Станок с переменной линейной структурой для формирования труб

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности к оборудованию для формирования труб. Станок содержит расположенные друг за другом станции обработки, которые содержат пары холостых роликов, которые совершают вращательно-поступательные перемещения с одинаковой амплитудой, но в противоположных направлениях, и, по меньшей мере, одну станцию чистовой обработки, содержащую четыре направляющих ролика, имеющих вогнутый профиль с постоянной кривизной и способных совершать вращательно-поступательные перемещения с одинаковой амплитудой и в направлениях согласно осям под 90°. Нижние ролики каждой станции обработки имеют эллиптический профиль с кривизной, уменьшающейся от внешней кромки к внутренней кромке указанного ролика. Верхние ролики первой станции обработки имеют эллиптический профиль с кривизной, увеличивающейся от внешней кромки к внутренней кромке указанного ролика, верхние ролики станций обработки, следующих за первой станицей, имеют круглый профиль. Расширяются технологические возможности. 9 з.п. ф-лы, 9 ил.

 

Настоящее изобретение относится к станку для формирования труб, называемому «станком с переменной линейной структурой», который содержит множество станций обработки, расположенных последовательно друг за другом, которые постепенно сгибают полосу листового металла для формирования трубы, после которых следует, по меньшей мере, одна станция чистовой обработки, которая сводит друг с другом кромки согнутой полосы листового металла для последующей сварки.

Станки для формирования труб посредством непрерывного изгибания листового металла хорошо известны из уровня техники и содержат последовательно друг за другом множество станций, в которых полоса листового металла постепенно деформируется парами роликов, имеющих соответствующие профили.

Такие станки имеют недостаток, заключающийся в необходимости замены пары роликов, когда это желательно (или необходимо) для изменения диаметра производимой трубы, что приводит к более или менее продолжительным простоям станка, которые уменьшают производительность предприятия.

Для устранения этого серьезного недостатка были предложены станки для формирования труб посредством непрерывного изгибания листового металла (например, как описан в европейском патенте ЕР 1393830 на имя заявителя), в которых две пары роликов с соответствующими профилями, принадлежащие станции, могут совершать вращательно-поступательные перемещения с одинаковой амплитудой, но в противоположных направлениях, позволяя использовать одинаковые пары роликов для изготовления труб, диаметр которых находится в пределах более или менее широкого диапазона величин.

Целью настоящего изобретения является создание станка «с переменной линейной структурой» для формирования труб, который улучшает характеристики станков, описанных, например, в вышеупомянутом европейском патенте, так как он позволяет расширить амплитуду величин диаметра труб без необходимости замены пары роликов.

Эта цель достигается посредством станка, который имеет отличительные признаки, заявленные в независимом пункте 1.

Другие предпочтительные признаки настоящего изобретения являются объектом зависимых пунктов.

Станок для непрерывного формирования труб, полученный в соответствии с изобретением, содержит расположенные последовательно друг за другом станции обработки, которые постепенно сгибают полосу листового металла, и, по меньшей мере, одну станцию чистовой обработки, которая сводит кромки согнутой полосы листового металла для последующей сварки.

Каждая станция обработки содержит две пары холостых формующих роликов, которые совершают вращательно-поступательные перемещения с одинаковой амплитудой, но в противоположных направлениях, и, по меньшей мере, одну станцию чистовой обработки, содержащую четыре холостых формующих ролика, способных совершать перемещения с одинаковой амплитудой и в направлениях согласно осям под 90°.

Профиль нижних роликов каждой станции обработки является эллиптическим с уменьшающейся кривизной от внешней кромки к внутренней кромке указанного ролика, профиль верхних роликов первой станции обработки является эллиптическим с увеличивающейся кривизной от внешней кромки к внутренней кромке указанного ролика, профиль верхних роликов станций обработки, следующих за первой станцией (далее названных «вторыми станциями обработки»), является круглым, и профиль формующих роликов, по меньшей мере, одной станции чистовой обработки является вогнутым с постоянной кривизной.

