Способ гибки змеевиков и устройство для его осуществления

 

Использование: в атомном машиностроении при производстве длинномерных змеевиков теплообменник аппаратов. Сущность изобретения: способ гибки змеевиков заключается в том, что гибку ведут в две стадии, на каждой из которых равномерно поворачивают на 90° участок заготовки, заключенной между точками приложения изгибающих нагрузок, При этом поворот на 90° ведут в соответствии с соотношениями линейно-круговой интерполяции. Поворот точек приложения изгибающих нагрузок ведут со скоростью, равной скорости относительного вращения концов заготовки. При повороте участка заготовки одновременно контролируют соответствие перемещений точек приложения усилий силового сжатия с длинами формируемых дуг, пропорционально изменяя величину соответствующего усилия осевого сжатия. 2 с. и 1 з.п.ф-лы, 11 ил. (Л С

со аз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 В 21 D 7/024

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

BEJOVCTBO СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ "" ""и "".

К ПАТЕНТУ с - .,- - Щ. (21) 4663087/27 (22) 13,12,88 (46) ¹05,93. Бюл. гл 17 (71) Научно-производственное объединение

"Атомкотломаш" и Производственное обьединение "Красный котельщик" (72) B.È,Ñeðeäà, Н.И,Настенко, В,П.Стоякин, В.В,Боганский и Г,И,Левченко (73) Научно-производственное объединение

"Атомкатломаш" (56) Авторское свидетельство СССР

М 935162, кл. В 21 0 7/024, опубл. 15.06,82. (54) СПОСОБ ГИБКИ ЗМЕЕВИКОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Использование: в атомном машиностроении при производстве длинномерных weевиков теплообменных аппаратов.

Сущность изобретения: способ гибки змееИзобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к гибке труб или прутков, и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства, в частности в атомном машиностроении при прозводстве длинномерных змеевиков теплообменных аппаратов.

Целью изобретения является разработка способа и устройства, обладающих более широкими функциональными возможностями при одновременном повышении качества гибки.

Поставленная цель достигается тем, что, в способе гибки змеевиков на двух полушаблонах с осевым сжатием и одновременным формированием двух гибов, при котором закрепляют заготовку на полушаблонах так, чтобы точки приложения нагрузок

„„. Ж„, 1814575 АЗ виков заключается в том, что гибку ведут в две стадии, на каждой из которых равномерно поворачивают на 90 участок заготовки, заключенной между точками приложения изгибающих нагрузок, При этом поворот на

90 ведут в соответствии с соотношениями линейно-круговой интерполяции, Поворот точек приложения изгибающих нагрузок ведут со скоростью, равной скорости относи-, . тельного вращения концов заготовки, При повороте участка заготовки одновременно контролируют соответствие перемещений точек приложения усилий силового сжатия с длинами формируемых дуг, пропорционально изменяя величину соответствующего усилия осевого сжатия. 2 с. и 1 з.п.ф-лы, 11 ил. были расположены с противоположных сторон заготовок относительно ее продольной оси на расстоянии, определяемом иэ геометрии змеевика, и затем создают в заготовке изгибающие усилия путем приложения к ней изгибающих нагрузок, точки приложения которых совершают поворот по траекториям, соответствующим формируемым гибам, при непрерывном уменьшении расстояния между точками приложения изгибающих нагрузок на величину сформированных дуг, усилия осевого сжатия прикладывают к каждому изгибаемому участку заготовки противоположно друг другу в направлении точек приложения изгибающей нагрузки, -располагая точки приложения усилий осевого сжатия за точками приложения изгибающей нагрузки, 1814575

50 при этом гибку ведут в две стадии; в каждой из которых равномерно поворачивают на

90 участок заготовки, заключенный между точками приложения изгибающих нагрузок, перемещая при этом участок заготовки, расположенный между ее началом и первой по ходу технологического процесса точкой приложения нагрузок, перпендикулярно оси заготовки, а участок, расположенный между последней по ходу технологического процесса точкой приложения нагрузки и концом заготовки — по оси заготовки, причем одновременное перемещение соответствующих участков заготовки по оси заготовки, перпендикулярно ей, поворот на

90, ведут в соответствии с соотношениями линейно круговой интерполяции, при этой поворот точек приложения изгибающих нагрузок ведут со скоростью, равной скорости относительного вращения концов заготовки и, кроме того, при выполнении поворота участка заготовки одновременно контролируют соответствие перемещений точек приложения усилий осевого сжатия с длинами формируемых дуг, пропорционально изменяя величину соответствующего усилия осеaoro сжатия, Кроме того, после завершения первой стадии заготовку освобождают, изменяют расстояния между точками приложения нагрузки, затем вновь закрепляют на полушаблонах, прикладывают нагрузки и создают усилие осевого сжатия.

