Способ гибки змеевиков и устройство для его осуществления — SU 1814575 (original) (raw)

(5)5 В 21 О 702 РЕТЕ И ПИСА К ПАТЕНТУ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОЬСТВО СССР(56) Авторское свидетельство СССР М 935162, кл. В 21 О 7/024, опубл, 15,06,82. (54) СПОСОБ ГИБКИ ЗМЕЕВИКОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Использование: в атомном машиностроении при производстве длинномерных змеевиков теплообменных аппаратов. Сущность изобретения; способ гибки змееИзобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к гибке труб илипрутков, и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства, в частности в атомном машиностроении припрозводстве длинномерных змеевиков теплообменных аппаратов.Целью изобретения является разработка способа и устройства, обладающих болееширокими функциональными возможностями при одновременном повышении качества гибки,Поставленная цель достигается тем,что, в способе гибки змеевиков на двух полушаблонах с осевым сжатием и одновременным формированием двух гибов, прикотором закрепляют заготовку на полушаблонах так, чтобы точки приложения нагрузок виков заключается в том, что гибку ведут в две стадии, на каждой из которых равномерно поворачивают на 90 участок заготовки, заключенной между точками приложения изгибающих нагрузок, При этом поворот на 90 ведут в соответствии с соотношениями линейно-круговой интерполяции, Поворот точек приложения изгибающих нагрузок ведут со скоростью, равной скорости относительного вращения концов заготовки, При повороте участка заготовки одновременно контролируют соответствие перемещений точек приложения усилий силового сжатия с длинами формируемых дуг, пропорционально изменяя величину соответствующего усилия осевого сжатия. 2 с. и 1 з.п.ф-лы, 11 ил. были расположены с противоположных сто- ф рон заготовок относительно ее продольной у оси на расстоянии, определяемом иэ геометрии змеевика, и затем создают в заготовке изгибающие усилия путем приложения к ней изгибающих нагрузок, точки приложения которых совершают поворот по траекториям,ф соответствующим (,) формируемым гибам, при непрерывном уменьшении расстояния между точками приложения изгибающих нагрузок на величину сформированных дуг, усилия осевого сжатия прикладывают к каждому изгибаемому участку заготовки противоположно друг другу в направлении точек приложения изгибающей нагрузки, располагая точки приложения усилий осевого сжатия за точками приложения изгибающей нагрузки,устройства, третий и четвертый входы которого подсоединены к выходам датчика давления и задатчика усилия сжатия, а выход - к выходу управления регулируемого дросселя, подключенного к выходу другого дросселя, являющегося выходом блока управления и соединяющего привод зажима с источником давления, вход датчика давления также соединен с выходом второго дросселя, при этом входы реверсивных счетчиков являют ся входами блока управления.1814575 ректор А Козориз Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина,каз 1837 ВНИИПИ Госуд Составитель В.СередаТехред М.Моргентал Тираж Подписноеенногр комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 13035, Москва, Ж, Раушская наб 4 Йпри этом гибку ведут в две стадии; в каждой из которых равномерно поворачивают на 90 участок заготовки, заключенный между точками приложения изгибающих нагрузок, перемещая при этом участок заготовки, расположенный между ее началом и первой по ходу технологического процесса точкой приложения нагрузок, перпендикулярно оси заготовки, а участок, расположенный между последней по ходу технологического процесса точкой приложения нагрузки и концом заготовки - по оси заготовки, причем одновременное перемещение соответствующих участков заготовки по оси заготовки, перпендикулярно ей, поворот на 90, ведут в соответствии с соотношениями линейно круговой интерполяции, при этоМ поворот точек приложения изгибающих нагрузок ведут со скоростью, равной скорости относительного вращения концов заготовки и, кроме того, при выполнении поворота участка заготовки одновременно контролируют соответствие перемещений точек приложения усилий осевого сжатия с длинами формируемых дуг, пропорционально изменяя величину соответствующего усилия осевого сжатия, Кроме того, после завершения первой стадии заготовку освобождают, изменяют расстояния между точками приложения нагрузки, затем вновь закрепляют на полушаблонах, прикладывают нагрузки и создают усилие осевого сжатия.