RU2253522C2

RU2253522C2 - Apparatus for calibrating and straightening ends of large- diameter tubes

Info

Publication number: RU2253522C2
Application number: RU2002134419/02A
Authority: RU
Inventors: В.В. Машечков (RU); В.В. Машечков; Б.И. Самохин (RU); Б.И. Самохин; А.С. Никитин (RU); А.С. Никитин
Original assignee: Открытое акционерное общество "Электростальский завод тяжелого машиностроения"
Priority date: 2002-12-20
Filing date: 2002-12-20
Publication date: 2005-06-10
Also published as: RU2002134419A

Abstract

FIELD: calibration and straightening large-diameter tubes after their hot bending.

SUBSTANCE: apparatus includes rotary platform mounted in drive shafts normally relative to straightening axis and having guides, slide and carriages with outer calibrating rollers. Carriages are arranged in guides of platform diametrically relative to straightening axis and they are kinematically connected one with other by means of hydraulic cylinders. Slide with inner calibrating roller is mounted on platform and it is joined with motion drive unit. At straightening and calibrating at first ends of tubes are deformed by means of outer calibrating rollers in elastic deformation range and then by means of inner and outer calibrating rollers in contact zone plastic deforming is provided.

EFFECT: enhanced quality of straightening and calibrating due to providing out-of-roundness of tube ends in predetermined range.

3 dwg

Description

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и предназначено для калибровки и правки концов труб, а точнее для калибровки гнутых труб (отводов) большого диаметра ⌀ 530-1420 мм длиной до 12 метров после гибки в горячем состоянии.The invention relates to the field of metal forming and is intended for calibration and straightening of pipe ends, and more specifically for calibration of bent pipes (bends) of large diameter ⌀ 530-1420 mm up to 12 meters long after bending in a hot state.

В результате гибки труб увеличивается овальность торцов труб с расположением большой оси овала в плоскости гибки. Особенно это заметно при небольших длинах прямых участков отводов труб в пределах 500-1000 мм. Непостоянство торца (отводов) труб по конфигурации требует при строительстве трубопроводов заниматься подбором и рихтовкой торцов (отводов) труб для стыковки, что очень неудобно и требует дополнительных затрат.As a result of pipe bending, the ovality of the pipe ends increases with the location of the major axis of the oval in the bending plane. This is especially noticeable with small lengths of straight sections of pipe bends within 500-1000 mm. The inconstancy of the end (bends) of pipes by configuration requires during the construction of pipelines to engage in the selection and straightening of the ends (bends) of pipes for joining, which is very inconvenient and requires additional costs.

Известно устройство для калибровки и правки концов труб большого диаметра (см. патент Японии №57-50573, кл. В 21 D 3/14, заявл. 24.09.76 г., опубл.28.10.82 г.).A device is known for calibrating and straightening the ends of large diameter pipes (see Japanese Patent No. 57-50573, class B 21 D 3/14, decl. 09.24.76, publ. 28.10.82 g.).

Это устройство для калибровки и правки концов труб большого диаметра содержит размещенные по периметру торца трубы наружные и внутренние калибрующие ролики. Условно наружные калибрующие ролики можно объединить кареткой, а внутренний калибрующий ролик установить на ползун. При этом оси роликов расположены параллельно друг другу.This device for calibrating and editing the ends of large diameter pipes contains external and internal calibrating rollers located around the perimeter of the pipe end. Conventionally, external calibrating rollers can be combined with a carriage, and the internal calibrating roller can be mounted on a slider. In this case, the axis of the rollers are parallel to each other.

Ролики изгибают стенку трубы у ее концевой части изнутри и снаружи и при вращении трубы осуществляют ее правку и калибровку, используя как одну группу роликов, так и две группы, размещенные на разных участках по периметру у концевой части трубы.The rollers bend the pipe wall at its end part from the inside and the outside and during the rotation of the pipe, carry out its editing and calibration using both one group of rollers and two groups placed in different sections around the perimeter at the end of the pipe.

Недостаток известной конструкции устройства для калибровки и правки заключается в том, что калибровка и правка осуществляется при вращении только прямой трубы. Вращать гнутые отводы и трубы большого диаметра длиной до 12 метров практически неудобно.A disadvantage of the known design of the device for calibration and dressing is that calibration and dressing is carried out by rotating only a straight pipe. Rotating bent bends and large diameter pipes up to 12 meters in length is practically inconvenient.

