книги из ГПНТБ / Каган Я.А. Технологические расчеты в котлостроении учебное пособие

Г л а в а III. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ГИБКИ ПОЛУОБЕЧАЙКИ(КОРЫТА) НА ГИДРАВЛИЧЕСКОМ ГИБОЧНОМ ПРЕССЕ

1. В В Е Д Е Н И Е

Барабаны котлов высокого давления, изготовлявшиеся раньше из кованых изделий, в настоящее время выполняются либо из вальцованных, либо из штампо-сващшх деталей, имеют толщину цилиндрической стенки, близкую к 100 мм, при общем весе одного барабана до 100 г и выше и изготов­ ляются либо на гибочных вальцах (см. главу I и II), либо на мощных гибочных прессах. Примером мощного гидравличе­ ского гибочного пресса, успешно применяемого для гибки полуобечаек барабанов котлов высокого давления, является

гидравлический гибочный пресс с усилием 8000 т, установлен­ ный на котлостроительном заводе, а также гибочно-правиль­ ный пресс с усилием 10000 т, установленный на машинострои­ тельном заводе.

(рис. 15-6),

третий способ — гибка в секторном цилиндрическом штам­ пе (рис. 15-в),

четвертый способ — гибка в полуцилиндрическом штампе (в полуцилиндрическом пуансоне) (рис. 15-г).

Во всех указанных четырех способах гибки полуобечаек на гидравлическом гибочном прессе последняя может произ­ водиться либо в холодном состоянии (рекомендуется при тол­

щине стенки ^р)-> либо в горячем состоянии с нагревом

заготовки в печи до £=1100—1150°С и с охлаждением, в про­ цессе гибки на прессе, при гибке по первому и второму спо­

собу не ниже Г'деф'^ЬЪ^—700°С, а при гибке по третьему и четвертому способу не ниже t"деф= 900 -г- 800°С. При доста­ точной мощности пресса гибку полуобечайки целесообразно

нением последующего отжига полуобечайки для снятия на­ клепа.

2.ГИБКА ПОЛУОБЕЧАЕК СВОБОДНЫМ ИЗГИБОМ

а) Сущность способа гибки свободным изгибом

Гибка полуобечаек на колодках свободным изгибом яв­ ляется наиболее универсальным и распространенным спосо­ бом производства корыт [Л. 6, 7} и выполняется с помощью универсального штампа (см. рис. 16).

Последний состоит из двух опорных колодок, располагае­ мых на плите штампа, и узкого пуансона. Расстояние $ меж­ ду опорными колодками регулируется в зависимости от тол­ щины сгибаемой заготовки: чем толще лист, тем расстояние должно быть больше. Изготовление полуобечаек свободным изгибом ведется посредством многопереходной или последо­ вательной гибки, участок за участком, осуществляемой за несколько ходов пресса.

08

В связи с тем, что, как показали опыты, равномерная кри­ визна на согнутом в холодном или горячем состоянии участке листа, при свободном изгибе, имеет место, при угле между полками а=150-т- 165°, или, что то же, при угле |3, ограничи­ вающем дугу с одинаковым/заданным радиусом гиба R, ране­ ном р=30 -г- 15° (см. рис. 17), необходимое число z последо­ вательных переходов или гибов узким пуансоном составляет величину от

б) Область применения этого способа

Область применения гибки свободным изгибом очень ши­ рока: способом свободного изгиба можно изготовлять полуобечайки самых различных диаметров с использованием при

этом одного простого универсального штампа в виде узкого пуансона и двух опорных колодок с регулируемым расстоя­ нием между ними (рис. 16). Применение этого способа более эффективно для гибки толстостенных обечаек для котлов вы­ сокого давления с отношением диаметра к толщине стенки

равным или меньшим 15. В этом случае за каждый гиб

получается сравнительно широкий равномерно изогнутый уча­ сток, вследствие чего требуется сравнительно небольшое чис­ ло последовательных гибов для изготовления полуобечайки„

Так, например, для барабанов котла ТП-170, изготовленных по способу свободного изгиба, это отношение составляет для

большого барабана — —14,9, для малого барабана

в) Определение изгибающего момента листа М

Изгибающий, момент. М при гибке свободным изгибом, при изгибе листа в 1холодном состоянии определяется, как и при гибке методом вальцовки, по формуле (35):

M = (kx + W /js кг-см.

Здесь №Л— момент сопротивления изгибаемого листа (полуобечайки), равный

го через центр тяжести поперечного сечения изгибаемого листа. Значения остальных вели­ чин, входящих в формулу, те же, что и в формуле (2).

При изгибе листа в горячем состоянии изгибающий мо­ мент определяется, как и при вальцовке, по формуле (38):

M — k^W ^ кг-см.

Значение величин смотри в формуле (1).

При гибке полуобечаек в горячем состоянии нагрев листов производится ~ до 1150°С, а температура гибки полуобечаек составляет обычно при гибке узким и широким пуансоном — начало — 950°С, конец — 700 н- 650°С.

г) Определение усилия на пуансон Рп максимальной длины полуобечайки 1*“кбс

Усилие,-потребное для гибки листа, определяется исходя из величины изгибающего момента М в соответствии со схе­ мой действия сил при гибке- [Л.. 6, 7],

100

L — расчетное расстояние между опорными колод­ ками штампа в конечный момент гибки. Это рас­ стояние, при гибке по схеме свободного изгиба с применением узкого пуансона, принимается рав­

Найдем значения усилий, действующих на опорах.

Q применяем уравнения равновесия системы [71. 8]. Сумма проекций всех сил на ось X:

EA’= - P + 2Ql _+2Q(* sin -j- = 0,

откуда

102

получим следующее приближенное выражение для определе­ ния длины полуобечайки:

1.03

р

Р1 = Р7= - Г) — усилия, передаваемые продольными кра­

ями пуансона на изгибаемый лист. Уравнение для изгибающего момента листа имеет вид:

откуда усилие гибки, действующее на широкий пуансон, по­ лучается равным

Величина изгибакйцего момента М определяется, как и при свободном изгибе, для холодной гибки по формуле (35), а для горячей гибки — по формуле (38).

Сопоставляя формулы (35) и (121) для М, получаем, при холодной гибке полуобечайки методом широкого пуансона,

105

откуда

получаем следующее приближенное выражение для определе­ ния длины полуобечайки:

Из формул (38) и (121) получаем для горячей гибки по­ луобечайки с помощью широкого пуансона

или, учитывая, что находим

Величина L может быть принята равной L ^ R no6. Под­ становка в полученные формулы значения />Л1ам = 8 -10в кг дает величину максимально возможной длины полуобе­ чайки 1*а«£.

4. ГИБКА ПОЛУОБЕЧАЕК В СЕКТОРНОМ ЦИЛИНДРИЧЕСКОМ ШТАМПЕ

При гибке в секторных цилиндрических штампах радиус рабочей поверхности пуансона берется, как и при гибке ши­ роким пуансоном, равным внутреннему радиусу полуобечай­ ки, а радиус рабочей поверхности матрицы берется большим на толщину заготовки (листа). При гибке в секторном цилин­ дрическом штампе последняя осуществляется за три хода

106