Гнуття і вальцювання труб

Гнуття і вальцювання труб. Під час виготовлення вузлів і трубопроводів (наприклад, паропроводів для підведення і відведення пари, водопроводів, газопроводів, повітропроводів і маслопроводів) часто треба одержати велику кількість криволінійних ділянок труб, вигнутих під різними кутами в одній або кількох площинах. Всі існуючі способи виготовлення таких ділянок можуть бути в основному поділені на три групи: без нагрівання заготовки — холодне гнуття труб; з нагріванням заготовки — гаряче гнуття труб; за допомогою зварювання сегментів. Гнуття труб виконують вручну — з допомогою різних пристроїв або на спеціальних трубозгинальних верстатах.

Гнуттю піддають суцільнотягнуті і зварні стальні труби, а також труби з кольорових металів і сплавів.

89Залежно від матеріалу, радіуса вигину і діаметра труб гнуття здійснюють з наповнювачем або без нього.

Під час гнуття наповнювач запобігає утворенню на стінках труб в місцях вигину складок, зморщок (гофрів).

Як наповнювач застосовується дрібний, добре просушений річковий пісок або рис 39 гНуТТЯ труб у нагрітому стані- каніфоль, яку заливають у трубу в розплавленому стані.

Якість гнуття залежить від правильного вибору радіуса, який у свою чергу, залежить від діаметра, товщини стінки і матеріалу труби. Для стальних і дюралюмінієвих труб діаметром до 22 мм радіус вигину приймається рівним двом зовнішнім діаметрам (#найм = 2 £>). Для труб діаметром понад 20 мм /? Найм=3£>. Труби невеликого діаметра (до 20 мм) при великому радіусі вигину можна гнути у холодному стані з попереднім відпалом (товстостінні без наповнювача, тонкостінні з наповнювачем).

Холодне гнуття труб з наповнювачем рекомендується виконувати так. Один кінець труби щільно забити пробкою, а через другий наповнити трубу піском. Під час наповнення трубу необхідно повертати і простукувати молотком знизу до самого верху, щоб пісок ущільнився всередині труби. Після наповнення труби другий кінець її треба також забити дерев'яною пробкою. Потім крейдою намічають місце вигину і встановлюють трубу в пристрої так, щоб зварний шов (якщо труба не суцільнотягнута) знаходився збоку. При такому встановленні труби необхідно взяти її обома руками за довгий кінець і обережно зігнути на заданий кут. Перевіривши правильність гнуття за зразком і шаблоном, вибити пробку, звільнити трубу від піску і продути її стиснутим повітрям.

Гнуття труб у нагрітому стані, як правило, виконується з наповнювачем. Підготовка (виготовлення пробок, їх забивання в отвори труби, наповнювання труби і ін.) провадиться так само, як і в попередньому прикладі. Для виходу газів у пробках необхідно зробити невеликі наскрізні отвори, в противному разі може розірватися труба або можуть вилетіти пробки.

У практиці гнуття труб довжину ділянки, що нагрівається, приймають: 6 (і — при гнутті під кутом 90°; 4 й — при куті 60°;

З й — при куті 45®.

90

Труби нагрівають полум'ям паяльної лампи, газового пальника, в горні і струмами високої частоти (с. в. ч.) до вишнево-червоного кольору, після чого встановлюють трубу в пристрій і згинають до заданого кута. Знявши трубу з при- Рис. 90. Прийоми ручного гнуття труб строю, охолоджують її, а по- 3 допомогою пристроїв.тім вибивають з отворів пробки і висипають пісок. Правильність вигину контролюється шаблоном або еталонною трубою (зразком).

Гнуття труб вручну часто виконують з допомогою пристроїв, наприклад на плиті з отворами, в яких у потрібних місцях встановлюються штирі (рис. 90, а). Штирі служать упорами при гнутті труби. Цей пристрій може бути використаний для гнуття труб різних діаметрів.