Другим недостатком известной конструкции этого устройства является то, что процесс калибровки выполняется без учета упругих деформаций по всему периметру торца трубы.Another disadvantage of the known design of this device is that the calibration process is performed without taking into account elastic deformations around the perimeter of the pipe end.

Таким образом, известное устройство для калибровки и правки концов труб большого диаметра не обеспечивает качественную правку и калибровку концов труб большого диаметра по всему периметру одинаково.Thus, the known device for calibrating and editing the ends of large diameter pipes does not provide high-quality editing and calibration of the ends of large diameter pipes along the entire perimeter equally.

Из известных устройств для калибровки и правки концов труб большого диаметра наиболее близким по технической сущности является устройство, описанное в патенте США №3464253, кл. 72-364, заявл.29.06.67 г., опубл.2.09.63 г.Of the known devices for calibrating and straightening large pipe ends, the closest in technical essence is the device described in US patent No. 3464253, CL. 72-364, declared 29.06.67, publ. 09.26.63

Это устройство для калибровки и правки труб большого диаметра содержит каретку с наружными калибрующими роликами и внутренний калибрующий ролик, кинематически связанный с приводом перемещения. Оси вращения калибрующих роликов расположены параллельно оси трубы.This device for calibrating and straightening large-diameter pipes contains a carriage with external calibrating rollers and an internal calibrating roller kinematically connected to the movement drive. The axis of rotation of the calibrating rollers are parallel to the axis of the pipe.

Недостаток известной конструкции устройства для калибровки и правки концов труб большого диаметра заключается в том, что калибровка и правка концов труб осуществляется только относительно прямой трубы. Исправлять овальность конца гнутого отвода или труб длиной до 12 метров практически невозможно.A disadvantage of the known design of a device for calibrating and editing the ends of large diameter pipes is that calibration and editing of the ends of the pipes is carried out only relative to a straight pipe. It is almost impossible to correct the ovality of the end of a bent branch or pipes up to 12 meters long.

Другим недостатком известной конструкции этого устройства является то, что процесс калибровки и правки выполняется без учета упругих деформаций по всему периметру торца трубы, вследствие чего не обеспечивается качественная калибровка и правка концов труб по всему периметру.Another disadvantage of the known design of this device is that the calibration and dressing process is performed without taking into account elastic deformations around the entire perimeter of the pipe end, as a result of which high-quality calibration and straightening of pipe ends around the entire perimeter are not provided.

Задача настоящего изобретения состоит в создании устройства, позволяющего осуществлять калибровку и правку концов гнутых отводов и труб большого диаметра длиной до 12 метров с учетом упругих деформаций по всему периметру и обеспечить овальность торца трубы в любых заданных пределах.The objective of the present invention is to provide a device that allows you to calibrate and edit the ends of bent bends and pipes of large diameter up to 12 meters in length, taking into account elastic deformations around the perimeter and to ensure the ovality of the pipe end in any given range.

Поставленная задача достигается тем, что устройство для калибровки и правки концов труб большого диаметра, содержащее каретку с наружными калибрующими роликами, установленными на ползунах, и внутренний калибрующий ролик, кинематически связанный с приводом перемещения, согласно изобретению, снабжено закрепленной на приводном валу перпендикулярно оси правки поворотной платформой с направляющими, ползуном и дополнительной кареткой с наружными калибрующими роликами, при этом каретки расположены в направляющих поворотной платформы диаметрально относительно оси правки и кинематически связаны между собой посредством гидроцилиндров, а внутренний калибрующий ролик установлен на ползуне, расположенном в направляющих платформы и связанном с приводом перемещения.This object is achieved in that the device for calibrating and straightening the ends of large diameter pipes, comprising a carriage with external calibrating rollers mounted on sliders, and an internal calibrating roller kinematically connected to the displacement drive, according to the invention, equipped with a rotary shaft fixed perpendicular to the straightening axis a platform with guides, a slider and an additional carriage with external calibrating rollers, while the carriages are located in the guides of the turntable etralno changes relative to the axis and is kinematically connected by means of hydraulic cylinders, and internal sizing roller is mounted on the slider is located in the guide platform and an associated displacement drive.

Такое конструктивное выполнение устройства для калибровки и правки концов труб большого диаметра позволит осуществлять калибровку и правку концов гнутых отводов и труб большого диаметра длиной до 12 метров за счет того, что калибрующие ролики установлены на каретках и расположены на платформе, вращающейся вокруг оси калибровки.Such a constructive implementation of the device for calibrating and editing the ends of large diameter pipes will allow calibration and editing of the ends of bent bends and large diameter pipes up to 12 meters long due to the fact that the calibration rollers are mounted on carriages and are located on a platform that rotates around the calibration axis.