Для перемещения участков заготовки в соответствии с соотношениями линейно- круговой интерполяции используют изменение характеристик вращающегося на координатной плоскости радиус-вектора й, выдерживая при перемещении участков по оси заготовки и перпендикулярно ей приращения Ь Х, Ь У их положений равными соответствующим приращениям Ьйк,Ь Ву проекций Вк, Яу вектора Я и одновременно осуществляя поворот участка, заключенного между точками приложения изгибающих нагрузок, в направлении, противоположном вращению радиус-вектора й на угол Л р, равный приращению Лр, угла поворота радиус-вектора В. Причем первоначально заготовку закрепляют на полушаблонах, определив центры формирования гибов заготовки, рассчитанные из геометрии эмееВИКа, В ПОЛОЖЕНИЕ Хн 1 У н 1, яВЛяощИЕСя координатами конца радиус-вектора й, врашающегося в первой стадии вокруг точки с координатами, определяемыми радиусами гибов змеевика в направлении, например, против часовой СтрЕЛКИ От ПОЛОжЕНИя Хн, Ун 1 дО ПОЛОжЕНИя Хк 1, Ук 2, пРи котоРом вектоР повоРачиваетсЯ на 90, а во второй стадии центры формирования гибов перемещают от положенийХн 2 = - (Яг 1+йг 2), Ун 2=(4+ д(йг 1+ВаВЛявляющихся координатами конца радиус- вектора В, вращающегося во второй стадии вокруг точки с координатамиХц 2 = 4 (йг 1+йа), Уц 2 = д (Вг 1+Яа)Л жОт ПОЛОжЕНИя Хн 2, Ун 2 дО ПОЛОжЕНИя, ОПрЕ- деляемого длиной прямого участка змеевика и радиусами гибовХк 2 = 1-, Ук 2 = (Вг 1+Вг 2).При этом при гибке змеевиков серпантинного типа координаты центров формируемых гибов первоначально устанавливаютХн 1 = -(4 + л(йг 1+ Ва), Ун 1 = (Яг 1 + Йг 2) а конечное положение центров формируемых гибов первой стадии является началь-ным для второйХк 1 = Хн 2 = (Йг 1+Йг 2) Ук 1 = Ун 2 = 0-+ (йг 1+ Ва.При гибке змеевиков, имеющих только нечетные П-образные участки длиной И, координаты центров формируемых гибов первоначально устанавливаютХн 1 = - + + Л(Яг 1+ Ва)3, Ун 1 = (йг 1+ Йа) а после окончания первой стадии конец заготовки, перемещающийся по оси У освобождается от нагрузки и центр формирования гиба перемещается по оси У На ВЕЛИЧИНу 1 В ПОЛОЖЕНИЕ Ун 2 =(4+ 7(йг 1Л + Ва, заготовку закрепляют на полушаблоне и создают осевое сжатие; конечное положение Хн 1 ЦентРа фоРмиРУемого гиба, перемещающегося на оси Х, является начальным ДлЯ втоРой стаДии Хн 2.При гибке змеевиков, имеющих только четные П-образные участки длиной 2 для центров формирования гибов первоначально устанавливают с координатыХн 1 = -(3 + 2+ К(йг 1+ Яг 2 Н, Ун 1 = (йг 1 + йа),а после окончания первой стадии конец заготовки, перемещающийся по оси Х освобождают от нагрузки и перемещают по оси У на величину Ь, при этом координатамицентра формирования гиба устанавливают У 2 = -0 +(Я 1+ Яав Л заготовку закрепляют на полушаблоне Х,создают осевое сжатиеПри гибке змеевиков; имеющих четные и нечетные П-образные участки, первоначально устанавливают заготовку, чтобы центры формирования гибов были в положе- нии Хн 1 =- - +1+ 12+ Л(йг 1+ Ргг)1 УН 1 = =(йг 1 + Вгг),а после окончания первой стадии конец заготовки, перемещающийся по оси Х. освобождают от нагрузки и заготовку перемещают на величину 12, производят закрепление заготовки; конец заготовки, перемещающийся по оси У, освобождают от нагрузки и перемещают по оси У на величину 11, в положение, при котором у центра формирования гиба координата У = - + Л+р (Йг 1+ Вгг, ЗаГОтОВКу ЗаКрЕПЛяЮт На ПОЛ- ушаблоне, создают осевое сжатие и производят операции второй стадии,Поставленная цель достигается также тем, что устройство для гибки змеевиков, содержащее полушаблоны, установленные на суппорте и каретке, имеющих возможность перемещения по взаимно перпендикулярным направлениям, гибочные и калибрующие ролики, привод перемещения полушаблонов по направляющим, прижимы для фиксации заготовки на полушаблонах с приводами, управляющее: устройство и механизмы осевого сжатия с датчиками; имеющими приводы разжима, снабжено вторым приводом линейного перемещения полушаблонов, двумя приводами поворота гибочных и калибрующих роликов, двумя датчиками положения полушаблонов по ли. нейной координате, датчиком положения гибочного и калибрующего роликов первого полушаблона по повороту, причем каждый из полушаблонов связан с соответствующими ему приводом с датчиком, а управляющее устройство выполнено в виде блока числового программного управления с линейно-круговой интерполяцией, входы которого подключены к выходам датчиков положения по линейным координатам, полушаблонов и повороту гибочного и калибрующего роликов первого полушаблона, первый, второй и третий выходы - к первым входам соответственно приводов линейного перемещения первого и второго полушаблонов и поворота гибочного и калибрующего роликов первого полушаблона; в четвертый, пятый, шестой и седьмой выходы соответственно к приводам первого и второго прижимов, первому и второму приводам для перемещения гибочных и калибрующих роликов, параллельно второй направляющей одних роликов на суппорте, других - на каретке, кроме того, выход каждого датчика положения подключен через введенные преобразователи частоты следо(ось У). Приводы 7, 8 (например, с тиристорным управлением, предназначенные для 5 10 15 