Повышение эффективности процесса формообразования криволинейных деталей трубопроводов за счет воздействия на трубу вращающимся раскатником

• Автор: Бобылев, Андрей Викторович
• Шифр специальности: 05.03.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Челябинск
• Количество страниц: 162 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
1. Состояние вопроса, цель работы и задачи исследования.
1.1. Обзор и классификация существующих методов гибки труб
1.2. Классификация и краткий анализ методов снижения погрешностей, возникающих при гибке труб
1.3. Анализ методов гибки труб наиболее часто используемых
в современном производстве
1.4. Выводы
1.5. Цель работы и задачи исследования
2. Выявление главных закономерностей процесса холодной гибки труб, раскатываемых с большими натягами
2.1. Анализ возможностей метода гибки труб с раскатыванием
2.2. Выбор исходной расчетной схемы оболочки
2.3. Определение предельных упругих деформаций кольца и натяга, необходимого для образования пластических шарниров
2.4. Определение предельных пластических деформаций кольца
и натяга, необходимого для их образования
2.5. Теоретическая оценка снижения изгибающих усилий при гибке труб, раскатываемых с малым числом роликов
2.6. Уточнение натяга с учетом эффекта растяжения от малых растягивающих сил
2.7. Выводы
3. Экспериментальная проверка главных закономерностей гибки труб, раскатываемых с большими натягами
3.1. Оборудование, используемое в экспериментах
3.2. Приспособления, используемые в экспериментах
3.3. Раскатной инструмент, используемый в экспериментах
3.4. Условия проведения экспериментов
3.5. Результаты проведенных экспериментов
3.6. Погрешности, возникающие при неправильной
настройке станка
3.7. Выводы
4. Инженерная методика построения технологического процесса
гибки труб, раскатываемых с большими натягами
4.1. Выбор схемы гибки
4.2. Выбор длины заготовок
4.3. Выбор технологических параметров гибки
4.4. Расчет утонения наружной стенки изгибаемой трубы
4.5. Расчет минимально допустимого натяга
4.6. Настройка трубогибного станка и гибка изделий
4.7. Контроль качества изделий
4.8. Выводы
5. Результаты производственных испытаний
и внедрение в производство
5.1. Внедрение станка для холодной гибки труб модели № 1 (СХГТ-1) (МУ «Городское коммунальное хозяйство» г. Златоуст)
5.2. Внедрение станка для холодной гибки труб модели № 2 (СХГТ-2) (РСП «Уралсантехэнерго» г. Уфа)
5.3. Внедрение станка для холодной гибки труб модели № 3 (СХ1Т-3) (АО «Ашинский металлургический завод» и ОАО «Усть-Катавмежрайгаз»)
5.4. Использование результатов работы в учебном процессе
5.5. Выводы
Общие выводы по работе
Библиографический список

ВВЕДЕНИЕ
Трубы имеют широкое распространение в промышленности и в быту в качестве элементов трубопроводов, транспортирующих однородные жидкости и газы, пар, продукты, содержащие твердые частицы. Для широкого применения трубопроводов требуется максимальная механизация процессов изготовления большого числа их криволинейных участков, которые служат для рациональной компоновки трубопроводов.
Гибка труб является одной из основных операций технологического процесса изготовления деталей трубопроводов. Она нашла весьма широкое и разностороннее применение в различных отраслях общего и специального машиностроения: автостроении, самолетостроении, нефтяной и газовой промышленности и т.д. Несмотря на это, в современных производственных условиях практически невозможно осуществить качественную гибку в холодном состоянии труб диаметром более 40 мм, поскольку она сопровождается нежелательными для последующей эксплуатации явлениями: утонением стенки на внешней части гиба, овализацией (сплющивание) поперечного сечения в гибе, образованием гофр и изломов на внутренней части гиба, что обусловлено значительными усилиями изгибания, поэтому не удается получить радиусы гиба менее 3,5...4,5 диаметра трубы. Гибка труб диаметром свыше 50 мм на такие радиусы гиба в основном осуществляется путем проталкивания нагретой трубы через рогообразный сердечник-дорн либо с применением узкозонального нагрева ТВЧ. Первое требует дорогостоящего технологического оборудования и осуществляется, как правило, на специализированных заводах. Второе характе-резуется низкой производительностью. А ведь именно трубопроводы диаметром от 50 до 100 мм являются самыми распространенными в коммунальном хозяйстве. Криволинейные участки трубопроводов этих диаметров требуются при ежегодных ремонтно-восстановительных работах в больших количествах.
Таким образом, на сегодняшний день основным средством снижения усилий гибки является нагрев, что требует больших энергозатрат. Поэтому ис-

Для тонкостенного (с постоянной толщиной стенки) трубчатого сечения площадь растянутой и сжатой части полностью определяется их длинами дуг или опирающихся на них центральных углов (рис. 32).
Тогда из (1.9) получим

причем а] + а2 = 2 л.
При а т1 = % ат, получим
а, = 2л-
От 4- <7Т
а, = 2п-
сгт + <т,
При а т2 = Ул стх щ=2п/3, аг=8л/5; и наконец, при ст тз = 0,01 а, аі=0,02я, а2=1,98л.
Из рис. 32 видно, что смещение нейтрального слоя в сторону растянутых волокон составляет
Д = R,, cos ai /2, а координата центра тяжести сегмента
Ус - 2RC
Ус = 2Rc
2л - а,
2л - а,

; 2R,
2л —а.
Тогда пластический момент определяется как:

М, =2 (ус-y^.)CTT(hRca,) = £7TRch
■ «1 _ a, sin—
2sin«.+2^^ 2 2л- a.

Из формулы (1.7) вычисляем:
М*ті = 2 a R2C h sin a/2(l + о Vo т) = 2,6 ar R2c h (M*Ti = 0,65 Mr); M’l2 = 2 ct R2c h 0,588 3/4 = 0,88 R2C h (M*t2 = 0,22 MT); M*t3 = 2 a R2c h 0,02 л 1,01 = 0,127 aT R2c h (M*t3 = 0,03 MT).