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

трубы гибка труб производится без дорна, без-опасения полу­ чить овальность в месте гибки. Чем больше радиус гиба, тем при меньшей толщине стенки может производиться гибка без дорна. Наименьший относительный радиус изгиба трубы при гибке без дорна (без оправки) fMUH= R MUHldHaP определяется

Рис. 31. Минимальный радиус гибки трубы в зависимости от отношения

по следующей формуле, полученной Е. Н. Мошниным на осно­ вании исследований гибов в лабораторных и промышленных условиях [Л. 14):

где: гмцн — минимальный относительный радиус гиба трубы без дорна;

dMaP— наружный диаметр трубы; s — толщина стенки трубы.

При относительных радиусах, превышающих гМин , гибка труб может производиться без дорна.

На рис. 31 представлена в .виде кривой зависимость

зная диаметр трубы и толщину стенки, сразу определить, с каким радиусом можно гнуть трубу без дорна, а для каких радиусов гибки требуется применение оправки. .

146

1?С/в > 6 2 0 сС и Д° 650°), получаем о_ 0,35 и, соответственно,

в

'= з ,

а0,35

согнутая труба при снятии нагрузки несколько разгибается— пружинит, для получения заданного радиуса гиба /?0 (или от-

с учетом пружинения. Однако чтобы не усложнять расчета, и учитывая небольшую получающуюся при этом погрешность (не свыше 3%), при практических расчетах можно опреде­ лять изгибающий момент, необходимый чтобы согнуть трубу, по формуле, содержащей не г, а го,

-RoldHap-

При горячей гибке трубы изгибающий момент определяет­

14?

где: — коэффициент профиля [см. формулу (170)]; о* — предел прочности материала трубы при горячем

деформировании, кг/см2. В качестве расчетной рекомендуется принимать температуру в момент окончания гибки

Значения з / для температуры 800°С для труб наиболее употребительных марок сталей составляют: Ст. 15—7,5; Ст. 20,

Р— коэффициент трения скольжения, который может быть принят при смазке желоба и дорна равным jj. = 0,1;

d нар

149

lit— относительный изгибающий момент, опреде­ ляемый соотношением

из формулы (173) видно, что

При изгибе по радиусам, меньшим некоторого предельного радиуса гпред (значения которого ниже указаны), то есть когда степень деформации становится значительной, упроч­ нение материала становится мало интенсивным, и им можно пренебречь.

В этом случае в уравнение (173) вместо г0 надо подстав­ лять гПре0, значения которого для стали разных марок со­ ставляют [Л. 14]:

П р и м е ч а н и е . Важным вопросом при разработке технологии гибки труб является определение угла изгиба а с учетом пружннения. Расчет­ ная формула здесь применяется следующая:

В формуле (174) величина Р„раж является неизвестной. Для ее определения принимается схема действия сил по рис. 29, то есть, что труба зажата неподвижно зажимным устрой­ ством в точке К и на нее действует изгибающая сила Р праж, приложенная посредине длины желоба.

В этом случае изгибающий момент тру.бы будет равен

150

3.РАСЧЕТ ГИБКИ ТРУБ В ТРУБОГИБОЧНОМ СТАНКЕ

СРОЛИКОМ (БЕЗ ДОРНА)

Суммарный крутящий момент электродвигателя трубоги­ бочного станка и в этом случае выражается формулой (169), изгибающий момент трубы, при гибке в холодном состоянии—

Рис. 33. К определению крутящего момента сил трения М™р в трубогибочном станке второго типа с роликом (без дорна).

формулой (173), а при гибке в горячем состоянии —- форму­ лой (174).

В данном случае Мтркр [см. формулу (169) означает мо­ мент, затрачиваемый на преодоление трения качения наружной поверхности трубы о вращающийся ролик и трения скольже­ ния между роликом и его осью (см. рис. 33). Вследствие мень­

151

шей величины коэффициента трения качения по сравнению с коэффициентом трения скольжения и вследствие отсутствия трения скольжения трубы о дорн, вместо которого добавляется трение скольжения ролика об его ось, в этом станке крутящий

•момент сил трения значительно меньше, чем в станке с дорном и желобом, и выражается следующей формулой:

где:

f KCРприж= Ртр— сила сопротивления трения трубы, кг; \кс —■результирующий коэффициент тре­

Для станка с роликом (без дорна) схема действия сил при изгибе может быть принята по рис. 30, то есть на трубу, за­ жатую зажимным устройством в точке К, действует изгибаю­ щая сила Рприж с плечом /2, обычно равным 1 ^ (i ,5 -5-2} dHap.

