поперечного сечени .

Р

I

/УУУУ/хП /////хУ/хууУ/ТТ

М

плотный контакт всех ребер. Потери устойчивости рёбер не наблюдаетс .

В трубах, заготовки которых не имеют наведенных остаточных напр жений , наблюдаетс  нарушение геометрии поперечного сечени , потер  устойчивости ребер, неплотный-контакт ребер и оболочки.

Технико-экономическа  эффективность способа определ етс  тем, что теплообменные трубы, изогнутые по предлагаемому способу, используютс  в уникальных теплообменниках большой мощности. Экономический зффект от использовани  труб в виде спиралей составл ет несколько сот тыс ч рублей .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ гибки труб, включающий операцию предварительного формировани 

   0 исходной кривизны у трубчатой заготовки с созданием неравномерных по очагу условий трени  и последующий изгиб ее в сторону, обратную исходной кривизне, отличаю «ий5 с   тем, что, с целью повышени  экономичности процесса при гибке длинномерных труб, формирование исходной кривизны осуществл ют путем линейного волочени , а создание неравно0 мерных по очагу условий трени  неравномерным нанесением смазки на трубную заготовку.

   Источники ин(К РмаЦии,

   5 прин тые во внимание при экспертизе

   1, Гальперин Л.И. Машины и оборудование дл  гнуть  труб. М.,Машиностроение; 1967, с.7, 76-77 (прототип ) .

   А-А t3 7

   9

   f-f

   fr

   IB

   ui.8 yj

   II I

   InoSepjiijtrio

   2ZZZZZZ222

   Pui.ti OU31.22 осун.