способ изготовления гибких металлических трубопроводов и устройство для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ изготовления гибких металлических трубопроводов из ленты, включающий этап профилирования ленты с образованием на конце гофрированного профиля гребня в виде плоского участка и этап сворачивания полученного профиля в рукав, отличающийся тем, что спрофилированный гребень перед сворачиванием подвергают деформации путем растяжения.

2. Устройство для изготовления гибких металлических трубопроводов из ленты, содержащее последовательно установленные профилирующие ролики с выводной проводкой, гибочный штамп с опорными элементами, а также обжимные и тянущие ролики, отличающееся тем, что проводка снабжена узлом растяжения, выполненным в виде по меньшей мере трех роликов, расположенных в шахматном порядке по обе стороны гребня и установленных подвижно относительно друг друга в направлении, перпендикулярном движению профилированной ленты.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности, к технологии и оборудованию для изготовления гибких трубопроводов (рукавов) с винтовым гофром из металлической ленты.

Известен гибкий трубопровод, выполненный путем навивки спрофилированной ленты гофр в гофр [1] При этом один конец ленты, выполненный в форме плоского гребня, отходит от вершины гофра, перекрывает снаружи трубы кольцевое пространство, образованное соседней впадиной гофра, и создает защитную поверхность (экран).

При получении рукава [1] путем навивки профилированной ленты по способам [2,3,4] c отбортовкой в гибочном штампе (формующей головке) имеются определенные сложности. Дело в том, что в процессе свертки трубопровода в формующей головке лента подвергается пластическому деформированию, причем та ее часть, которая находится снаружи от средней линии гиба, вытягивается, а другая, внутренняя часть сжимается. Гребень, образующий экран, находится в зоне вытяжки материала, и, стремясь избежать деформации, отклонится к оси рукава, вследствие чего примет вместо цилиндрической коническую форму. В результате произойдет обжатие гребнем предыдущего витка, постепенное увеличение наружного диаметра трубопровода, рост сил трения в гибочном штампе и, наконец, останов процесса навивки рукава.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ изготовление гибкого металлического рукава из ленты [5] при котором на этапе профилирования на конце гофрированного профиля формуют гребень в виде плоского участка, а на другом конце паз, и на этапе свертывания в месте смыкания витков гофра образуют замок; при этом замок располагают у наружной поверхности гофра, наиболее удаленной от оси трубопровода.

Станок для осуществления описанного способа [5] выбранный в качестве прототипа устройства, включает в себя последовательно установленные профилирующие ролики с выводной проводкой, гибочный штамп с опорными элементами, а также обжимные и тянущие ролики.

Указанные способ и устройство дают возможность использовать стремление элементов замка при свертке отклоняться к оси трубопровода, обеспечивая тем самым самообжатие замка. Однако они не позволяют навивать рукав с наружным экраном, поскольку при изготовлении трубопровода по патенту [1] высокие напряжения, вызывающие обжатие экраном гофр рукава, приводят к остановке процесса его навивки.

Целью изобретения является создание простых и надежных способа и устройства, обеспечивающих непрерывную свертку профилированной ленты в гофрированный рукав с образованием защитного экрана.

Поставленная цель достигается тем, что в способе изготовления гибких металлических трубопроводов из ленты, включающем в себя этап профилирования ленты с образованием на конце гофрированного профиля гребня в виде плоского участка и этап свертывания полученного профиля в рукав, в отличие от прототипа спрофилированный гребень перед сверткой подвергают деформации путем продольной вытяжки. Цель изобретения достигается также тем, что в устройстве для осуществления заявляемого способа, содержащем последовательно установленные профилирующие ролики с выводной проводкой, гибочный штамп с опорными элементами, а также обжимные и тянущие ролики, в отличие от прототипа проводка снабжена по крайней мере тремя роликами, поочередно расположенными по обе стороны гребня и установленными подвижно относительно друг друга в направлении, поперечном движению профилированной ленты.

С помощью предлагаемых способа и устройства между этапами профилирования ленты и свертки ее в рукав гребень предварительно вытягивают в проводке в дополнительно установленных роликах. Тогда при свертке он займет положение параллельное оси рукава, что обеспечит стабилизацию процессов навивки и образования наружного экрана.

