Способ изготовления оболочек с гофрами

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при производстве гибких металлических трубопроводов большого диаметра. Цель - повышение качества готовых изделий.В процессе формообразования оболочки плоскость осей вращения профилирующих роликов смещают относительно оси поперечного сечения оболочки в направлении, обратном движению ленты. Смещение определяют по расчетной математической зависимости. Условная точка контакта каждой пары профилирующих роликов в процессе формообразования оболочки всегда остается на исходном контуре заготовки. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я) s B 21 С 37/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4803780/27 (22) 16.01.90 (46) 15.04.92, Бюл, М 14 (71) Уральский филиал Научно-исследовательского института технологии и организации производства двигателей (72) А.Г.Беляков и M.Е,Прохоров (53) 621.981.1(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

hL 152640, кл. В 21 С 37/12, 1963. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОБОЛОЧЕК

С ГОФРАМИ

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может бь,ть использовано при производстве металлорукавов большого диаметра (ДуЯОО мм).

Известен способ изготовления гофрированных труб из профилированной ленты путем намотки ее на вращающийся барабан, ось вращения которого установлена наклонно к оси вращения подающих роликов.

Недостатком известного способа является низкое качество получаемых труб из-за недостаточной герметичности замкового соединения отдельных витков.

Известен способ изготовления спиральной трубы из предварительно гофрированной металлической пблосы, которая сначала профилируется, а за гем навивается на оправку с последующим образованием замкового шва путем протягивания обрабатываемой заготовки через неподвижный комплект матрицы и пуансона.. Ж 1726084 А1 (57) Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при производстве гибких металлических трубоп ро водо в бол ь шого диаметра. Цел ь— повышение качества готовых изделий.В процессе формообразования оболочки плоскость осей вращения профилирующих роликов смещают относительно оси поперечного сечения оболочки в направлении, обратном движению ленты. Смещение определяют по расчетной математической зависимости. Условная точка контакта каждой пары профилирующих роликов в процессе формообразования оболочки всегда остается на исходном контуре заготовки, 2 ил.

Недостаток способа — низкое качество получаемой гофрированной оболочки из-за невозможности полной синхронизации подачи в зону обжима внутреннего сердечника и наружной оболочки.

Известен способ изготовления гофрированной трубы с двумя и более стенками, при котором две или более профилированные полосы наматывают на оправку с необходимым смещением, а края полос после намотки сваривают между собой внахлест.

Недостатком известного способа является низкое качество гофрированных труб вследствие их повышенной жесткости, которая неизбежно возникает при сварке многослойных гофрированных оболочек.

Наиболее близким к изобретению является способ изготовления гибких шлангов, изготавливаемых из металлической ленты, которая профилируется в нескольких парах формующих роликов, расположенных под углом к оси заготовки, изгибается вокруг

1726084 формующей втулки и сваривается по краям с помощью сварочного ролика, встроенного в формующую втулку, Недостатком известного способа является низкое качество металлорукавов из-за недостаточной прочности гофров вследствие утонения материала в вершинах гофр, Неравномерное распределение толщины гофр связано с неравномерностью изгибных деформаций при профилировании и зависит от сложности конфигурации профиля и компоновки профилирующего узла, Цель изобретения — повышение качества металлорукавов, Указанная цель достигается тем, что согласно способу изготовления оболочек с гофрами, включающему операции последовательной формовки гофрированного профиля и гибки профиля на заданный радиус с последующей сваркой отдельных витков между собой, формовку профиля начинают на линии, смещенной относительно оси поперечного сечения оболочки на величину, которую определяют по следующему выражению;

1 = R sin а-(с+ r) sinP+ a, где R — фактический радиус кривизны изгибаемого профиля на выходе из формующего устройства; с — допустимое радиальное отклонение фактической формы оболочек от заданной по чертежу;

r — радиус оболочки, заданный по чертежу; а — угол между линией действия силы, изгибающей заготовку, и вертикальной плоскостью, параллельной продольной оси рукава и проходящей через линию начала изгиба профиля;

P — угол между линией действия упомянутой силы и плоскостью поперечного сечения оболочки; а — расстояние между двумя вертикальными плоскостями, одна из которых проходит через линию начала формовки профиля, а другая — через линию начала изгиба профиля.

На фиг,1 изображена схема устройства для реализации способа изготовления металлорукавов; на фиг,2 — схема формовки гофрированной оболочки в гибочном устройстве.

Устройство для изготовления металлорукавов большого диаметра содержит станину 1 и смонтированные на ней профилирующие ролики 2, гибочные ролики 3 и опорные ролики 4, сварочную головку 5, вводную проводку 6, разматыватель 7 и узел привода 8.

Изготовление металлорукавов происходит следующим .образом.

Плоская металлическая лента 9 из разматывателя 7 попадает во вводную проводку 6 и первую пару профилирующих роликов

2, приводимых во вращение от привода 8.