Радиус кругового профиля верхних роликов каждой второй станции обработки, предпочтительно, соответствует минимальному радиусу кривизны согнутой полосы листового металла в соответствии с указанной второй станцией обработки, и кривизна вогнутого профиля формующих роликов, по меньшей мере, одной станции чистовой обработки соответствует максимальной кривизне согнутой полосы листового металла в соответствии с указанной станцией чистовой обработки.

Станок, соответствующий изобретению, называется станком «с переменной линейной структурой», поскольку (как показано очень схематично на фиг.5 и 7) позволяет производить трубы различных диаметров посредством изменения поступательных положений двух пар роликов и положений каждого из роликов каждой пары.

Изобретение будет описано ниже со ссылками на только иллюстративные (и поэтому не ограничивающие) варианты его осуществления, проиллюстрированные на прилагаемых чертежах, на которых:

Фиг.1 представляет собой схематичный вид в перспективе трубопрокатного станка, выполненного согласно изобретению;

Фиг.2 представляет собой схематичный вид сбоку станка, показанного на фиг.1;

Фиг.3 представляет собой схематичный вид спереди и увеличенный вид детали (фиг.3a) первой станции обработки станка, показанного на фиг.1;

Фиг.4 представляет собой схематичный увеличенный вид пары формующих роликов, принадлежащих первой станции обработки, показанной на фиг.3;

Фиг.5 представляет собой схематичный увеличенный вид положений, занимаемых двумя парами формующих роликов первой станции обработки, показанной на фиг.3, для производства трех труб различных диаметров;

Фиг.6 представляет собой схематичный вид спереди и увеличенный вид детали (фиг.6a) второй станции обработки станка, показанного на фиг.1;

Фиг.7 представляет собой схематичный увеличенный вид положения, занимаемого двумя парами формующих роликов второй станции обработки, показанной на фиг.6, для производства трех труб различных диаметров, как показано на фиг.5;

Фиг.8 представляет собой схематичный вид спереди и увеличенный вид детали (фиг.8a) одной из удерживающих станций, расположенных после первой станции обработки и каждой второй станции обработки;

Фиг.9 представляет собой схематичный вид спереди (фиг.9a), вид сбоку (фиг.9b) в сечении в плоскости F-F на фиг.9a и увеличенный вид детали (фиг.9c) станции чистовой обработки, принадлежащей станку, показанному на фиг.1.

На прилагаемых чертежах соответствующие элементы будут обозначены одинаковыми ссылочными позициями.

На фиг.1 схематично показан вид в перспективе станка 1, согласно изобретению, для формирования труб 2, который содержит, последовательно друг за другом, тяговое средство 13 для полосы листового металла 4 (которая входит в станок 1 в направлении, показанном стрелкой I), первую станцию 3 обработки, вторые станции 3' обработки, удерживающие станции 12 (каждая из которых расположена после станции обработки), по меньшей мере, одну станцию 5 чистовой обработки и, по меньшей мере, одну станцию сварки (по сути известную и не показанную на фиг.1 и 2), из которой труба 2 выходит в направлении, показанном стрелкой U.

В варианте осуществления изобретения, показанном на фиг.1 и 2, станок 1 содержит пять вторых станций 3' обработки, шесть удерживающих станций 12 (видимых на виде сбоку, показанном на фиг.2), расположенных после станций (3, 3') обработки, и две станции 5 чистовой обработки, но, не выходя за рамки объема изобретения, количество вторых станций 3' обработки (и, следовательно, удерживающих станций 12) и станций 5 чистовой обработки может изменяться для соответствия конкретным требованиям конкретного станка 1.

Тяговые средства 13 не будут описаны, поскольку они по сути известны. Первая станция 3 обработки будет описана со ссылками на фиг.3-5, вторая станция 3' обработки будет описана со ссылками на фиг.6-7, удерживающая станция 12 будет описана со ссылкой на фиг.8, и станция 5 чистовой обработки будет описана со ссылкой на фиг.9.

На фиг.2 схематично показан вид сбоку станка 1, показанного на фиг.1, который позволяет более ясно видеть удерживающую станцию 12, расположенную после станции (3, 3') обработки.