Кроме того, устройство позволит выполнять калибровку и правку концов труб с учетом упругих деформаций по всему периметру торца трубы. Это вытекает из равенства площадей исходного овального торца трубы и исправленного круга. На основании этого равенства существует зависимость между радиусом условно исправленного круга и произведением осей исходного овалаIn addition, the device will allow you to calibrate and edit the ends of the pipes, taking into account elastic deformations around the perimeter of the pipe end. This follows from the equality of the areas of the initial oval end of the pipe and the corrected circle. Based on this equality, there is a relationship between the radius of a conditionally fixed circle and the product of the axes of the original oval

R² _кр=а×в,R ² _cr = a × b,

где R_кр - радиус исправленного круга,where R _kr is the radius of the corrected circle,

а и в - оси исходного овала торца трубы.a and b are the axis of the initial oval of the pipe end.

Торец трубы диаметрально расположенными относительно оси правки каретками с наружными калибрующими роликами деформируется по большой оси исходного овального торца до необходимого условного радиуса круга.The end of the pipe, with the carriages diametrically positioned relative to the axis of editing, with external calibrating rollers is deformed along the major axis of the initial oval end to the required conditional circle radius.

При деформации все упругие деформации в материале торца трубы перераспределяются, что затем фиксируется внутренним калибрующим роликом при выполнении пластической деформации.During deformation, all elastic deformations in the material of the pipe end face are redistributed, which is then fixed by the internal calibrating roller during plastic deformation.

Для пояснения изобретения ниже приводится конкретный пример выполнения изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:To explain the invention, a specific embodiment of the invention is provided below with reference to the accompanying drawings, in which:

на фиг.1 изображено устройство для калибровки и правки труб большого диаметра,figure 1 shows a device for calibration and editing of pipes of large diameter,

на фиг.2 - то же, вид в плане,figure 2 is the same, a view in plan,

на фиг.3 - вид по стрелке А на фиг.1.figure 3 is a view along arrow a in figure 1.

Устройство для калибровки и правки концов труб большого диаметра состоит из платформы 1, закрепленной перпендикулярно оси правки на валу 2, установленном в опорах 3 и снабженном электромеханическом приводом 4. Опоры 3 и привод 4 установлены на опорной раме 5, кинематически связанной с гидроцилиндрами 6 подъема.A device for calibrating and dressing the ends of large diameter pipes consists of a platform 1 fixed perpendicular to the dressing axis on a shaft 2 mounted in bearings 3 and provided with an electromechanical drive 4. The supports 3 and the drive 4 are mounted on a support frame 5 kinematically connected to the lifting cylinders 6.

На направляющих 7 платформы 1 диаметрально оси правки закреплены две каретки 8, кинематически связанные между собой двумя одинаковыми гидроцилиндрами 9. Каждая каретка 8 состоит из двух наружных калибрующих роликов 10, установленных на ползунах 11, кинематически связанных между собой винтовой парой 12.Two carriages 8 are fixed on the guides 7 of the platform 1 diametrically to the dressing axis, kinematically connected to each other by two identical hydraulic cylinders 9. Each carriage 8 consists of two external calibrating rollers 10 mounted on sliders 11 kinematically connected to each other by a screw pair 12.

Кроме того, в направляющих 13 платформы 1 установлен ползун 14, кинематически связанный с приводом перемещения, выполненным в виде гидроцилиндра 15, и закрепленный на нем в опорах калибрующий ролик 16.In addition, in the guides 13 of the platform 1, a slider 14 is mounted kinematically connected to the displacement drive, made in the form of a hydraulic cylinder 15, and a calibration roller 16 fixed to it in the supports.

Дополнительно на платформе 1 установлен контактный упор 17 и датчик 18 для замера овальности.Additionally, a contact stop 17 and a sensor 18 for measuring ovality are installed on the platform 1.