Для перемещения участков заготовки в соответствии с соотношениями линейнокруговой интерполяции используют изменение характеристик вращающегося на координатной плоскости радиус-вектора R, выдерживая при перемещении участков по оси заготовки и перпендикулярно ей приращения Л Х, Л Y их положений равными соответствующим приращениям Ж4,Ь Ry проекций R>, йу вектора R и одновременно осуществляя поворот участка, заключенного между точками приложения изгибающих нагрузок, в направлении, противоположном вращению радиус-вектора и на угол Л р, равный приращению Ар<, угла поворота радиус-вектора R. Причем первоначально заготовку закрепляют на полушаблонах, определив центры формирования гибов заготовки, рассчитанные из геометрии.эмееВИКа, В ПОЛОЖЕНИЕ Хн1 Y н1, яВЛяЮщИЕСя координатами конца радиус-вектора R, врашающегося в первой стадии вокруг точки с координатами, определяемыми радиусами гибов змеевика

Ж вЂ” Л

Хц1 = 4 (йг1 + йг2) Уц1 — 4(йг1 + йг2) 5 I0

35 в направлении, например, против часовой стрелки от положения Хн, У» до положения

ХК1, УК2, при котором вектор поворачивается на 90, а во второй стадии центры формирования гибов перемещают от положений

Хн2 = (йг1+йг2) Ун2=(4 + д (йг1+йг2))

Л являющихся координатами конца радиусвектора R, вращающегося во второй стадии вокруг точки с координатами

Хц2 = — д {йг1+йг2), Уц2 = д (йг1+йг2)

Л X

От ПОЛОжЕНИя Хн2, Ун2 дО ПОЛОжЕНИя, ОПрвделяемого длиной прямого участка змеевика и радиусами гибов

Хк2 = 1-, Ук2 = {йг1+йг2).

При этом при гибке змеевиков серпантинного типа координаты центров формируемых гибов первоначально устанавливают

Хн1 = -(4 + Л{йг1+ йг2)), Ун1 = (Rr1+ Rr2) а конечное положение центров формируемых гибов первой стадии является началь- ным для второй

Хк1 = Хн2 = (Rr1+Rr2) Ук1 = Ун2 = (-+ (Rr1 + Rr2)).

При гибке змеевиков, имеющих только нечетные П-образные участки длиной I1, координаты центров формируемых гибов первоначально устанавливают

Хн1 = (+ I+ Л (йг1 + йг2)), Ун1 = {Rr1+ Rr2)а после окончания первой стадии конец заготовки, перемещающийся по оси Y осеобождается от нагрузки и центр формирования гиба перемещается по оси Y

На ВЕЛИЧИНУ l1 В ПОЛОЖЕНИЕ Ун2 = (4+ т(йг1

Л

+ йг2)), заготовкУ закРеплЯют на полУшаблоне и создают осевое сжатие; конечное положение Х» центра формируемого гиба, перемещающегося на оси Х, является начальным ДЛЯ втоРой стаДии Хн2.

При гибке змеевиков, имеющих только четные П-образные участки длиной I2 для центров формирования гибов первоначально устанавливают с координаты

Хн1 = -(1 + IZ+ Л(йг1+ Rr2)) Y„1 =(Rr1+

Rr2) а после окончания первой стадии конец заготовки, перемещающийся по оси Х освобождают от нагрузки и перемещают по оси

Y на величину 12, при этом координатами центра формирования гиба устанавливают

Y. =-(+ >(Rr>+Rr2)).

Л заготовку закрепляют на полушаблоне Х, создают осевое сжатие

При гибке змеевиков; имеющих четные и нечетные П-образные участки, первоначально устанавливают заготовку, чтобы цен1814575 тры формирования гибов были в положении

0 н1 = (-+ l1 + 2 + 7т(нг1+ Rr2)j, Ун1 =

=(йг1+ Ra). а после окончания первой стадии конец заготовки, перемещающийся по оси Х. освобождают от на грузки и заготовку перемещают на величину 12, производят закрепление заготовки; конец заготовки, перемещающийся по оси У, освобождают от нагрузки и перемещают по оси Y на величину 1, в положение, при котором у центра формирования гиба координата Y = -(L +

Л

+ (R ) + R 2)), заготовку закрепляют на полушаблоне, создают осевое сжатие и производят операции второй стадии.

Поставленная цель достигается также тем, что устройство для гибки змеевиков, содержащее полушаблоны, установленные на суппорте и каретке, имеющих возможность перемещения по взаимно перпендикулярным направлениям, гибочные и калибрующие ролики, привод перемещения полушаблонов по направляющим, прижимы для фиксации заготовки на полушаблонах с приводами, управляющее: устройство и механизмы осевого сжатия с датчиками; имеющими приводы разжима, снабжено вторым приводом линейного перемещения полушаблонов, двумя приводами поворота гибочных и калибрующих роликов, двумя датчиками положения полушаблонов по линейной координате, датчиком положения гибочного и калибрующего роликов первого полушаблона по повороту, причем каждый из полушаблонов связан с соответствующими ему приводом с датчиком, а управляющее устройство выполнено в виде блока числового программного управления с линейно-круговой интерполяцией, входы которого подключены к выходам датчиков положения по линейным координатам, полушаблонов и повороту гибочного и калибрующего роликов первого полушаблона, первый, второй и третий выходы — к первым входам соответственно приводов линейного перемещения первого и второго полушаблонов и поворота гибоч ного и калибрующего роликов первого полушаблона; в четвертый, пятый, шестой и седьмой выходы соответственно к приводам первого и второго прижимов, первому и второму приводам для перемещения гибочных и калибрующих роликов, параллельно второй направляющей одних роликов на суппорте, других — на каретке, кроме того, выход каждого датчика положения подключен через введенные преобразователи частоты следо5