На фиг.3 схематически показан вид спереди первой станции 3 обработки станка 1, симметричной относительно срединной линии, которая содержит две вертикальные стойки 31, которые поддерживают две горизонтальные поперечины 32, скользящие вдоль стоек 31; вдоль каждой поперечины 32 скользят две колодки 33, на каждой из которых находится шарнир 34, который действует в качестве точки опоры для вращения блока 35, который несет один из формующих роликов (8, 8').

Шарниры 34 и блоки 35, которые можно лучше видеть на фиг.3A, не обозначены соответствующими ссылочными позициями на фиг.3 для ясности графического представления.

Эта опорная конструкция (32, 33, 34) позволяет осям формующих роликов (8, 8') осуществлять вращательно-поступательное перемещение в вертикальной плоскости в станции 3 обработки, которое обеспечивает значительную свободу расположения и ориентирования роликов (8, 8') каждой пары, при этом всегда удерживая их в контакте друг с другом, для приспособления к диаметру трубы, которая будет произведена, как схематично обозначено на фиг.5, которая показывает положение, занимаемое двумя парами роликов (8, 8') для трех диаметров трубы 2, проходящих внутри труб 2, которые могут производиться без замены формующих роликов (8, 8').

Скользящие перемещения горизонтальных поперечин 32 вдоль стоек 31 и колодок 33 вдоль поперечин 32, и вращение блоков 35 вокруг соответственных шарниров 34 имеют одинаковую амплитуду и противоположное направление, и происходят вдоль направляющих, обозначенных схематично пунктирными линиями на фиг.3 и осуществляются при помощи приводных средств, не описанных здесь, поскольку они по сути известны и не обозначены на фиг.3 для простоты графического представления.

На фиг.3a схематично показана в увеличенном масштабе область первой станции 3 обработки, содержащей две пары роликов (8, 8'), удерживаемых блоками 35, которые деформируют наиболее удаленные области листового металла 4.

На фиг.4 схематично показана в увеличенном масштабе пара формующих роликов (8, 8'), выполненных согласно изобретению, принадлежащих первой станции 3 обработки; на фиг.4 можно видеть, что профиль нижних роликов 8' является эллиптическим с кривизной, уменьшающейся от внешней кромки к внутренней кромке ролика 8', тогда как профиль верхних роликов 8 является эллиптическим с кривизной, увеличивающейся от внешней кромки к внутренней кромке ролика 8.

Эллипсы, которым принадлежат профили роликов 8 и 8', обозначены пунктирными линиями на фиг.4.

На фиг.5 схематично показано в увеличенном масштабе положение, занимаемое двумя парами формующих роликов (8, 8') первой станции 3 обработки для производства трех труб 2 различного диаметра, проходящих внутри труб 2, которые могут быть произведены без замены формующих роликов (8, 8'): эллиптические профили роликов 8 и 8' позволяют изменять радиус кривизны внешних районов полосы листового металла 4 посредством изменения только положения и ориентации роликов (8, 8').

На фиг.6 схематически показан вид спереди одной из вторых станций 3' обработки станка 1, расположенной после первой станции 3 обработки, от которой она отличается по существу тем, что верхние ролики 8'' имеют круглый профиль, радиус которого соответствует минимальному радиусу кривизны (в пределах диапазона труб 2, которые могут производиться без замены формующих роликов 8' и 8'') согнутой полосы листового металла 4 в соответствии с указанной второй станцией 3' обработки, и тем, что пары формующих роликов (8', 8''), принадлежащих второй станции 3' обработки, деформируют внутреннюю часть полосы листового металла 4.

Шарниры 34 и блоки 35, лучше видимые на фиг.6a, не обозначены на фиг.6 соответствующими ссылочными позициями для ясности графического представления.

На фиг.6a схематично в увеличенном масштабе показана пара формующих роликов (8'', 8'), выполненных согласно изобретению, принадлежащих второй станции 3' обработки; на фиг.6a можно видеть, что профиль нижних роликов 8' является эллиптическим с кривизной, уменьшающейся от внешней кромки к внутренней кромке ролика 8', тогда как профиль верхних роликов 8'' является круглым.