Застосовуються також роликові пристрої різних конструкцій. На рис. 90,6 зображено спеціальний пристрій для гнуття труб одного діаметра. Він складається з двох роликів — нерухомого З і рухомого 5, вмонтованих у вилку 4. Вилка і нерухомий ролик сидять на загальній осі, укріпленій в основі 6. Кінець труби 1 притискується скобою 2 до нерухомого ролика і під час повертання рукоятки вигинає трубу роликом 5 за заданим радіусом. Канавки (рівчаки) на роликах відповідають діаметру труби, що вигинається. Пристрій кріпиться до верстата основою 6.

Для гнуття мідних труб різних діаметрів зручно користуватися пристроєм з багаторівчаковими роликами (рис. 91). Трубу, що вигинається, пропускають між роликами до стикання з упором /, потім повертають вилку 2, при цьому рухомий ролик 3 обкатується навколо нерухомого ролика 4. Трубка вигинається по радіусу, що дорівнює радіусу цього ролика. Ролики мають по чотири рівчаки (канавки) і призначені для гнуття трубок чотирьох діаметрів:

8, 10 і 12 мм. Ці ролики можна замінити новими для гнуття трубок інших діаметрів

91Нові способи гнуття труб. За останні роки все більше застосовуються нові способи гнуття труб: гнуття з розтягуванням заготовки і гнуття з індукційним нагріванням (нагрівання струмами високої частоти).

Під час гнуття з розтягуванням заготовку піддають розтягуючим напругам, що перевищують границю текучості металу, і вже у розтягнутому стані згинають.

Застосовується цей процес гнуття для виготовлення різних деталей літаків, автобусів, залізничних і трамвайних вагонів, морських і річкових суден, сільськогосподарських машин, що виготовляються з вуглецевих і легованих сталей, а також алюмінієвих, магнієвих, МІДНИХ І Рис 91. Багаторівчаковий пристрій титанових сплавів. Таке гнуття для ГНУТТЯ труб з кольорових металів, здійснюється на згинально-роз-

тягувальних машинах з поворотним столом. Перевага цього процесу порівняно з звичайним способом гнуття заготовок полягає в тому, що заготовка після гнуття не пружинить. Крім того, під час виготовлення деталей необхідне устаткування меншої потужності.

Дослідна установка для гнуття труб з застосуванням індукційного нагрівання була створена в Ленінграді за пропозицією І. В. Бо- гачова і Б. М. Колявкіна. На основі цієї установки було розроблено три типи трубозгинальних верстатів: малого, середнього і великого розмірів, призначених для гнуття труб різних діаметрів.

Найбільшого поширення набула середня модель верстата для гнуття труб з зовнішнім діаметром від 95 до 300 мм (рис 92). Установка складається з двох частин: механічної і електричної. Механічна частина являє собою власне верстат для гнуття труб, в електричну частину входять електрообладнання верстата і високочастотна установка.

Верстат складається із зварної станини 1 коробчастого типу, на якій розташована каретка 6 затискача труби, механізм поздовжньої подачі 2, каретка 10 напрямних роликів, каретка 12 натискного ролика, а також індуктор 9 для індукційного нагрівання труби.

Каретка затискача призначена для закріплення труби на верстаті. Вона переміщується вздовж станини ходовим гвинтом механізму поздовжньої подачі. Для затискування труби на каретці 6 є дві губки (затискачі) 5, одна з яких рухома. Рухома губка переміщується гвинтом з допомогою рукоятки 20 вручну і притискує

92трубу до нерухомої губки. Вісь труби 4У що вигинається, ексцентрична відносно станини. Величина ексцентриситету різна для труб різних діаметрів.

Каретка 10 напрямних роликів призначена для напрямлення руху в процесі гнуття і для сприймання реакції від згинального зусилля. Вона переміщується двома ходовими гвинтами, зв'язаними між собою конічною передачею. Один з напрямних роликів 8 укріплений на повзуні і може переміщатися вручну гвинтом 17. Обидва ролики вільно обертаються на своїх осях. На каретці напрямних роликів закріплені тримач 7 індуктора, високочастотний трансформатор (на рисунку не показаний) і елементи системи охолодження 16.