55 вания импульсов в напряжение к вторым входам соответствующего ему привода перемещения, а выход датчика положения по повороту гибочнога и калибрующего роликов первого полушаблона подан на вход привода поворота гибочного и калибрующего роликов полушаблона, зажимы механизмов осевого сжатия снабжены приводами перемещения и датчиками положения зажимов относительно гибочных и калибрующих роликов, а также соответствующими блоками управления, первые входы которых подключены одновременно к выходу датчика положения гибочного и калибрующего роликов первого полушаблона, вторые входы — к выходам соответствующих датчиков положения зажимов, а выходы — к приводам зажимов, входы управления которых подключены к восьмому и десятому выходам устройства управления, а приводы раэжима зажимов — к десятому и одинадцатому выходам устройства управления, при этом каждый блок управления содержит реверсивные счетчики, подключенные через цифроаналоговые преобразователи к первому и второму входам суммирующего устройства, третий и четвертые входы которых подключены к выходам датчика давления и эадатчика усилия сжатия, выход суммирующего устройства подключен к входу управления регулируемого дросселя, подключенного к выходу дросселя, являющегося выходом управления и соединяющего привод зажима с источником давления, вход датчика давления также соединен с выходом дросселя, при этом входы реверсивных счетчиков являются входами блока управления.

На фиг,1 приведена функциональная схема устройства; на фиг.2 — 5 алгоритмы работы устройства управления; на фиг.б — типы изготавливаемых змеевиков: а) серпантинного типа; б) имеющего нечетные

П-образные участки; в) имеющего четные

П-образные участки; r) имеющего четные и нечетные П-образные участки; на фиг.7 — 11 — последовательное расположение центров полушаблонов и заготовки в процессе гибки: на фиг.7 — начальной установки, на фиг,8 — окончание первой стадии; фиг.9,10 — установка полушаблона и заготовки между стадиями при изготовлении змеевика, имеющего четные и нечетные П-образные участки; на фиг.11 — конечное положение, Устройство для гибки змеевиков содержит гибочные полушаблоны 1 и 2, смонтированные на суппорте 3 и каретке 4, имеющих возможность перемещения во взаимно перпендикулярных направляющих 5 (ось Х) и (ось Y). Приводы 7, 8 (например, с тиристорным управлением, предназначенные для

1814575 обеспечения перемещения полушаблонов посредством суппорта 3 и каретки 4 по направляющим, подключены первыми входами к первому и второму выходам управления следящими приводами(по координате X и У соответственно) устройства 9 управления в виде программно-управляемого блока, выбранного из условия обеспечения возможности контурного управления следящими приводами с линейно-круговой интерполяцией и дискретными приводами (напрмер, УЧПУ 2С42-65-04).

Датчики 10, 11 положения по линейной координате (например, BE-178) полушаблонов 1 и 2 соответственно на координатной плоскости связаны с соответствующими приводами 7 и 8.

Выходы датчиков 10, 11 подключены: датчика 10 к первому, датчика 11 к второму входам приема сигналов от фотоимпульсных датчиков по координатам У, X соответственно устройства 9 управления и, кроме того, через преобразователи частоты следования импульсов в напряжение соответственно 12 и 13 (выполненных, например на аналоговом перемножителе КР 525ПС2А и двух операционных усилителях КР 140 УД8, триггерах К561КТЗ, К561ТМ2, элементах — И

ИЛИ вЂ” HE К561 ЛА7) к вторым входам приводов 7 и 8 соответственно.

Платформы 14 и 15, также смонтированные на суппорте и каретке, имеют возможность поворота вокруг осей вращения полушаблонов 1, 2 под действием приводов

16, 17 соответственно.

Привод 16 (например, тиристорый

ЭПУ1-2 с двигателем ЭПФ) подключен к третьему выходу устройства 9 управления (выходу управления следящим приводом по координате 2).

Привод 17 представляет собой, например, шаговый ШД-5М с гидравлическим усилителем и блоком управления БУШ). Датчик

18 положения по повороту платформы 14 связан с приводом 16 и представляет собой, например, фотоимпульсный датчик ВЕ-178.

Выход датчика 18 подключен к третьему входу приема сигналов от фотоимпульсных датчиков (по координате Z устройства управления 9 и, кроме того, через преобразователь 19, выполненный аналогично преобразователю 12, к второму входу привода 16, а также (для обеспечения синхронизации поворота платформы 14, 15) к входу привода 17.

Полушаблоны 1, 2 имеют первый 20 и второй 21 прижимы, предназначенные для фиксации заготовки 22 на соответствующих полушаблонах 1 и 2, (Нагрузка для обеспечения закрепления заготовки на полушаблоне). Прижимы оснащены приводами 23, 24 (например, электромагнитными с гидравлическим усилителем и пружинным возвратом), подключенные через усилители

5 (выполненные на элементах И406, на фиг. не показаны) с четвертым и пятым выходами управления дискретными приводами устройства управления.