На фиг.7 схематично в увеличенном масштабе показано положение, занятое двумя парами формующих роликов (8', 8'') второй станции 3' обработки, показанной на фиг.6, для производства трех труб различного диаметра, как показано на фиг.5: эллиптический профиль нижних роликов 8' позволяет изменять радиус кривизны внутренней части полосы листового металла 4 посредством изменения только положения и ориентации формующих роликов 8' и 8''.

Амплитуда вращательно-поступательных перемещений, допускаемых для формующих роликов (8, 8', 8'') опорной конструкцией (32, 33, 34), и конкретные профили формующих роликов (8, 8', 8'') позволяют увеличить амплитуду величин диаметра труб, которые можно производить без необходимости замены формующих роликов (8, 8', 8''), относительно станков предшествующего уровня техники.

Кроме того, из вышеприведенного описания очевидно, что в станке, соответствующем настоящему изобретению, полоса листового металла 4 не деформируется парами формующих роликов (8, 8', 8''), имеющих сопрягающиеся профили: это представляет очевидный признак, способный отличать станок, соответствующее настоящему изобретению, от станка предшествующего уровня техники, включая описанный в европейском патенте ЕР 1393830.

На фиг.8 схематично показан вид спереди одной из удерживающих станций 12, расположенных после станций 3 и 3' обработки.

Эта станция 12, симметричная относительно срединной линии, состоит из двух направляющих 81, прикрепленных к стойкам 31, каждая из которых допускает поступательное движение вдоль наклонной оси колодки 82, которая удерживает холостой ролик 83, имеющий вогнутый профиль, который направляет и поддерживает полосу листового металла 4 между двумя смежными станциями (3, 3') обработки.

Удерживающие станции 12 могут быть не предусмотрены, не выходя за рамки объема изобретения.

Верхняя часть каждого ролика 83 представляет собой выступающий дисковый элемент 84 (лучше видимый на фиг.8a, которая схематично показывает увеличенный вид детали удерживающей станции 12), который выступает относительно корпуса ролика 83 для удержания кромки 6 полосы листового металла 4.

На фиг.9a показан схематичный вид спереди (фиг.9a) и вид сбоку в сечении в плоскости F-F на фиг.9a (фиг.9b) станции 5 чистовой обработки, принадлежащей станку 1, которая отличается от станций (3, 3'') обработки, описанных выше, по существу тем, что каждый из блоков 35 несет формующий ролик 91, воздействующий на внешнюю поверхность полосы листового металла 4, согнутого для формирования трубы 2, и тем, что она также содержит ролик 92, положение которого между кромками 6 полосы листового металла 4, формирующей трубу 2, является регулируемым при помощи рычага 93, приводимого в действие по сути известным образом.

Блоки 35 и ролики 91 и 92, лучше видимые на фиг.9c, не обозначены соответствующими ссылочными позициями на фиг.9a для ясности графического представления.

Формующие ролики 91 имеют вогнутый профиль с постоянной кривизной, равной максимальной величине кривизны, представленной полосой согнутого листового металла 4 в соответствии со станцией 5 чистовой обработки во время производства одной из труб 2, которые можно производить без замены формующих роликов (8, 8', 8'') станций (3, 3') обработки; ролик 92 имеет выпуклый V-образный профиль.

На фиг.9b можно видеть полосу листового металла 4, один из формующих роликов 91, ролик 92, вставленный в полосу листового металла 4, и рычаг 93, который регулирует положение ролика 92.

На фиг.9c схематично в увеличенном масштабе показана деталь станции 5 чистовой обработки, показанной на фиг.9a, где можно лучше видеть формующие ролики 91, воздействующие на внешнюю поверхность полосы листового металла 4, согнутой для формирования трубы 2, и ролик 92, расположенный между кромками 6 полосы листового металла 4.

Не выходя за рамки объема изобретения, специалист в данной области техники может внести в описанный выше станок с переменной линейной структурой все дополнения и усовершенствования, предполагаемые обычным опытом и/или естественной эволюцией уровня техники.