20 25 35 40 45 50 55 вания импульсов в напряжение к вторым входам соответствующего ему привода перемещения, а выход датчика положения по повороту гибочнога и калибрующего роликов первого полушаблона подан на вход привода поворота гибочного и калибрующего роликов полушаблона, зажимы механизмов осевого сжатия снабжены приводами перемещения и датчиками положения зажимов относительно гибочных и калибрующих роликов, а также соответствующими блоками управления, первые входы которых подключены одновременно к вь,ходу датчика положения гибочного и калибрующего роликов первого полушаблона, вторые входы - к выходам соответствующих датчиков положения зажимов, а выходы - к приводам зажимов, входы управления которых подключены к восьмому и десятому выходам устройства управления, а приводы раэжима зажимов - к десятому и одинадцатому выходам устройства управления, при этом каждый блок управления содержит реверсивные счетчики, подключенные через цифроаналоговые преобразователи к первому и второму входам суммирующего устройства, третий и четвертые входы которых подключены к выходам датчика давления и эадатчика усилия сжатия, выход суммирующего устройства подключен к входу управления регулируемого дросселя, подключенного к выходу дросселя, являющегося выходом управления и соединяющего привод зажима с источником давления, вход датчика давления также соединен с выходом дросселя, при этом входы реверсивных счетчиков являются входами блока управления.На фиг,1 приведена функциональная схема устройства; на фиг.2 - 5 алгоритмы работы устройства управления; на фиг.б - типы изготавливаемых змеевиков: а) серпантинного типа; б) имеющего нечетные П-образные участки; в) имеющего четные П-образные участки; г) имеющего четные и нечетные П-образные участки; на фиг.7 - 11 - последовательное расположение центров полушаблонов и заготовки в процессе гибки: на фиг.7 - начальной установки, на фиг,8 - окончание первой стадии; фиг.9,10 - установка полушаблона и заготовки между стадиями при изготовлении змеевика, имеющего четные и нечетные П-образные участки; на фиг.11 - конечное положение,Устройство для гибки змеевиков содержит гибочные полушаблоны 1 и 2, смонтированные на суппорте 3 и каретке 4, имеющих возможность перемещения во взаимно перпендикулярных направляющих 5 (ось Х) иобеспечения перемещения полушаблонов посредством суппорта 3 и каретки 4 по направляющим, подключены первыми входами к первому и второму выходам управления следящими приводами(по координате Х и У соответственно) устройства 9 управления в виде программно-управляемого блока, выбранного из условия обеспечения возможности контурного управления следящими приводами с линейно-круговой интерполяцией и дискретными приводами (напрмер, УЧПУ 2 С 42-65-04).Датчики 10, 11 положения по линейной координате (например, ВЕ) полушаблонов 1 и 2 соответственно на координатной плоскости связаны с соответствующими приводами 7 и 8.Выходы датчиков 10, 11 подключены: датчика 10 к первому, датчика 11 к второму входам приема сигналов от фотоимпульсных датчиков по координатам У, Х соответственно устройства 9 управления и, кроме того, через преобразователи частоты следования импульсов в напряжение соответственно 12 и 13 (выполненных, например на аналоговом перемножителе КР 525 ПС 2 А и двух операционных усилителях КР 140 УД 8, триггерах К 561 КТЗ, К 561 ТМ 2, элементах - И ИЛИ - НЕ К 561 ЛА 7) к вторым входам приводов 7 и 8 соответственно.Платформы 14 и 15, также смонтированные на суппорте и каретке, имеют возможность поворота вокруг осей вращения полушаблонов 1, 2 под действием приводов 16, 17 соответственно.Привод 16 (например, тиристорый ЭПУ 1-2 с двигателем ЭПФ) подключен к третьему выходу устройства 9 управления (выходу управления следящим приводом по координате Е).Привод 17 представляет собой, например, шаговый ШДМ с гидравлическим усилителем и блоком управления БУШ), Датчик 18 положения по повороту платформы 14 связан с приводом 16 и представляет собой, например, фотоимпульсный датчик ВЕ, Выход датчика 18 подключен к третьему входу приема сигналов от фотоимпульсных датчиков (по координате 2 устройства управления 9 и, кроме того, через преобразователь 19, выполненный аналогично преобразователю 12, к второму входу привода 16, а также (для обеспечения синхронизации поворота платформы 14, 15) к входу привода 17.