В устройстве содержатся первый и вто10 рой гибочные и калибрующие ролики 25, 26, установленные на платформах 14, 15 соответственно, с возможностью как вращения вокруг собственных осей, параллельных осям полушаблонов, так и перемещения

15 перпендикулярно продольным осям платформ, причем калибрующие ролики установлены так, что ось, проходящая через ось вращения ролика в направлении перемещения ролика, проходит одновременно через

20 ось вращения соответствующего полушаблона, а гибочные ролики (с помощью которых обеспечивают изгибающую нагрузку) находятся (т.е. точки приложения изгибающей нагрузок) на некотором расстоянии от

25 калибрующих, определяемом из обеспечения усилия гибки заготовки (например, 100 мм для гибки заготовки с максимальным диаметром до 50 мм и толщиной стенки до 4 мм).

30 Приводы 27, 28 соответствующих роликов 25, 26 выполйены аналогично приводам

23, 24 и предназначены для обеспечения перемещения в направлении, перпендикулярном продольной оси платформ. Приводы 27, 35 28 подключены соответственно к шестому и седьмому выходам устройства 9 управления (выходам управления дискретными приводами).

Платформы 14, 15 снабжены механиз40 мани осевого сжатия,представляющими зажимы 29, 30, установленные на платформах с возможностью перемещения вдоль платформы, причем ось, вдоль которой перемещается зажим, находится от оси полушаблона

45 на расстоянии, равном радиусу соответствующего полушаблона, за>кимы 30 снабжены приводамя31, 32 для перемещеня в продольном направлении, например гидроцили ндрачи,ямеющчнигидрорасп ределяте и

50 электрическим управлением и пружинным возвратом и усилители на элементах И406.

Приводы 31, 32 связаны с датчиками 33, 34 положения, например BE-178, а входы управления приводов подключены к восьмому

55 и девятому выходам устройства 9 управления. Кроме того, зажимы 29. 30 имеют соответственно приводы 35, 36 разжима зажимов, выполненные, например, аналогично приводам 23. 24, и подключенные к

1814575

10 десятому, одиннадцатому и двенадцатому выходам устройства 9 управления, В устройстве, кроме того, имеется два блока 37, 38 управления, первые входы которых подключены одновременно к выходу 5 датчика 18, вторые входы блоков управления подключены к датчикам 33, 34 соответственно. Блок 37 управления содержит реверсивные счетчики 39, 40 (выполненные, например, на микросхемах К561Е15), входы 10 которых являются первыми и вторыми входами блока управления.

Выходы счетчиков через цифроаналоговые преобразователи 41, 42, .выполненные, например, на микросхемах К594ПА1, под- 15 ключены противофазно к первому и второму входам суммирующего устройства 43 (в качестве суммирующего устройства 43 может быть использован, например, усилитель мощности электронный УМЭ-100). Третий и 20 четвертый входы суммирующего устройства подключены противофазно к задатчику 44 усилия сжатия и датчику 45 давления.

Задатчик усилия сжатия вы пол не н, н апример, в виде регулируемого источника на- 25 пряжения, а датчик 45 давления, например, с электрическим выходом типа "САПФИР", Выход суммирующего, устройства 43 подключен к регулируемому дросселю 46, выполненному, например, на усилителе 30 электрогидравлическом следящем типа

УЭ ГС.

Выходом блока управления является гидропривод 47, соединяющий привод 31 через дроссель 48 с источником давления 35 (на фиг.не показан), например, с гидростанцией. Дроссель 48 выбирается из условия обеспечения необходимого расхода рабочей жидкости, обусловленного перемещением зажима в процессе гибки при 40 необходмом давлении осевого сжатия. К гидропрорду 47 подключены также датчик

45 давления и регулируемый дроссель 46 со сливным баком (на фиг. не показан) гидростанции. " 45

Блок 38 управления выполнен аналогично блоку 3. Выход блока 38, которым является гидропривод блока 3, подан к приводу 32.

Процесс гибки змеевика с помощью 50 .предлагаемого устройства для гибки змеевиков осуществляется следующим образом.

Предварительно данные о геометрии змеевика заносятся, например, с помощью клавиатуры в память устройства 9 управления. На задатчике 44 усилия сжатия устанавливается выходной сигиan, равный выходному сигналу датчика 45 давления при условии осевого сжатия, обеспечивающего качественную гибку (определяется экспериментал ьно).

Аналогично выставляется усилие сжатия на задатчике блока 38.

Затем выполняется операция начальной установки полушаблонов 1, 2.

Работа устройства приведена одновременно с пояснением на конкретном примере.

При гибке змеевиков, имеющих четные и нечетные П-образные участки (фиг.6) с длиной прямолинейного участка L = 10000 мм, длиной прямолинейных частей П-образных участков I i = 300 мм, ig = 400 мм и радиусами гибов Rr> = 100 мм, Rz = 200 мм соответственно (например, из заготовки трубной плети, состоящей из труб диаметром

50 мм, толщиной стенки 4 мм, материал

12Х1МФ).