Каретка натискного ролика закріплена нерухомо. По основі каретки переміщається повзун з запресованою віссю, на якій і обертається натискний ролик. Переміщення повзуна здійснюється з допомогою ходового гвинта, що обертається приводом поперечної подачі 14. На каретці натискного ролика є два конічних вимикачі 15 для обмеження ходу натискного ролика 11 залежно від вибраного радіуса гнуття. Механізм поперечної подачі передає обертання на ходовий гвинт за допомогою ланцюгової передачі. Проте досвід показав, що ланцюгову передачу доцільно замінити шестеренною.

Змінний індуктор 9 для нагрівання труб являє собою кільце з мідної трубки, яке охолоджується водою, що підводиться гнучким шлангом.

Для додаткової піддержки труби, що вигинається, на верстаті установлений спеціальний ролик 19, який може переміщатися з допомогою рукоятки 18 залежно від довжини труби. Під час гнуття особливо довгих труб до каретки затискача приєднуються спеціальні подовжувачі 3, які підтримують частину труби, що звисає. Нагрівання труби провадиться до температури 900—1000° С. Конструкція верстата передбачає включення поздовжньої подачі натискного ролика лише при досягненні температури 700—750° С, що дає можливість запобігти перегріванню матеріалу труби на початку процесу гнуття.

Труба 4 установлюється на верстаті в затискачі 5 і напрямних роликах 8; впритул до неї обертанням вручну гвинта 13 підводиться натискний ролик 11. Під час включення генератора струму в місці розміщення індуктора 9 нагрівається поясок труби завширшки від З до 5-кратної товщини труби. Потім за допомогою механізму поз- довжнь©ї подачі 2 труба починає переміщатися по ролику 19 вздовж верстата. Разом з тим починається переміщення і натискного ролика 11. Таким чином, процес гнуття, тобто розтягування з зовнішнього боку і стискування з внутрішнього боку, відбувається по вузькій кільцевій смужці труби.

Процес гнуття здійснюється під дією зусиль, створюваних механізмами поздовжньої подачі труби, і зусиль, що виникають під час переміщення натискного ролика шляхом обкатування криволінійної ділянки труби по натискному ролику. Гнуття труб на верстаті провадиться за безперервно-послідовним способом, під час якого нагрівання, гнуття і охолодження здійснюються безперервно і послідовно.

Гнуття труб з застосуванням струмів високої частоти має такі основні переваги. Овальність труби в місці гнуття менша, ніж при інших способах. Виділення тепла відбувається безпосередньо у металі, що нагрівається, в той час як при всіх інших способах тепло передається металу з навколишнього середовища. Такий спосіб передавання тепла скорочує час, потрібний на нагрівання, і втрати тепла в навколишнє середовище; повний час, потрібний для одного вигину на кут 90°, залежно від діаметра і товщини стінки труби, що вигинається, становить всього 9,5—14 хв замість 54 хв для гнуття на плиті. Отже, якщо в середньому за зміну можна виконати

лише 8—9 згинань радіусом не менше 3,5—4 діаметрів труби, що вигинається, то на верстаті з нагріванням с. в. ч. можна зробити до 38 згинань з радіусом гнуття, що дорівнює 1,5—2 діаметрам труби.

Індукційний спосіб нагрівання дає можливість механізувати і в значній мірі автоматизувати процес гнуття. Нарешті, виключається трудомістка і тривала операція набивання труб піском.

Вальцювання труб являє собою операцію розширення (натягу) внутрішнього діаметра кінців труб з метою укріплення

93на них фланців, ніпелів і інших деталей, що виконується за допомогою спеціального інструмента — вальцівки. Вальцювання можна виконувати вручну, з допомогою вальцювальних машинок і на верстатах.

Вальцівка має конусні ролики 2 (рис. 93, а), насаджені на стальний стержень, на одному кінці якого зроблено конус 7, а на другому — квадратну головку 4 для захоплення воротком. Стержень періодично подається вперед порожнистим гвинтом 3, що вгвинчується в різьбу корпуса. Подача здійснюється в міру ослаблення тиску роликів на стінку труби. Гвинт удержується від переміщення установочним кільцем.