Полушаблоны 1, 2 имеют первый 20 и второй 21 прижимы, предназначенные для фиксации заготовки 22 на соответствующих полушаблонах 1 и 2, (Нагрузка для обеспечения закрепления заготовки на полушаблоне). Прижимы оснащены приводами 23,24 (например, электромагнитными с гидравлическим усилителем и пружинным возвратом), подключенные через усилители5 (выполненные на элементах И 406, на фиг. непоказаны) с четвертым и пятым выходамиуправления дискретными приводами устройства управления,В устройстве содержатся первый и вто 10 рой гибочные и калибрующие ролики 25, 26,установленные на платформах 14, 15 соответственно, с возможностью как вращениявокруг собственных осей, параллельныхосям полушаблонов, так и перемещения15 перпендикулярно продольным осям платформ, причем калибрующие ролики установлены так, что ось, проходящая через осьвращения ролика в направлении перемещения ролика, проходит одновременно через20 ось вращения соответствующего полушаблона, а гибочные ролики (с помощью которых обеспечивают изгибающую нагрузку)находятся (т.е, точки приложения изгибающей нагрузок) на некотором расстоянии от25 калибрующих, определяемом из обеспечения усилия гибки заготовки (например, 100мм для гибки заготовки с максимальным диаметром до 50 мм и толщиной стенки до 4мм).30 Приводы 27, 28 соответствующих роликов 25, 26 выполйены аналогично приводам23, 24 и предназначены для обеспечения перемещения в направлении, перпендикулярном продольной оси платформ. Приводы 27,35 28 подключены соответственно к шестому иседьмому выходам устройства 9 управления(выходам управления дискретными приводами).Платформы 14, 15 снабжены механиз 40 мами осевого сжатия,представляющими зажимы 29, 30, установленные на платформахс возможностью перемещения вдоль платформы, п 1 чем ось, вдоль которой перемещается зажим, находится от оси полушаблона45 на расстоянии, равном радиусу соответствующего полушаблона, закимы 30 снабжены приводами 31, 32 для перемещеня впродольном направлении, например гидрочили ндрачи,ямеющчнигидрорасп ределитеЮ50 электрическим управлением и пружиннымвозвратом и усилители на элементах И 406.Приводы 31, 32 связаны с датчиками 33, 34положения, например ВЕ, а входы управления приводов подключены к восьмому55 и девятому выходам устройства 9 управления. Кроме того, зажимы 29. 30 имеют соответственно приводы 35, 36 разжима зажимов, выполненные, например, аналогично приводам 23, 24, и подключенные кдесятому, одиннадцатому и двенадцатомувыходам устройства 9 управления,В устройстве, кроме того, имеется дваблока 37, 38 управления, первые входы которых подключены одновременно к выходу 5датчика 18, вторые входы блоков управления подключены к датчикам 33, 34 соответственно. Блок 37 управления содержитреверсивные счетчики 39, 40 (выполненные,например, на микросхемах К 561 Е 15), входы 10которых являются первыми и вторыми входами блока управления,Выходы счетчиков через цифроаналоговые преобразователи 41, 42, выполненные,например, на микросхемах К 594 ПА 1, подключены противофазно к первому и второмувходам суммирующего устройства 43 (в качестве суммирующего устройства 43 можетбыть использован, например, усилительмощности электронный УМЭ). Третий и 20четвертый входы суммирующего устройстваподключены противофазно к задатчику 44усилия сжатия и датчику 45 давления.Задатчик усилия сжатия выполнен, например, в виде регулируемого источника напряжения, а датчик 45 давления, например,с электрическим выходом типа "САПФИР",Выход суммирующего,. устройства 43 подключен к регулируемому дросселю 46, выполненному, например, на усилителе ЗОэлектрогидравлическом следящем типаУЭГС,Выходом блока управления являетсягидропривод 47, соединяющий привод 31через дроссель 48 с источником давления 35(на фиг.не показан), например, с гидростанцией. Дроссель 48 выбирается из условияобеспечения необходимого расхода рабочей жидкости, обусловленного перемещением зажима в процессе гибки при 40необходмом давлении осевого сжатия. Кгидропрокоду 47 подключены также датчик45 давления и регулируемый дроссель 46 сосливным баком (на фиг. не показан) гидростанции,45Блок 38 управления выполнен аналогично блоку 3. Выход блока 38, которым является гидропривод блока 3, подан кприводу 32.Процесс гибки змеевика с помощью 50.предлагаемого устройства для гибки змеевиков осуществляется следующим образом. Предварительно данные о геометрии змеевика заносятся, например, с помощью клавиатуры в память устройства 9 управления, На задатчике 44 усилия сжатия устанавливается выходной сигнал, равный выходному сигналу датчика 45 давления при условии осевого сжатия, обеспечивающего качественную гибку (определяется экспери. ментально),Аналогично выставляется усилие сжатия на задатчике блока 38.Затем выполняется операция начальной установки полушаблонов 1, 2,Работа устройства приведена одновременно с пояснением на конкретном примере.При гибке змеевиков, имеющих четные и нечетные П-образные участки (фиг.6) с длиной прямолинейного участка 1. = 10000 мм, длиной прямолинейных частей П-образных участков 1 = 300 мм, 12 = 400 мм и радиусами гибов Вг 1 = 100 мм, йг 2 = 200 мм соответственно (например, из заготовки трубкой плети, состоящей из труб таметром 50 мм, толщиной стенки 4 мм, материал 12 Х 1 МФ).