Полушаблон 1„центр которого является центром первого формируемого гиба, устанавливают в положение Ун = Rr1+ Rr2 = ЗОО мм (фиг.7). Для этого задают с помощью клавиатуру координату У 1 =300 мм и включают ее отработку, При этом привод 7 отрабатывает задание по положению и скорости (например, 16000 ммlмин), поступающее с первого выхода устройства 9 управления на первый вход привода 7. Положение полушаблона 1 контролируется датчиком 10, выходной сигнал которого поступает на первый вход устройства 9 управления, Преобразователь 12 преобразует частоту следования импульсов с датчика при перемещении полушаблона 1 в сигнал, пропорциональный этой частоте, а следовательно, скорости. Это обеспечивает обратную связь по "êîðîñòè перемещения, поступающую на второй вход привода 7, Затем в начальное положение устанавливается полушаблон 2 (центр которого совпадает с центром второго формируемого гиба) (фиг,7). Для этого с помощью клавиатуры задается координата

Хи1 =- -Jl + l1 + l2+ (Rr1+ Rr2)j = (10000

++300+ 400+3, 14 300) = 11642 мм и включается ее отработка, При этом привод отрабатывает задание по положению и скорости перемещения в это положение, поступающее с второго входа .устройства управления. Положение полушаблона 2 контролируется датчиком 10, выходной сигнал которого поступает на вторсй вход устройства 9 управления. Преобразователем 13 преобразуется скорость измененщ выходного сигнала датчика 11 при перемещении полушаблона 2 в сигнал, пропорциональный этой скорости, Это обеспечивает обратную связь с приводом 8 и сигнал обратной связи поступает на его второй вход.

1814575

Затем выставляют заготовку 22 относительно полушаблона 1 с помощью механизмов перемещения (на фиг, не показано) на расстоянии по оси Х = L (т,е. на расстоянии

10000 мм для конкретного примера).

Фиксируют заготовку на полушаблонах с помощью прижимов 20, 21 по сигналам нулевого уровня на приводы 23, 24 с четвертого и пятого выходов устройства 9 управления (фиг.2), Подводят калибрующие и гибочные ролики 25, 26 к заготовке 20 по сигналам нулевого уровня на приводы 27, 28 с шестого и седьмого выходов устройства 9 управления. Зажимают заготовку 22 зажимами 29, 30 по сигналам нулевого уровня на приводы 35, 36 с десятого и одиннадцатого выходов устройства 9 управления. Создают осевое сжатйР заготовки в зонах гибки по сигналам нулевого уровня на входы управления приводов 31, 32 с восьмого и девятого выходов устройства 9 управления. При этом гидропроводы 47 блоков 37, 38 управления соединяются с рабочей полостью гидроцилиндров приводов 31, 32. Рабочая жидкость (на фиг. не показано) поступает от гидростанции через дроссели 48 в рабочую полость гидроцилиндров приводов 31, 32, При этом давление в гидропрводах 47 возрастает.

Под действием давления приводы 31, 32 сжимают заготовку 22 в зонах гибки. При достижении давлением уровня заданного усилия осевого сжат@выходной сигнал датчика 45 давления достигает уровня выходного сигнала задатчика 44. При дальнейшем повышении давления уровень выходного сигнала датчика 45 начинает превышать уоовень сигнала задатчика 44.

При этом на выходе суммирующего устройства 43 появляется сигнал, приоткрывающий регулируемый дроссель 46, и рабочая жидкость из гидропривода сбрасывается через дроссель 46. Это обеспечивает снижение давления до заданного уровня, Аналогичный. процесс происходит и в блоке 38, Затем производят первую стадии гибки.

При этом одновременно перемещают полушаблоны 1, 2 из положений

Хн2 = -(+ 11+ 12+ (Rr1+ Rr2)) = 11642 мм, Ун1 = Rrl + Rr2 = 300 мм, в положения

Хк1 Яг1+ Rr2) = -300 мм, Ук1 = -(1- + 11 + !2 + K/2 (Rrl + Rr2)) =

=-1 11 171 мм и поворачивают калибрующие гибочные ролик 25, 26 вокруг полушаблонов 1, 2 относительно первоначального положения на 90О.

Управление перемещениьг полушаблонов 1, 2 гибочных и калирующих роликов осуществляют, используя изменение характеристик радиус-вектора R, вращающегося

5 против часовой стрелки на координатной плоскости с координатапи центра вращения

Хц1 =- Л /4 (Яг1 + Rr2) = -235,5 мм, Уцl = Ю/4 (Rr1 + Rr2) = 235,5 мм из начального положения

10 Хн1=-(1 + Il+ I2+ 1г/4 (Rrl+ Rr2))=-11642

Унl =- Rrl + Rr2 = 300 мм до конечного положения

Хк1 = (Вг1 + Rr2) = 300 мм, 15 Укl = ((-+ 1+ 12+К/2 (Rrl + Rr2)) = -11171

Перемещение полушаблонов ведут таким образом, чтобы приращения положений

hX, AY полушаблонов были равны прира20 щениям проекций ЛВх, ARy радиус-вектора R на оси Х, У, а калибрующие и гибочные ролики поворачивают так, чтобы приращение угла поворота Арр роликов было равно приращению угла поворота Л рв радиус25 вектора. Величины приращений AX,ËY выбираются из условия обеспечения точности гибки, например 0,5 мм. В процессе гибки контролируют с помощью датчиков 33, 34, реверсивных счетчиков 40, цифроаналого30 вых преобразователей и входных цепей суммирующего устройства 43 (и аналоговых элементов блока 38) перемещение зажимов

29, 30 в направлении гибочных роликов 25, 26, обусловленное навивкой заготовки 20 на полушаблоны 1, 2.