У процесі розвальцьовування на кінець труби 1 (рис. 93,6) надівають фланець 2 з канавками, що виточені у його отворі, потім У трубу вставляють вальцівку з роликами і надають їй обертання.

При цьому ролики 4, насаджені на конус 3, будуть розкатувати трубу, вдавлюючи її метал у канавки фланця. Під час роботи ро- лики вальцівки змащують мінеральним маслом.

Одну з конструкцій машинних вальцівок показано на рис. 93, в. До початку роботи стержень З викручений, внаслідок чого ролики 2 знаходяться у прорізах корпуса /. Коли стержень 3 разом з конусом 6 починає обертатися, роликам 2 і корпусу 1 також надають повільного обертального руху; при цьому стержень 3 увесь час вкручується у корпус і розсуває ролики. Процес вальцювання продовжується доти, поки гайка 8 не почне стикатися своїми зуб'ями

на торці з зуб'ями муфти 5, підтиснутої пружиною 4. При цьому спостерігатиметься характерне процокування, що свідчить про закінчення процесу вальцювання труби. Для витягання вальцівки її необхідно обертати в зворотний бік. Натяг пружини можна регулювати обертанням гайки 8. В потрібному положенні вона стопориться контргайкою 7.

Для приведення в дію вальцівки застосовують спеціальні роз- вальцювальні машинки. Одна з них, машинка И-118, показана на рис. 94. Особливістю цієї пневматичної машинки є подвійний пла- ікмарний редуктор, який дає можливість зменшити число обертів рогора до 100 за хвилину на шпинделі і допускає можливість обер тання ротора в двох напрямах. Зміна напряму обертання провадиться поворотом муфти за допомогою лівої рукоятки, що змінює положення золотника і напрям руху стиснутого повітря. Шпиндель машинки має внутрішній конус і перехідну трубку до нього. Завдяки цьому можна користуватися вальцівками і з конусними, і з квадратними наконечниками. Живлення машинки здійснюється стиснутим повітрям під тиском 5 атн. Крім спеціальних розваль- цювальних м-ашинок для вальцювання труб можна застосовувати також інші механізми, що мають реверсивний хід: різьбонарізу- вачі, пневматичні викрутки, свердлильні машинки і ін.

95На рис. 95, а показана схема верстата ТР-1, застосовуваного для розвальцювання труб. В цьому випадку труба 2 за допомогою стиснутого повітря, що надходить з пневмоциліндра 4, затискується між нерухомою 1 і рухомою З губками. Потім штурвалом через шестірню 6 і рейку 7 подають розвальцювальну оправку 8, що обертається в шпинделі верстата, до стикання її з затиснутим кінцем труби. У процесі розвальцьовування оправка повільно подається у тому ж напрямі. Перед розвальцьовуванням кінця труби необхідно обробити торець і старанно зачистити кромки. Обертання оправки здійснюється від привода 5. Вальцювальна оправка складається з корпуса 1 (рис. 95,6) з змонтованими в ньому підшипниками 2. Конусні вальцювальні ролики 3 посаджені в отвори підшипників.

НаЕивання пружин. Виті пружини широко застосовуються в техніці. За формою пружини поділяються на циліндричні і фасонні, а за родом роботи — на пружини, що працюють на стиск, розтягування і скручування. У пружин, що працюють на стиск (рис. 96, а), витки розміщені на деякій відстані один від одного, а у пружин, які працюють на розтягування (рис. 96, б, в) і скручування 108 (рис. 96, г, д), витки щільно прилягають один до одного. Кінці пружин, що працюють на стиск, притискують до суміжних витків, а в пружинах, що працюють на розтягування, останні витки відтинають на 90° і загинають у вигляді півкілець і кілець.

Пружини, що виготовляються з дроту діаметром до 8 мм, навиваються холодним способом з наступною термообробкою (відпусканням). Пружини загального призначення, що працюють при відносно низьких напруженнях (мебльові, матрацні і ін.), навиваються холодним способом з дротяної вуглецевої сталі марок 50 і 50Х. Для виготовлення пружин особливо точних і відповідальних механізмів застосовується дріт з якісної вуглецевої і легованої сталей марок 60Г, 55С2, 50ХГ, 50ХФА і ін.