1. Станок (1) для непрерывного формирования труб (2), содержащий расположенные последовательно друг за другом станции (3, 3') обработки, выполненные с возможностью постепенного сгибания полосы листового металла (4), и, по меньшей мере, одну станцию (5) чистовой обработки, выполненную с возможностью дополнительного сведения друг с другом кромок (6) согнутой полосы листового металла (4) для дальнейшей сварки, при этом каждая станция (3, 3') обработки содержит две пары холостых формующих роликов (8, 8', 8''), выполненных с возможностью совершения вращательно-поступательных перемещений в противоположных направлениях одинаковой величины, отличающийся тем, что
нижние ролики (8') каждой станции (3, 3') обработки имеют эллиптический профиль с уменьшающейся кривизной от внешней кромки к внутренней кромке указанного ролика (8');
верхние ролики (8) первой станции (3) обработки имеют эллиптический профиль с увеличивающейся кривизной от внешней кромки к внутренней кромке указанного ролика (8);
верхние ролики (8'') станций (3') обработки, следующих за первой (3) станцией, имеют круглый профиль.

2. Станок (1) по п.1, отличающийся тем, что, по меньшей мере, одна станция (5) чистовой обработки содержит четыре холостых формующих ролика (91), имеющих вогнутый профиль с постоянной кривизной, выполненных с возможностью совершения перемещений одинаковой величины и в направлении согласно осям под 90°.

3. Станок (1) по п.1, отличающийся тем, что радиус круглого профиля верхних роликов (8'') каждой станции (3') обработки, следующей за первой (3) станцией, соответствует минимальному радиусу кривизны согнутой полосы листового металла (4) в соответствии с указанной станцией (3') обработки, следующей за первой (3) станцией.

4. Станок (1) по п.1, отличающийся тем, что каждая станция (3, 3') обработки и, по меньшей мере, одна станция (5) чистовой обработки содержит две вертикальные стойки (31), поддерживающие две горизонтальные поперечины (32), скользящие вдоль стоек (31), при этом вдоль каждой из указанных поперечин (32) скользят две колодки (33), на каждой из которых находится шарнир (34), который действует в качестве точки опоры для вращения блока (35), который несет один из формующих роликов (8, 8', 8''; 91).

5. Станок (1) по п.1, отличающийся тем, что пары формующих роликов (8, 8'), принадлежащие первой станции (3) обработки, предназначены для деформирования наиболее удаленных областей полосы листового металла (4), при этом пара формующих роликов (8', 8''), принадлежащих станциям (3) обработки, следующим за первой (3) станцией, предназначены для деформирования внутренней части полосы листового металла (4).

6. Станок (1) по п.1, отличающийся тем, что он снабжен удерживающими станциями (12), каждая из которых расположена после станции (3, 3') обработки.

7. Станок (1) по п.6, отличающийся тем, что каждая удерживающая станция (12) содержит две направляющие (81), прикрепленные к стойкам (31), каждая из которых обеспечивает поступательное перемещение согласно наклонной оси колодки (82), которая несет ролик (83), имеющий вогнутый профиль, способную направлять и поддерживать полосу листового металла (4) между двумя расположенными рядом станциями (3, 3') обработки.

8. Станок (1) по п.7, отличающийся тем, что верхняя часть каждого ролика (83) выполнена в виде дискового элемента (84), выступающего от корпуса ролика (83), способного удерживать кромку (6) полосы листового металла (4).

9. Станок (1) по п.4, отличающийся тем, что каждый из блоков (35), по меньшей мере, одной станции (5) чистовой обработки содержит формующий ролик (91), воздействующий на внешнюю поверхность полосы листового металла (4), согнутого для формирования трубы (2), при этом он также содержит ролик (92) и рычаг (93), выполненный с возможностью регулирования положения ролика (92) между кромками (6) полосы листового металла (4), образующей трубу (2).

10. Станок (1) по п.9, отличающийся тем, что формующие ролики (91) имеют вогнутый профиль с постоянной кривизной, равной максимальной величине кривизны, представленной согнутой полосой листового металла (4) в соответствии со станцией (5) чистовой обработки во время производства одной из труб (2), которые можно производить без замены формующих роликов (8, 8', 8'') станций (3, 3') обработки, при этом ролик (92) имеет выпуклый V-образный профиль.