На фиг. 1 схематически изображено заявляемое устройство, иллюстрирующее способ, вид спереди; на фиг. 2 представлен разрез формующей головки, сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 изображен разрез проводки, сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 показан технологический процесс изготовления рукава от профилирования ленты до свертки трубопровода без профилирующих роликов, проводки и формующей головки, вид В на фиг. 1; на фиг. 5 изображен элемент готового двуслойного рукава, позиция 1 на фиг. 4; на фиг. 6 показано увеличенное изображение профиля ленты на выходе из проводки, сечение Г-Г на фиг. 4; на фиг. 7 представлено увеличенное изображение профиля ленты на входе в проводку, сечение Д-Д на фиг. 4; фиг. 8 иллюстрирует принцип вытяжки гребня профиля ленты посредством вспомогательных роликов в проводке.

Металлическая лента 1 (фиг. 1) толщиной S, пройдя через ряд последовательно установлены профилирующих роликов 2, приобретает U-образный (для однослойного рукава) или W-образный (для двухслойного рукава) профиль 3 (фиг. 7), на одном конце которого имеется гребень 4 в виде плоского участка. Гребень предназначен для образования защитной поверхности снаружи трубопровода и отделен от гофрированного защитной поверхности снаружи трубопровода и отделен от гофрированного профиля 3 канавкой 5, примыкающей к радиусной части будущей вершины гофра. Длина плоского участка 4 выбирается такой, чтобы кромка 6 гребня при свертке оказалась над канавкой 5 (фиг. 5 и 7) и не мешала изгибу рукава в эксплуатации. Устройство (фиг. 1), кроме профилирующих роликов 2, содержит также выводную проводку 7 и гибочный штамп 8, включающий оправку 9 и группу опорных роликов 10. На штампе 8 с помощью кронштейна 11 размещен обжимной ролик 12, который имеет конфигурацию, соответствующую наружной поверхности профиля трубопровода. Опорные, обжимные и тянущие ролики 13 и 14 установлены под углом наклона винтовой линии гофров рукава. Проводка снабжена по крайней мере тремя формующими роликами 15, поочередно расположенными по обе стороны гребня 4 (фиг. 8). При этом ролики 15 установлены с возможностью перемещения друг относительно друга в направлении, перпендикулярном движению пpофилированной ленты. Для этого ролики 15 (фиг. 3) закреплены на кронштейнах 16 и 17, установленных в направляющих пазах верхней 18 и нижней 19 частей проводки 7. Перемещение кронштейнов 16 и 17 осуществляется с помощью болтов 20 и 21. Наконец, проводка 7 в своей нижней части 19 содержит выступ 22, который совместно с роликами 23 направляет и стабилизирует движение ленты.

Рукав изготавливают следующим образом. Заданной ширины ленту 1 профилируют роликами 2, придавая ей U-образный или W-образный профиль, и подают в проводку 7, где ее движение стабилизируют роликами 23 и выступом 22. Формующие ролики 15 радиуса R заранее устанавливают так, как показано на фиг. 8. Благодаря тому, что длина пути L, проходимого гребнем 4 на участке Х, оказывается большей, чем длина пути остальной части гофрированного профиля 3, в гребне возникнут напряжения растяжения, которые приведут к его продольной вытяжке. Степень вытяжки гребня зависит от величины параметра Y и может быть выражена соотношением.

где L функция параметров X, Y и R, т.е. L f(X, Y, R). Величину задают исходя из требуемого значения высоты профиля Н и диаметра рукава D по формуле



Найденную величину параметра Y выставляют на станке с помощью болтов 20 и 21. Удлиненный путем вытяжки гребень, выходя из формующих роликов, теряет устойчивость, приобретая волнистую форму, и в таком виде поступает на свертку. В гибочном штампе тянущие ролики 13 и 14 увлекают ленту во вращение вокруг опорных роликов 10, формируя таким образом рукав. При этом имеющий увеличенную длину гребень, в отличие от остальной части профиля ленты, в процессе свертки не деформируется. Однако волнистость его исчезает и он занимает положение параллельное оси рукава. Совершив полный оборот в опорных роликах 10, рукав переместится вдоль оси на величину шага Т и на него снаружи наложится поступивший из проводки 7 новый слой ленты, закрывая впадину предыдущего слоя и образуя защитный экран. Такой процесс будет идти непрерывно до окончания заправленной в станок ленты.

Предложенные способ и устройство позволяют просто и надежно изготавливать гибкие гофрированные трубопроводы с наружным экраном, способные длительно работать в тяжелых условиях эксплуатации при действии высоких уровней температур и вибрации.