Полушаблон 1 центр которого является центром первого формируемого гиба, устанавливают в положение Ун 1 = Ягой + Вг 2 = ЗОО мм (фиг.7). Для этого задают с помощью клавиатуру координату Ум =300 мм и включают ее отработку, При этом привод 7 отрабатывает задание по положению и скорости (например, 16000 мм/мин), поступающее с первого выхода устройства 9 управления на первый вход привода 1, Положение полушаблона 1 контролируется датчиком 10, выходной сигнал которого поступает на первый вход устройства 9 управления,Преобразователь 12 преобразует частоту следования импульсов с датчика при пеоемещении полушаблона 1 в сигнал, пропорциональный этой частоте,а следовательно, скорости, Это обеспечивает обратную связь по скорости перемещения, поступающую на второй вход привода 7, Затем в начальное положение устанавливается полушаблон 2 (центр которого совпадает с центром второго формиоуемого гиба) (фиг,7). Для этого с помощью клавиатуры задается координатаХи 1 =- -1 1. + 11 + 12 + л (Вг 1 + В г 2)1 = (1 0000 300+ 400+3, 14 300) = 11642 мм и включается ее отработка, При этом привод отрабатывает задание по положению и скорости перемещения в это положение, поступающее с второго входа устройства управления. Положение полушаблона 2 контролируется датчиком 10, выходной сигнал которого поступает на вторсй вход устройства 9 управления. Преобразователем 13 преобразуется скорость изменена выходного сигнала датчика 11 при перемещении полушаблона 2 в сигнал, пропорциональный этой скорости, Это обеспечивает обратную связь с приводом 8 и сигнал обратной связи поступает на его второй вход,Затем выставляют заготовку 22 относительно полушаблона 1 с помощью механизмов перемещения (на фиг, не показано) на расстоянии по оси Х =1 (т,е. на расстоянии 10000 мм для конкретного примера).Фиксируют заготовку на полушаблонах с помощью прижимов 20, 21 по сигналам нулевого уровня на приводы 23, 24 с четвертого и пятого выходов устройства 9 управления (фиг.2), Подводят калибрующие и гибочнце ролики 25, 26 к заготовке 20 по сигналам нулевого уровня на приводы 27, 28 с шестого и седьмого вцходов устройства 9 управления. Зажимают заготовку 22 зажимами 29, 30 по сигналам нулевого уровня на приводы 35, 36 с десятого и одиннадцатого выходов устройства 9 управления, Создают осевое сжатиР заготовки в зонах гибки по сигналам нулевого уровня на входы управления приводов 31, 32 с восьмого и девятого выходов устройства 9 управления. При этом гидропроводы 47 блоков 37, 38 управления соединяются с рабочей полостью гидроцилиндров приводов 31, 32, Рабочая жидкость (на фиг. не показано) поступает от гидростанции через дроссели 48 в рабочую полость гидроцилиндров приводов 31, 32, При этом давление в гидропрводах 47 возрастает,Под действием давления приводы 31, 32 сжимают заготовку 22 в зонах гибки. При достижении давлением уровня заданного усилия осевого сжатим выходной сигнал датчика 45 давления достигает уровня выходного сигнала задатчика 44. При дальнейшем повышении давления уровень выходного сигнала датчика 45 начинает превышать уоовень сигнала задатчика 44.При этом на выходе суммирующего устройства 43 появляется сигнал, приоткрывающий регулируемый дроссель 46, и рабочая жидкость из гидропривода сбрасывается через дроссель 46. Это обеспечивает снижение давления до заданного уровня,Аналогичный. процесс происходит и в блоке 38,Затем производят первую стадии гибки, При этом одновременно перемещают полушаблоны 1, 2 из положенийХн 2 = -9 + 11 + 12 + 1 г(Вг 1 + Вг 2 = 11642 мм,Ун 1 = Вг 1 + Вг 2 = 300 мм,в положенияХк 1 (Вг 1+ Вг 2) = -300 мм,Ук 1 = О + 11 + 12 + К/2 (Вг 1 + Вг 2)1 = =-111171 мми поворачивают калибрующие гибочные ролик 25, 26 вокруг полушаблонов 1, 2 относительно первоначального положения на 90 О. Управление перемещенйн полушаблонов 1, 2 гибочных и калирующих роликовосуществляют, используя изменение характеристик радиус-вектора В, вращающегося5 против часовой стрелки на координатнойплоскости с координатани центра вращенияХц 1 .= Л /4 (Вг 1 + Вг 2) = -235,5 мм,Уц 1 = тГ/4 (Вг 1 + Вг 2) = 235,5 ммиз начального положения10 Хн 1=-0 +11+ 12+ Л/4 (Вг 1+ Вг 2 = -11642Ун 1 =- Вг 1+ Вг 2 = 300 ммдо конечного положенияХк 1 = -(Вг 1 + Вг 2) = -300 мм,15 Ук 1=1.+11+ 12+К/2 (Вг 1+ Вг 2 =-11171Перемещение полушаблонов ведут таким образом, чтобы приращения положенийгъХ, Л У полушаблонов были равны прира 20 щениям проекций ЛВк, ЬВрадиус-вектора В на оси Х, У, а калибрующие и гибочныеролики поворачивают так, чтобы приращение угла поворота Ьрр роликов было равноприращению угла поворота Ьрв радиус 25 вектора, Величины приращений ЛХ,ЬУ выбираются из условия обеспечения точностигибки, например 0,5 мм, В процессе гибкиконтролируют с помощью датчиков 33, 34,реверсивных счетчиков 40, цифроаналого 30 вых преобразователей и входных цепей суммирующего устройства 43 (и аналоговыхэлементов блока 38) перемещение зажимов29, 30 в направлении гибочных роликов 25,26, обусловленное навивкой заготовки 20 на35 полушаблоны 1, 2.