Для приема трубы на ось правки служит приемный стол 19 и механизм зажима 20, расположенные перед платформой 1.To receive the pipe to the axis of editing serves the receiving table 19 and the clamping mechanism 20, located in front of the platform 1.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Труба 21 краном подается на приемный стол 19 до упора 17. Предварительно поворотная платформа 1 устройства установлена на ось калибровки гидроцилиндрами 6, а каретки 8 с наружными калибрующими роликами и внутренний калибрующий ролик 16 настроены на определенный диаметр труб за счет гидроцилиндров 9 и 15. При этом калибрующие ролики 10 находятся снаружи трубы 21, а калибрующий ролик 16 находится внутри трубы 21. Поворотная платформа 1 посредством привода 4 вращается вокруг оси трубы 21 и при этом замеряется овальность трубы датчиком 18 на длине 200 мм, а после замера овальности платформа 1 с каретками 8 и калибрующими роликами 10 и 16 устанавливается по большей оси овала.The pipe 21 is fed by a crane to the receiving table 19 until it stops 17. A preliminary rotary platform 1 of the device is mounted on the calibration axis of the hydraulic cylinders 6, and the carriage 8 with external calibration rollers and the internal calibration roller 16 are set to a certain pipe diameter due to the hydraulic cylinders 9 and 15. the calibration rollers 10 are located outside the pipe 21, and the calibration roller 16 is located inside the pipe 21. The rotary platform 1 rotates around the axis of the pipe 21 through the actuator 4 and the ovality of the pipe is measured by the sensor 18 over a length of 200 mm, and follows roundness measuring platform 1 with the carriages 8 and the metering rollers 10 and 16 mounted on the major axis of the oval.

Труба 21, установленная на приемный стол 19, зажимается механизмом зажима 20. Торец трубы 21 деформируется по большей оси овала в пределах упругих деформаций калибрующими роликами 10 до условного радиуса круга.The pipe 21 mounted on the receiving table 19 is clamped by the clamping mechanism 20. The end of the pipe 21 is deformed along the major axis of the oval within the elastic deformations by the calibrating rollers 10 to the conditional radius of the circle.

Затем внутренний калибрующий ролик 16 доводят гидроцилиндром 15 до контакта со стенкой трубы 21 и нагружают так, чтобы создать пластические деформации в трубе в зоне контакта наружных и внутреннего калибрующих роликов 10 и 16. После создания пластической деформации в трубе 21 в зоне контакта роликов 10 и 16 платформа 1 вращается от привода 4. После нескольких оборотов платформа 1 останавливается, наружные и внутренний калибрующие ролики 10 и 16 снимают нагрузку с трубы 21 и замеряется полученная овальность торца трубы посредством датчика 18.Then, the internal calibration roller 16 is brought by the hydraulic cylinder 15 to contact the pipe wall 21 and loaded so as to create plastic deformations in the pipe in the contact zone of the external and internal calibration rollers 10 and 16. After creating plastic deformation in the pipe 21 in the contact zone of the rollers 10 and 16 the platform 1 rotates from the drive 4. After several revolutions, the platform 1 stops, the outer and inner calibrating rollers 10 and 16 remove the load from the pipe 21 and the resulting ovality of the pipe end is measured by means of the sensor 18.

При неудовлетворительном результате овальности торца трубы 21, платформа устанавливается по максимальной оси полученного овала, и процесс деформации торца повторяется с учетом полученных результатов овальности.If the ovality of the end face of the pipe 21 is unsatisfactory, the platform is installed along the maximum axis of the obtained oval, and the end deformation process is repeated taking into account the obtained ovality results.

После нескольких оборотов платформа 1 останавливается, и калибрующие ролики 10 и 16 отводятся в исходное положение.After several revolutions, the platform 1 stops, and the calibrating rollers 10 and 16 are retracted to their original position.

Механизм зажима 20 отпускает трубу 21 и краном труба убирается с приемного стола 19.The clamping mechanism 20 releases the pipe 21 and the crane removes the pipe from the receiving table 19.

Предложенное устройство для калибровки и правки концов труб большого диаметра по сравнению с известными позволит осуществлять калибровку и правку концов гнутых отводов и труб большого диаметра длиной до 12 метров и обеспечить овальность торца трубы в любых заданных пределах.The proposed device for calibration and straightening of the ends of pipes of large diameter in comparison with the known ones will allow for calibration and editing of the ends of bent bends and pipes of large diameter up to 12 meters in length and to ensure the ovality of the end of the pipe in any given range.

Claims

A device for calibrating and straightening the ends of large-diameter pipes, comprising a carriage with external calibrating rollers mounted on sliders and an internal calibrating roller kinematically connected to the displacement drive, characterized in that it is provided with a rotary platform with guides fixed to the drive shaft perpendicular to the straightening axis, a slider and an additional carriage with external calibrating rollers, while the carriages are located in the guides of the turntable diametrically relative to the axis of editing and ki are nematically interconnected by means of hydraulic cylinders, and the internal calibrating roller is mounted on a slider located in the platform guides and connected with the displacement drive.