Кроме того, с помощью датчика 18, реверсивных счетчиков 39, цифроаналоговых преобразователей 41 и входных цепей суммирующего устройства 43 (и аналогичных

40 элементов блока 38) контролируют длины сформированных дуг на заготовке 22. Контролируемые величины сравнивают с помощью суммирующего устройства 43 блока

37 (и аналогичного суммирующего устрой45 ства блока 38).

Результат сравнения используют для управления величиной усилия осевого сжатия, уменьшая давление рабочей жидкости и рабочей полости гидроцилиндров 31, 32 с

50 помощью суммирующих устройств 43 и регулируемых дросселей 46 (и аналогичных элементов блока 38), если перемещения превышает соответствующую длину дуги, и увеличивая в противном случае.

Перемещение полушаблонов 1, 2 и поворот гибочных роликов 25, 26 выполняется предлагаемым устройством для гибки змеевиков, в котором при этом в соответствии с алгоритмом устройство 9 управления отра1814575

14 батывает по заложенной в него стандартной программе линейно-круговую интерполяцию, причем в конкретном примере Хн1 =

=11642 мм, Ун = 300 м, 2н = Оо, центром

Хц =.-235,5 мм, Yut = 235,5 в положение, при . котором Х«= -300 мм, У« =11171 мм, Z« =

90о

Выходные сигналы устройства 9 управления поступают на приводы 7, 8, 16.

Обратная связь по положению полушаблонов 1, 2 и гибочных роликов 25, 26 осуществляется датчиками 10, 11, 18. Обратная связь по скорости перемещения осуществляется с помощью преобразователей 12, 13, . 19,преобразующих скорость изменения сигналов датчиков 10, 11, 18 в сигналы, пропорциональные этим скоростям. Выходной сигнал датчика 18, поступающий на вход привода 17 поворота калибрующих и гибочных роликов 26, обеспечивает синхронный поворот роликов 26.

Суммирующие устройства 43 посредством регулируемых дросселей 46 (и аналогичных в блоке 38} уменьшают усилие осевого сжатия, если перемещения зажимов 29, 30 превышают длины сформированHblx дуг радиусами Rr1, Rrz, и увеличивают в противном случае, что предотвращает появление гофров и овалиэации а зонах гибки.

По достижении полушаблонами 1, 2 соответственно координат X« = -300 мм, Y« =

=-11171 мм и одновременно поворота гибочных роликов 25, 26 на 90 первая стадия гибки заканчивается.

Начинается процесс перестановки полушаблонов и заготовки между стадиями.

В соответствии с алгоритмом (фиг.3) на пятом, седьмом, девятом и одиннадцатом выходахустройства 9упрэвления появляются сигналы высокого уровня, обеспечивающие отвод прижима 21, калибрующего и гибочного роликов 26, раэжим зажима 30, отвод зажима 30. Поворачивают прижим 21 на 90 (привод поворота на фиг. не показан).

Затем перемещают заготовку 22 с помощью полушаблона 1 нэ величину 1z (фиг.9, 400 мм а конкретном примере). В конце перемещения полушаблона 1 займет положение

Y = (L + I> + X/2(Ягой + Rrz)) = -10771 мм.

Перемещение производится поступающим в соответствии с алгоритмом сигналом с первого выхода устройства 9 управления на привод 5 с использованием обратной связи с датчиком 10. Закрепляют заготовку 22 на полушаблоне 2, подводят калибрующий и гибочный ролики 26, зажимают зажим 30, создают осевое сжатие по сигналам нулевого уровня с пятого, седьмого, одиннадцатого и девятого выходов устройства 9

50 управления (в соответствии с алгоритмом, приведенным на фиг.3).

Затем следует операция освобождения заготовки 22 от полушаблона 1. При этом на четвертом, шестом, десятом и восьмом выходах устройства управления появляются сигналы высокого уровня, поступакцне на приводы 23, 27, 35, 31 и обеспечивающие отвод прижима 20, калибрующего и гибочного роликов 25, разжим зажима 30, отвод зажима 30. Поворачивают прижим 20 на 90" (привод поворота прижима на фиг. не показан}. Затем перемещают полушаблан 1 на величину 1 (т.е. на 300 мм в конкретном примере, фиг,9). При этом он займет положение Y = -(1 + л/2 (Rr) + йа)) = -10471 мм, При перемещении полушаблона 1 с первого выхода устройства 9 управления (e соответствии с алгоритмом на фиг.4) на вход привода 7 поступает сигнал, обеспечивающий перемещение полушаблона в положение Y = 40471 мм. Обратная связь по положению обеспечивается с помощью датчика 10, по скорости- преобразователем 12, Закрепляют заготовку 22 на полушаблоне 1, подводят ка1брующий и гибочный ролики

25,. нажимают зажим 30, создают осевое сжатие в зоне гибки по сигналам нулевого уровня с четвертого, шестого, десятого и восьмого выходов устройства 9 управления (в соответстыц с алгоритмом на фиг.4). Таким образом, операции по перемещению заготовки и полушаблонов между стадиями завершаются.