96Навивати пружини можна в лещатах (рис. 97, а, б) на токарних, револьверних (рис. 97, в) або свердлильних (рис. 97, г) верстатах і на спеціальних автоматах.

У циліндричних пружин розрізняють зовнішній 03, середній і внутрішній £вн діаметри. По зовнішньому діаметру розраховують пружини, які під час роботи переміщуються в отвори, по внутрішньому— пружини, які надіваються на стержень.

У конічних пружин розрізняють чотири діаметри: зовнішній Дз.ш і внутрішній Дш.ш — на широкому кінці пружини; зовнішній Аз.в І внутрішній Ов„.в — на вузькому кінці пружини.

Перед виготовленням пружини довжину її заготовки визначають за формулою

Ь = т.О0п,

де і — довжина заготовки дроту, мм;

—середній розрахунковий діаметр пружини, мм; п — число витків пружини.

Приклад 1. Визначити довжину заготовки для навивання циліндричної пружини, що працює на стиск, якщо діаметр дроту сі = 3 мм, внутрішній діаметр пружини Овн = 30 мм і число витків п = 10.

Визначаємо діаметр пружини

І= ^вн "І* (і — ЗО 3 = 33 мм,

тоді довжина заготовки буде

І = пО0п = 3,14 33 • 10 = 1036,20 мм.

97а — і — способи навивання пружин; д — виготовлення вушка на оправці; е — шліфування торця пружини; е — перевірка пружини по кутнику.

Під час розрахунку пружин, що працюють на розтягування, до одержаної за розрахунком довжини заготовки слід додати два витки на кінцеві кільця, а для пружин, які працюють на скручування,— на опорні кінці і деякий запас на заправляння кінців в оправку при навиванні.

Приклад 2. Визначити довжину заготовки для навивання конічної пружини з дроту діаметром сі = 3 мм, якщо внутрішній діаметр широкого кінця £>вн. ш ~ ЗО мм, а внутрішній діаметр вузького кінця £вн> в = 20 мм, число витків п = 20.

Визначаємо середні діаметри кінців пружини:

= 30 -|- 3 = 33 мм\

О0В = 20 3 = 23 мм.

п = ^0«+ °_ощ = 33 + 23 = 56 = 28 мм.

°ср22 2

Довжина заготовки становитиме

І = п = 3,14 • 28 — 20 == 1758,40 мм.

иср

До цієї довжини слід додати довжину заправних кінців і кілець. При розрахунку довжини заготовки для пружини, що вміщується у отвір, виходять із зовнішнього діаметра пружини. Так, наприклад, якщо зовнішній діаметр пружини £>3 = 20 мм, діаметр дроту (1 = 4 мм, а число витків /і = 10, то середній діаметр становитиме

О0= й3 — сі =20 — 4 = 16 мм.

Отже, довжина заготовки

= пО0п = '3,14 • 16 • 10 = 502,40 мм.

Технологічний процес виготовлення пружин складається з навивання, обробки торців або причепів, термічної обробки і технологічних випробувань.

Навивання пружини з вушком виконується в такій послідовності:

на кінці прямої або зігнутої оправки, діаметр якої трохи менший від внутрішнього діаметра пружини (рис. 97, а), просвердлюють отвір, діаметр якого на 0,1—0,2 мм більший від діаметра дроту, з якого навивається пружина, або прорізують шліц на торці оправки;

кінець відпаленого дроту вставляють у отвір або шліц оправки і згинають;

оправку із вставленим кінцем дроту затискують в лещатах між дерев'яними або металевими (свинцевими або мідними) прокладками (рис. 97, а);

притримуючи дріт плоскогубцями, які тримають у лівій руці, правою рукою обертають оправку (рис. 97, а, б), навиваючи пружину;

заправляють вушко в оправці і згинають хвостовик (рис. 97,<3).

16.11.2015
3167

Комментарии

Нет комментариев. Ваш будет первым!