Кроме того, с помощью датчика 18, реверсивных счетчиков 39, цифроаналоговыхпреобразователей 41 и входных цепей суммирующего устройства 43 (и аналогичных40 элементов блока 38) контролируют длинысформированных дуг на заготовке 22. Контролируемые величины сравнивают с помощью суммирующего устройства 43 блока37 ( и аналогичного суммирующего устрой 45 ства блока 38).Результат сравнения используют дляуправления величиной усилия осевого сжатия, уменьшая давление рабочей жидкостии рабочей полости гидроцилиндров 31, 32 с50 помощью суммирующих устройств 43 и регулируемых дросселей 46 (и аналогичныхэлементов блока 38), если перемещенияпревышает соответствующую длину дуги, иувеличивая в противном случае.55 Перемещение полушаблонов 1, 2 и поворот гибочных роликов 25, 26 выполняетсяпредлагаемым устройством для гибки змеевиков, в котором при этом в соответствии салгоритмом устройство 9 управления отрабатывает по заложенной в него стандартнойпрограмме линейно-круговую интерполяцИЮ, ПРИЧЕМ В КОНКрЕтНОМ ПрИМЕрЕ Хн 1 =. котором Хк 1= -300 мм, У,1 =11171 мм, Ек 190 оВыходные сигналы устройства 9 управления поступают на приводы 7, 8, 16.Обратная связь по положению полушаблонов 1, 2 и гибочных роликов 25, 26осуществляется датчиками 10, 11, 18. Обратная связь по скорости перемещения осуществляется с помощью преобразователей 12,13, 19,преобразующих скорость изменениясигналов датчиков 10, 11, 18 в сигналы, пропорциональные этим скоростям. Выходнойсигнал датчика 18, поступающий на входпривода 17 поворота калибрующих и гибочных роликов 26, обеспечивает синхронныйповорот роликов 26,Суммирующие устройства 43 посредством регулируемых дросселей 46 (и аналогичных в блоке 38) уменьшают усилиеосевого сжатия, если перемещения зажимов 29, 30 превышают длины сформированНЫХ дуГ радИуСаМИ Яг 1, Яг 2, И уВЕЛИЧИВаЮт Впротивном случае, что предотвращает появление гофров и овалиэации в зонах гибки.По достижении полушаблонами 1, 2 соответственно координат Хк 1= -300 мм, Ук 1==-11171 мм и одновременно поворота гибочных роликов 25, 26 на 90 первая стадиягибки заканчивается.Начинается процесс перестановки полушаблонов и заготовки между стадиями.В соответствии с алгоритмом (фиг.3) напятом, седьмом, девятом и одиннадцатомвыходахустройства 9 упрэвления появляются сигналы высокого уровня, обеспечивающие отвод прижима 21, калибрующего игибочного роликов 26, раэжим зажима 30,отвод зажима 30. Поворачивают прижим 21на 90 (привод поворота на фиг. не показан),Затем перемещают заготовку 22 с помощьюполушаблона 1 нэ величину 12 (фиг.9, 400 ммв конкретном примере), В конце перемещения полушаблона 1 займет положениеУ = (1 + 11+ к/2(йг 1 + Яг 2 = -10771 мм.Перемещение производится поступающимв соответствии с алгоритмом сигналом спервого выхода устройства 9 управления напривод 5 с использованием обратной связис датчиком 10. Закрепляют заготовку 22 наполушаблоне 2, подводят калибрующий игибочный ролики 26, зажимают зажим 30,создают осевое сжатие по сигналам нулевого уровня с пятого, седьмого, одиннадцатого и девятого выходов устройства 9 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 управления (в соответствии с алгоритмом, приведенным на фиг.3).Затем следует операция освобождения заготовки 22 от полушаблона 1, При этом на четвертом, шестом, десятом и восьмом выходах устройства управления появляются сигналы высокого уровня, поступаеь 1 не на приводы 23, 27, 35, 31 и обеспечивающие отвод прижима 20, калибрующего и гибочного роликов 25, разжим зажима 30, отвод зажима 30. Поворачивают прижим 20 на 90" (привод поворота прижима на фиг, не показан). Затем перемещают полушаблан 1 на величину 1 (т.е. на 300 мм в конкретном примере, фиг,9), При этом он займет положение У =-(1. + Л/2 (Вг 1+ Яг 2 =-10471 мм,При перемещении полушаблона 1 с первого выхода устройства 9 управления (в соответствии с алгоритмом на фиг,4) на вход привода 7 поступает сигнал, обеспечивающий перемещение полушаблона в положение У = 40471 мм, Обратная связь по положению обеспечивается с помощью датчика 10, по скорости- преобразователем 12, Закрепляют заготовку 22 на полушаблоне 1, подводят кацбрующий и гибочный ролики 25,. нажимают зажим 30, создают осевое сжатие в зоне гибки по сигналам нулевого уровня с четвертого, шестого, десятого и восьмого выходов устройства 9 управления (в соответстьй 1 с алгоритмом на фиг.4). Таким образом, операции по перемещению заготовки и полушаблонов между стадиями завершаются.Затем начинают вторую стадию гибки, Одновременно перемещают полушаблоны 1, 2 иэ положенийХн 2 = -(йг 1+ Яг 2) = -300 мм;Ун 2 = (3 + л /2(йг 1+ йг 2 Д= -10471 мм в положениеХк 2 =- Е = 10000 мм, Ук 2 = -(Вг 1+ Яг 2) =-300 мми поворачивают калибрующие и гибочные ролики 25, 26 относительно положенн,занятого в конце первой стадии,нэ 90 (фиг,10, 11).