Методы снижения погрешностей, возникающих при гибке труб
Помещение внутрь трубы твердого тела:
Для устранения сильной кривизны поперечного сечения трубы внутрь изгиба помещают различные тела и среды. Внутрь помещают прямолинейное твердое тело, например, дорн. Затем трубу изгибают.
Внутрь помещают твердое тело с криволинейным участком, после чего происходит изгиб трубы.
Внутрь помещают гибкие составные оправки, которые позволяют предохранить трубу от деформаций. Затем трубу изгибают по любому способу. Таким образом гнут тонкостенные трубы.
Применение различных наполнителей:
Внутри трубы для предотвращения деформации помещают наполнитель. В качестве наполнителя могут использоваться сыпучие средства. Применяется данный метод часто, так как он прост в использовании.
В качестве наполнителя также используют различные затвердевающие жидкости. Вещество в жидком состоянии заливается в трубу, где затвердевает, в твердом состоянии оно помогает преодолеть нежелательные деформации трубы. После снятия нагрузки вещество возвращают в жидкое состояние и выливают. В данном случае могут применять различные вещества: вода (твердое переходное состояние - лед); раствор едкого натра; электрореологическая жидкость; жидкость со взвешенными в ней ферромагнитными частицами. Однако эти наполнители дорогостоящи и часто являются опасными для здоровья людей. Вышеперечисленные методы борьбы с деформациями довольно распространены.
В качестве наполнителя можно использовать резиновый мешок, помещенный внутри трубы и заполняемый жидкостью или воздухом под давлением. Применяется редко.
Уменьшение деформаций путем снижения давления на изгибаемую трубу при гибке:
Снижение давления может происходить за счет увеличения площади контакта путем придания поверхностям, передающим усилия гиба, формы изгибаемой трубы.
Снижение давления на трубогибе может быть достигнуто за счет снижения усилий гибки, таким образом, к методам предотвращения деформации поперечного сечения трубы относятся все методы снижения усилий гибки.
В реальном производстве для получения качественных криволинейных отводов при гибке труб по одной из приведенных выше схем, как правило, используют различные методы снижения усилий гибки и методы борьбы с погрешностями формы поперечного сечения. Рассмотрим эти методы более подробно.
Методы реального снижения σT:
Для реального снижения предела прочности изгибаемой трубы применяется целый ряд различных методов, в основном связанных с ее общим или местным нагревом.
Труба в месте гиба нагревается токами высокой частоты ТВЧ и затем изгибается на трубогибочном оборудовании. Нагрев позволяет повысить пластичность в зоне гиба; и вследствие этого усилия гибки становятся достаточно малыми.
Труба подвергается общему нагреву в специально оборудованных печах и изгибается по любому способу. Пластичность после нагрева возрастает. Усилия гибки снижаются до 5 раз.
Через трубу пропускают ток высокой плотности, σт снижается и трубу изгибают любым способом, например, поперечными силами.
Однако эти методы очень энергоемки и требуют специализированного дорогостоящего оборудования. Например, для гибки трубы диаметром более 40 мм с нагревом ТВЧ потребуются два генератора мощностью по 100 кВт каждый.
Методы изменения сложнонапряженного состояния трубы:
Интерес представляют способы гибки на трубогибе, при которых снижение усилий обеспечивается созданием определенного напряженного состояния стенок. К ним относятся описанные ниже методы гибки.
Создание внутри заготовки внутреннего гидростатического давления. Нагнетаемая жидкость доводит стенку трубы до напряженного состояния, близкого к пластическому. Усилия гибки при этом снижаются в два и более раз. Давление жидкости в трубе рассчитывается по формуле:
P ≤ Kσв/d
где Р - давление жидкости в кг/см; К - коэффициент, зависящий от химического состава и механических свойств материала труб; σв - временное сопротивление разрыву.
Этот метод усовершенствован путем создания внутреннего гидростатического давления с добавлением усилий растяжения. Этот способ позволяет еще больше снизить усилия гибки.
Применение рогообразного сердечника с увеличивающимся диаметром осуществляется на прессах. Внутри заготовки создается давление, которое позволяет существенно снизить усилия гиба.
Методы кратковременного («кажущегося») снижения σт:
Знакопеременное кручение трубы одновременно с ее изгибанием. Снижает усилия гибки в два и более раз.
Усилия гибки значительно снижаются при пропускании ультразвуковых колебаний сквозь заготовку. Ультразвуковые колебания создают в зоне гиба перпендикулярно и вдоль всей заготовки.
Внутреннее раскатывание трубы, предложенное С.Г. Лакиревым и Я.М. Хилькевичем, с одновременным ее изгибанием позволяет внутри трубы создать кольцевые пластические зоны, вследствие которых происходит резкое уменьшение усилий гибки.
ТПК "ОПТИМУМ"
Опубликовано 18.08.2011
|