Затем начинают вторую стадию гибки, Одновременно перемещают полушаблоны

1, 2 иэ положений

X z = -(Rrl + Rrz) = -300 мм;

Ун2 = -(1- + Л /2(йг1 + Яг2)) = -10471 MM в положение

X„z =- L = 10000 м м, У 2 = -(йг> + Rrz) = -300 мм и поворачивают калибрующие и гибочные ролики 25, 26 относительно положенн,занятого в конце первой стадии,нэ 90 (фиг,10, 11).

Управление перемещением полушаблонов 1, 2 гибочных и калибрующих роликов

25, 26 осуществляют, используя изменение характеристик радиус-вектора R, вращающегося против часовой стрелки на координатной плоскости с координатами центра вращения

Хц2 = л/4 (Яг1 + Rrz) = -235,5 мм, Уц2 = Л/4 (Яг1 + Rrz) = -235,5 мм из начального положения

Хн2 = (Яг1+ Rrz) = -300 мм

Ун2 = QL + X/2 (Яг1 + Rrz)) = -10471 мм

1814575

16 в положение

X г = L = -10000 мм, Укг = (0 1+ Ra) = 300 мм.

Перемещение полушаблонов ведут так. чтобы приращения положения ЛХ, ЛУ полушаблонов, были равны приращениям проекций Л R<, Л Ry радиус-вектора на оси Х, У, Калибрующие и гибочные ролики поворачивают так, чтобы приращение угла поворота Ьрр роликов было равно приращению угла поворота Ар я радиус-вектора, Величины приращений Л Х, Л Y выбираются из условия обеспечения точности гибки, например 0,5 мм. В процессе гибки контролируют (с помощью входных цепей, суммирующих устройств 43 блоков 37, 38, связанных через цифроаналоговые преобразователи 42 блоков 37, 38 и реверсивные счетчики 40 блоков 37, 38 с датчиками 33, 34 блоков 37, 38) перемещения зажимов 29, 30 в направлении гибочных роликов 25, 26, обусловленное навивкой заготовки на полушаблоны 1,2. Кроме того, с помощью входных цепей суммирующих устройств 43, связанных через цифроаналоговые преобразователи 36 и реверсивные счетчики 39 (блоков 37 и 38) с датчиком 18, контролируют длины сформированных дуг на заготовке 22.

В конкретном случае во второй стадии длины дуг Lp>, Lpz изменяются от Lp1-0, Lp2=0 до 1о1= л/4 К1= 78,5 мм, Lpz = u/4 Вг = 157 мм.

Контролируемые величины сравнивают с помощью суммирующего устройства 43, Результат сравнения используют для управления величиной усилия осевого сжатия, уменьшая давление рабочей жидкости в рабочей полости гидроцилиндра 31, 32 с помощью суммирующих устройств 43 и регулируемых дросселей 46, если перемещения превышают соответствующую длину дуги и увеличивая в противном случае.

Перемещения полушаблонов 1, 2, поворот гибочных рликов 25, 26 выполняются предлагаемым устройством для гибки змеевиков, в котором при этом в соответствии с алгоритмом работы устройство 9 управления отрабатывает по заложенной в него стандартной программе линейно-круговую интерполяцию Хра =-300 мм; Унг = -10471 мм: 2нг = 90; центром Хцг = =235,5 мм, Уцг = -235,5 мм; Хкг =- 10000 мм;Укг = -300

Выходные сигналы устройства 9 управпения поступают на приводы 7, 8, 16.

Обратная связь по положению полушаблонов 1, 2 v гибочных роликов 25, 26 осуществляется датчиками 10, 11, 18. Обратная связь по скорости перемещения осуществляется с помощью преобразователей 12, 13, 19, и реобразующих скорость изменения

5 сигналов датчиков 10, 11, 18 в сигналы, пропорциональные этим скоростям. Выходной сигнал датчика 18, поступающий на вход привода калибрующих гибочных роликов

26, обеспечивает синхронный поворот роли10 ков 26.

Суммирующие устройства 43 (блоков 37, 38) посредством регулируемых дросселей

46 блоков 37, 38 уменьшают усилие осевого сжатия, если перемещения зажимов 29, 30

15 превышают длины сформированных дуг и увеличивают в противном случае, что предотвращает появление гофров и овализации в зонах гибки, По достижении полушаблонами 1, 2 со20 ответственно координат XKг = 10000 мм, Y

30 вновь выполняют операции по начальной установке полушаблонов 1, 2 и заготовки 22 и процесс повторяется.

Аналогичным образом осуществляется изготовление и других типов змеевиков, при

35 этом оператором вносятся соответствующие изменения в начальные Х 1, Ум, Хц1; Уцг;

Хнг, Унг, Хцг, Ys2, конечные условия Хк1, Ук1.

Хкг, Укг, определяемые геометрией змеевика, т.е. величинами, i1, 1г, Rr1 йгг.

40 Предлагаемые способ и устройство обладают более широкими функциональными возможностями: позволяют изготовлять змеевики серпантинного типа разных радиусов гиба и имеющие П-образные участки с

45 применением осевого сжатия. Использование предлагаемых способа и устройства позволяет повысить качество гибки за счет исключения овализации.