Управление перемещением полушаблонов 1, 2 гибочных и калибрующих роликов 25, 26 осуществляют, используя изменение характеристик радиус-вектора В, вращающегося против часовой стрелки на координатной плоскости с координатами центра вращения Хц 2 = л/4 (Яг 1 + Вг 2) = -235,5 мм,Уц 2 = Л/4 (Яг 1 + Яг 2) = -235,5 ммиз начального положенияХн 2 = (Яг 1 + Яг 2) = -300 ммУн 2 = -( + Л/2 (Яг 1 + Яг 2 = -10471 ммв положениеХк 2 = Е = 10000 мм,Ук 2 = (Вг 1 + Вг 2) = -300 мм.Перемещение полушабланав ведут так, чтобы приращения положения ЛХ, ЛУ полушабланов, были равны приращениям проекций Л Вк, Л Ву радиус-вектора на аси Х, У,Калибрующие и гибочные ролики поворачивают так, чтобы приращение угла поворота Ьрр роликов было равно приращению угла поворота Лр к радиус-вектора, Величины приращений Л Х, Л У выбираются из условия обеспечения точности гибки, например 0,5 мм. В процессе гибки контролируют (с помощью входных цепей, суммирующих устройств 43 блоков 37, 38, связанных через цифроаналоговые преобразователи 42 блоков 37, 38 и реверсивные счетчики 40 блоков 37, 38 с датчиками 33, 34 блоков 37, 38) перемещения зажимов 29, 30 в направлении гибочных роликов 25, 26, обусловленное навивкой заготовки на полушаблоны 1,2, Кроме того, с помощью входных цепей суммирующих устройств 43, связанных через цифроаналоговые преобразователи 36 и реверсивные счетчики 39 (блоков 37 и 38) с датчиком 18, контролируют длины сформированных дуг на заготовке 22. В конкретном случае во второй стадии длины дуг Ео 1, 1 о 2 изменяются от 1 о 1=0, 1 О 2=0 до 1 О 1= 7 Г/4 В 1=78,5 мм,о 2 = к/4 В 2 = 157 мм.Контролируемые величины сравнивают с помощью суммирующего устройства 43,Результат сравнения используют для управления величиной усилия осевого сжатия, уменьшая давление рабочей жидкости в рабочей полости гидроцилиндра 31, 32 с помощью суммирующих устройств 43 и регулируемых дросселей 46, если перемещения превышают соответствующую длину дуги и увеличивая в противном случае.Перемещения полушаблонов 1, 2, поворот гибочных рликов 25, 26 выполняются предлагаемым устройством для гибки змеевиков, в котором при этом в соответствии с алгоритмам работы устройство 9 управления отрабатывает по заложенной в него стандартной программе линейно-круговую интерполяцию Хн 2 =-300 мм; Унг = -10471 мм: Ен 2 = 9 ОО; центрам Хц 2 = =235,5 мм, Уц 2 = -235,5 мм; Хк 2 - 10000 мм;Ук 2 = -300180 оВыходные сигналы устройства 9 управ- пения поступают нг приводы 7, 8, 16,Обратная связь по положению полушабланов 1, 2 и гибочных роликов 25, 26 осуществляется датчиками 10, 11, 18. Обратная связь по скорости перемещения осуществляется с помощью преобразователей 12,13, 19, и реобразующих скорость изменения5 сигналов датчиков 10, 11, 18 в сигналы, пропорциональные этим скоростям. Выходнойсигнал датчика 18, поступающий на входпривода калибрующих гибочных роликов26, обеспечивает синхронный поворот роли 10 ков 26.Суммирующие устройства 43 (блоков 37,38) посредством регулируемых дросселей46 блоков 37, 38 уменьшают усилие осевогосжатия, если перемещения зажимов 29, 3015 превышают длины сформированных дуг иувеличивают в противном случае, что предотвращает появление гофров и овализациив зонах гибки,По достижении полушаблонами 1, 2 со 20 ответственно координат Хк 2 = 10000 мм,Ук 2 = -300 ММ И ОдНОВрЕМЕННО ПОВОрата ГИбочных роликов 23, 24 до Ек 2 = 180 О, втораястадия гибки заканчивается,Для завершения цикла освобождают за 25 готовку 22 ат полушаблонов 1, 2 по сигналам устройства 9 управлений, Возвращаютприжимы 20, 21 в исходное состояние,Для выполнения следующих гибов назаготовке 22 при изготовлении змеевика30 вновь выполняют операции по начальнойустановке полушаблонов 1, 2 и заготовки 22и процесс повторяется.Аналогичным образом осуществляетсяизготовление и других типов змеевиков, при35 этом оператором вносятся соответствующИЕ ИЗМЕНЕНИЯ В НацаЛЬНЫЕ Хн 1, Ун 1; Хц 1; Уц 2;Хн 2, Ун 2, Хц 2, Ун 2, конечные условия Хк 1, Ук 1,Хк 2, Ук 2, определяемые геометрией змеевика, т.е. величинами 1,1, 12, Вг 1, Вг 2,40 Предлагаемые способ и устройство обладают более широкими функциональнымивозможностями: позволяют изготовлятьзмеевики серпантинного типа разных радиусов гиба и имеющие П-образные участки с45 применением осевого сжатия. Использование предлагаемых способа и устройства позволяет повысить качество гибки за счетисключения овализации.