Далее по ходу движения лента попадает в гибочное устройство 1-й клети (ролики 3 и

10

4), затем в последующих клетях конфигурация профиля постепенно усложняется, в результате чего увеличивается высота профиля и соответственно момент сопротивления изгибу. Наконец, в последней кле15 ти формовка профиля заканчивается, и он приобретает форму и размеры, заданные чертежом. На 2-ом витке кромки гофрированного профиля свариваются внахлест непрерывной контактно-роликовой сваркой в

20 сварочной головке 5. Таким образом, из форму.ощего устройства станка непрерывно выходит готовая оболочка с гофрами, расположенными по винтовой линии. Однако в гибочном устройстве любой клети профилированная лента получает кривизну, несколько отличающуюся от кривизны профиля, заданной по чертежу (например, на величину С, см. фиг.2), так как отформованный профиль после каждой клети выходит

30 ти были смещены относительно оси поперечного сечения оболочки в направлении, обратном движению ленты, на величину L =

48 мм. Кроме того, профилирующие ролики были установлены на планшайбе станка таким образом, чтобы точка касания профилиобязательно по касательной к гибочному ролику вследствие его поперечной жесткости, поэтому для обеспечения плавного и беспрепятственного вхождения профиля в каж35 дое гибочное устройство необходимо плоскость осей профилирующих роликов сместить против хода движения ленты на определенную расчетную величину, обеспечивающую минимальное отклонение

40 фактической формы профиля от формы, заданной чертежом.

Пример. Был спроектирован и изготовлен опытный станок для навивки рукавов

Ду=320 мм из ленты толщиной S = 0 25 мм.

45 Профилирование ленты осуществлялось последовательно в четырех парах профилирующих роликов, равномерно установленных по окружности на планшайбе станка (фиг.1), Диаметр профилирующих роликов

50 Дn,p.=120 мм, диаметры опорных и гибочных роликов Дг.р- 40 мм, Установочные углы ай/3гибочного ролика равны 25 и 30 соответственно (фиг.2). При этом плоскости осей профилирующих роликов в каждой кле1726084

50

55 рующих роликов в любой момент формовки находилась на исходном контуре заготовки. Проведенные расчеты показали, что максимальное отклонение от заданной формы профиля составило 6 мм на диа- 5 метре Ду = 320 мм, т.е. менее 4 ф (фактическое отклонение 5 мм). Расчеты также показывают, что, если не обеспечить смещение профилирующих роликов (L = О), то отклонение от заданной формы профиля 10 при тех же размерах инструментах и параметрах настройки станка составит уже 19 мм, что в 3 раза превышает допустимую величину и неприемлемо для производства.

Реализация указанного способа позво- 15 ляет уменьшить металлоемкость станка на

60 за счет совмещения узлов профилирования и свертки в одном агрегате, а также уменьшить в 2 — 3 раза линейные габариты и производственные площади, занимаемые 20 станком.

Кроме того, во всех известных способах изгиб профиля приводит к большим энергетическим затратам и сопровождается возникновением больших деформаций и 25 появлением волнистости, приводящих к браку изделия. По предлагаемому способу профилирование и изгиб профиля ведутся одновременно, причем деформации, получаемые при гибке профиля в каждой клети, 30 в и раз меньше, чем деформации, получаемые при гибке полного профиля (п — число клетей), Соответственно в меньшей степени и упрочняется металл в результате изгиба, что позволяет сохранять пластические свой- 35 ства материала и облегчает условия деформирования в последующих клетях, Формула изобретения

Способ изготовления оболочек с гофрами, расположенными по винтовой линии, иэ плоской металлической ленты, включающий операции последовательной формовки гофрированного профиля и гибки профиля на заданный радиус с последующей сваркой отдельных витков между собой, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения качества готовых иэделий, формовку профиля начинают на линии, смещенной относительно оси поперечного сечения оболочки на величину, которую определяют по следующему выражению:

L = R э! и а(с + г) sin P+ a, где R — фактический радиус кривизны изгибаемого профиля на выходе из формующего устройства; с — допустимое радиальное отклонение фактической формы оболочек от заданной по чертежу;

r — радиус оболочки, заданный по чертежу; а — угол между линией действия силы, изгибающей заготовку, и вертикальной плоскостью, параллельной продольной оси рукава, и проходящей через линию начала изгиба профиля;

P — угол между линией действия упомянутой силы и плоскостью поперечного сечения оболочки; а — расстояние между двумя вертикальными плоскостями, одна из которых проходит через линию начала формовки профиля, а другая — через линию начала изгиба профиля.

1726084 илЯ

Составитель А.Беляков

Техред М.Моргентал Корректор В.Гирняк

Редактор Н.Швыдкая

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 1228 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5