Формула изобретения

50 1. Способ гибки змеевиков на двух полушаблонах с осевым сжатием и одновременным формированием двух гибов, при котором закрепляют заготовку на полушаблонах так, чтобы точки приложения нагрузок

55 были расположены с противоположных сторон заготовок относительно ее продольной оси на расстоянии, определяемом из геометрии змеевика, и затем создают в заготовке изгибающие усилия путем

1814575 приложения к ней изгибающих нагрузок, точки приложения которых совершают поворот по траекториям, соответствующим формируемым гибам, при непрерывном уменьшении расстояния между точками приложения изгибающих нагрузок на величину суммы сформированных дуг, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей при одновременном повышении качества гибки, усилия осевого сжатия прикладывают к каждому изгибаемому участку заготовки противоположно друг другу в направлении точек приложения изгибающей нагрузки, располагая точки приложения усилий осевого сжатия за точками приложения изгибающей нагрузки, при этом гибку ведут в две стадии, в каждой из которых равномерно поворачивают на 90 участок заготовки, заключенный между точками приложения изгибающих нагрузок, перемещая при этом участок заготовки, расположенный между ее началом и первой по ходу технологического процесса точкой приложения нагрузки, перпендикулярно оси заготовки, а участок, расположенный между последней по ходу технологического процесса точкой приложения нагрузки и концом заготовки,— по оси заготовки, причем одновременное перемещение соответствующих участков по оси заготовки перпендикулярно ей и пово-, рот на 90 ведут в соответствии с соотношениями линейно-круговой интерполяции, при этом поворот тачек приложения изгибающих нагрузок ведут со скоростью, равной скорости относительного вращения концов заготовки, при выполнении п6ворота участка заготовки одновременно контролируют соответствие перемещений точек приложения усилий осевого сжатия с длинами формируемых дуг, пропорционально изменяя величину соответствующего усилия осевого сжатия, 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что после завершения первой стадии гибки заготовку освобождают, изменяют расстояние между точками приложения нагрузки, затем вновь закрепляют на полушаблонах, прикладывают нагрузки и создают усилие осевого сжатия.

3. Устройство для гибки змеевиков, содержащее полушаблоны, установленные на суппорте и каретке, имеющие возможность перемещения по взаимно перпендикулярным направляющим, гибочные и калибрующие ролики, приводы перемещения полушаблонов по направляющим, прижимы для фиксации на полушаблонах с приводами, управляющее устройство и механизмы осевого сжатия с зажимами, имеющими

55 приводы разжимл, о r» и " а ю щ е е с я тем. что, с целью расширения ехнологических возможностей при одновременном повышении качества, оно снабжено вторым приводом линейного перемещения полушаблонов, двумя приводами поворота гибочных и калибрующих роликов, двумя датчиками положения полушаблонов по линейной координате, датчиком положения гибочного и калибрующего ролика первого полушаблона по повороту, причем каждый из полушаблонов связан с соответствующим ему приводом и датчиком, а управляющее устройство выполнено в виде блока числового программного управления с линейно-круговой интерполяцией, входы которого подключены к выходам датчиков положения по линейным координатам полушаблонов и повороту гибочного и калибрующего роликов первого полушаблона, первый, второй и третий выходы — к первым входам соответственно приводов линейного перемещения первого и второго полушаблонов и поворота гибочного и калибрующего роликов первого полушаблона, а четвертый, пятый, шестой и седьмой выходы — соответственно к приводам первого и второго прижимов, первому и второму приводам для перемещения гибочных и калибрующих роликов параллельно второй направляющей одних роликов на суппорте, других — на каретке, кроме того, выход каждого датчика подключен через введенные преобразователи частоты следования импульсов в направлении к вторым входам соответствующего ему привода перемещения, выход датчика положения по повороту гибочного и калибрующего роликов первого полушаблона подан на вход привода поворота гибочногэ и калибрующего роликов второго полушаблона, причем зажимы механизмов осевого сжатия снабжены приводами перемещения и датчиком положения зажимов относительно гибочных и калибрующих роликов, а также соответствующими блоками управления, первые входы которых подключены одновременно к выходу датчика положения гибочного и калибрующего роликов первого полушаблона, вторые входы — к выходам соответствующих датчиков положения зажимов, а выходы — к приводам зажимов, входы управления которых подключены к восьмому и девятому выходам устройства управления, а приводы разжима зажимов — к десятому одиннадцатому выходам устройства управления, при этом каждый блок управления зажимами содержит реверсивные счетчики, подключенные через цифроаналоговые преобразователи к первому и второму входам суммирующего

1814575

20 устройства, третий и четвертый входы которого подсоединены к выходам датчика давления и задатчика усилия сжатия, а выход— к выходу управления регулируемого дросселя, подключенного к выходу другого дросселя, являющегося выходом блока управления и соединяющего привод зажима с источником давления, вход датчика давления также соединен с выходом второго дросселя, при этом входы реверсивных счетчиков являют5 ся входами блока управления.

1814575

1814575

1814575

1814575

1814575

Составитель В.Середа

Техред М.Моргентал

Корректор А.Козориз

Редактор

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

Заказ 1837 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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