Формула изобретения50 1. Способ гибки змеевиков на двух полушаблонах с осевым сжатием и одновременным формированием двух гибов, прикотором закрепляют заготовку на полушаблонах так, чтобы точки приложения нагрузок55 были расположены с противоположных сторон заготовок относительно ее продольнойоси на расстоянии, определяемом из геометрии змеевика, и затем создают в заготовке изгибающие усилия путемприложения к ней изгибающих нагрузок, точки приложения которых совершают поворот по траекториям, соответствующим формируемым гибам, при непрерывном уменьшении расстояния между точками приложения изгибающих нагрузок на величину суммы сформированных дуг, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью расширения технологических возможностей при одновременном повышении качества гибки, усилия осевого сжатия прикладывают к каждому изгибаемому участку заготовки противоположно друг другу в направлении точек приложения изгибающей нагрузки, располагая точки приложения усилий осевого сжатия за точками приложения изгибающей нагрузки, при этом гибку ведут в две стадии, в каждой из которых равномерно поворачивают на 90 участок заготовки, заключенный между точками приложения изгибающих нагрузок, перемещая при этом участок заготовки, расположенный между ее началом и первой по ходу технологического процесса точкой приложения нагрузки, перпендикулярно оси заготовки, а участок, расположенный между последней по ходу технологического процесса точкой приложения нагрузки и концом заготовки, - по оси заготовки, причем одновременное перемещение соответствующих участков по оси заготовки перпендикулярно ей и пово-, рот на 90 ведут в соответствии с соотношениями линейно-круговой интерполяции, при этом поворот тачек приложения изгибающих нагрузок ведут со скоростью, равной скорости относительного вращения концов заготовки, при выполнении поворота участка заготовки одновременно контролируют соответствие перемещений точек приложения усилий осевого сжатия с длинами формируемых дуг, пропорционально изменяя величину соответствующего усилия осевого сжатия,2, Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что после завершения первой стадии гибки заготовку освобождают, изменяют расстояние между точками приложения нагрузки, затем вновь закрепляют на полушаблонах, прикладывают нагрузки и создают усилие осевого сжатия.3. Устройство для гибки змеевиков, содержащее полушаблоны, установленные на суппорте и каретке, имеющие возможность перемещения по взаимно перпендикулярным направляющим, гибочные и калибрующие ролики, приводы перемещения полушаблонов по направляющим, прижимы для фиксации на полушаблонах с приводами, управляющее устройство и механизмы осевого сжатия с зажимами, имеющими 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 приводыразжимл,о питающееся тем, что, с целью расширения ехнологицеских возможностей при одновременном повышении качества, оно снабжено вторым приводом линейного перемещения полушаблонов, двумя приводами поворота гибочных и калибрующих роликов, двумя датчиками положения полушаблонов по линейной координате, датчиком положения гибочного и калибрующего ролика первого полушаблона по повороту, причем каждый из полушаблонов связан с соответствующим ему приводом и датчиком, а управляющее устройство выполнено в виде блока числового программного управления с линейно-круговой интерполяцией, входы которого подключены к выходам датчиков положения по линейным координатам полушаблонов и повороту гибочного и калибрующего роликов первого полушаблона, первый, второй и третий выходы - к первым входам соответственно приводов линейного перемещения первого и второго полушаблонов и поворота гибочного и калибрующего роликов первого полушаблона, а четвертый, пятый, шестой и седьмой выходы - соответственно к приводам первого и второго прижимов, первому и второму приводам для перемещения гибочных и калибрующих роликов параллельно второй направляющей одних роликов на суппорте, других - на каретке, кроме того, выход каждого датчика подключен через введенные преобразователи частоты следования импульсов в направлении к вторым входам соответствующего ему привода перемещения, выход датчика положения по повороту гибочного и калибрующего роликов первого полушаблона подан на вход привода поворота гибочногэ и калибрующего роликов второго полушаблона, причем зажимы механизмов осевого сжатия снабжены приводами перемещения и датчиком положения зажимов относительно гибочных и калибрующих роликов, а также соответствующими блоками управления, первые входы которых подключены одновременно к выходу датчика положения гибочного и калибрующего роликов первого полушаблона, вторые входы - к выходам соответствующих датчиков положения зажимов, а выходы - к приводам зажимов, входы управления которых подключены к восьмому и девятому выходам устройства управления, а приводы разжима зажимов - к десятому одиннадцатому выходам устройства управления, при этом каждый блок управления зажимами содержит реверсивные счетчики, подключенные через цифроаналоговые преобразователи к первому и второму входам суммирующего

Смотреть

Способ гибки змеевиков и устройство для его осуществления