В этом случае Ми3г — Р„риж lv откуда

Подставляя в формулу (169) значения величин М'кв

из (173) или (174), М™р из (183) и Рприж из (184), получаем:

Это дает для холодной гибки:

и, соответственно, для горячей гибки

152

4.РАСЧЕТ ПОТРЕБЛЯЕМОЙ МОЩНОСТИ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ

ТРУБОГИБОЧНОГО СТАНКА

Формула для мощности электродвигателя станка первого или второго типа имеет вид

Подставляя в формулу (175) значение Рокр из (а) и vze из (г), получим после преобразований

716201овщ г1прив

Коэффициент полезного действия привода определяется как произведение коэффициентов полезного действия отдель­ ных элементов приводного механизма.

153

Например, для часто применяемой схемы привода трубо­ гибочного станка, в которой движение от электродвигателя к валу гибочного сектора передается с помощью двух червяч­ ных передач— двухзаходной и однозаходной, с расположе­ нием двух валов червяков в подшипниках качения и одного вала, ,на котором расположены второе червячное колесо и гибочный сектор, — в подшипниках скольжения, коэффициент полезного действия будет равен:

Подстановка в формулу (190) приведенных числовых зна­ чений дает для указанной схемы привода значениет]я/)Нв»=0,64.

Примерный технологический расчет гибки труб

Произвести технологический расчет холодной гибки трубы на трубогибочном станке с электромеханическим приводом при следующих исходных данных: наружный диаметр трубы и толщина стенки dHapХ 5=83ХЗ,5 мм; материал трубы Ст. 20; заданный (конечный) относительный радиус гиба

г0*в-г-2-=3; заданный угол гиба трубы ао=90°.

акар

Тип станка — трубогибочный станок с дорном и желобом (рис. 29), с электромеханическим приводом; характерный конструктивный размер станка—длина желоба 1жел—250 мм; число оборотов электродвигателя пВд=1450 об/мин.

Характеристика передаточного механизма привода станка: редуктор состоит из двух червячных пар — малой и большой.

а) Малая червячная пара имеет двухзаходный червяк и червячное колесо с числом зубцов гкол =30; передаточное число jj =15.

б) Большая червячная пара имеет однозаходный червяк и червячное колесо с числом зубцов 2 Х(М=30, передаточное чис­ ло t2=30.

Общее передаточное число; 1о6щ= ix• / , = 15• 30=450.: Требуется рассчитать:

154

1. Необходимость применения дорна для гибки.

2. Необходимый фактический радиус гибочного сектора R й угол гиба а с учетом пружинения трубы в процессе хо­ лодной гибки.

3.Суммарный крутящий момент, преодолеваемый электро­ двигателем станка в процессе гибки трубы с учетом сил тре­ ния, а также силу прижима желоба к изгибаемой трубе.

4.Потребную мощность электродвигателя.

1.Определение необходимости применения дорна для гиб­ ки. Для решения вопроса о том, необходимо ли применение дорна для гибки трубы указанного диаметра 83X3,5 при за­ данном радиусе гиба Ro=3d нар=3-83= 250 мм, вычислим по

формуле (168) наименьший допускаемый относительный ра­ диус изгиба трубы при гибке без дорна:

отношение ------ составляет величину

&нар _______

г*ин — 9.25/0,2-0,042 = 3,7.

Заданный относительный радиус гиба (/"0= 3) меньше по­ лученного минимально допускаемого значения. Следователь­ но, гибка без дорна не может быть допущена из-за опасности получения значительной эллипсности трубы в месте гиба.

П р и м е ч а н и е . Полученный результат подтверждается также гра­

\“кар /

2.Определение необходимого радиуса гибочного сектора

(R)и угла гиба ( а) с учетом пружинения. В связи с тем, что

при-холодной гибке трубы согнутая при заданном радиусе гиба Ra и на заданный угол a-о труба при снятии нагрузки не­ сколько разгибается, пружинит, необходимо брать гибочный сектор с радиусом гиба R<^Rd и изгибать трубу на угол а>ао. Для определения этих величин R и а применяем соот­ ветственно формулы (176) й (178):

1 -)- 2m £ го

155