Правка цилиндрических обечаек

Рассмотрим обечайки с жестким контуром, т.е. не проги-бающиеся под собственным весом, у которых отношение толщины листа h к диаметру D не менее 0,01.

Правка обечаек, имеющих замкнутый контур, на валковой листогибочной машине, имеет следующие принципиальные отличия от правки листового проката на листоправильных машинах:

1 - при правке листового проката исправляется волнистость и коробоватость листа, в то время как при правке обечайки ставится задача исправления погрешности круговой формы;

2 - правка листового проката производится путем много-кратных знакопеременных изгибов листа между валками, причем чем тоньше лист, тем с большим количеством валков применяют листоправильные машины. Правка обечаек произво-дится между тремя валками путем увеличения кривизны участка контура обечайки, находящегося между валками, и последу-ющего ее уменьшения.

Основное условие правки. В результате проведения предварительных операций (подгибка кромок у листа перед гибкой, сварка продольного стыка) обечайка имеет неправильную геометрическую форму, причем наибольшее искажение проявляется в околошовной зоне. Величина кривизны отдельных участков может быть больше или меньше номинальной, которую необходимо достигнуть в результате правки.

Основным условием получения обечаек правильной геометрической формы после правки является необходимость обеспечения при нагружении кривизны, большей по величине любой кривизны по контуру обечайки. Однако это условие не единственно. После нагружения следует процесс разгрузки, который необходимо выполнить так, чтобы нагрузка снималась постепенно и равномерно по контуру.

Влияние технологических переходов на точность правки.

Операция правки обечайки разделяется на три последовательных перехода:

1) нагружение - деформирование участка контура обечайки, находящегося между боковыми валками, путем их подъема или опускания верхнего валка;

2) выкатка - вращение обечайки при постоянном радиусе изгиба;

3) разгрузка - уменьшение деформации участка контура обечайки, находящегося между боковыми валками, путем их опускания или подъема верхнего валка, в зависимости от конструкции листогибочной машины.

Под схемой разгрузки понимается порядок снятия деформации по контуру обечайки (например, через 0,5 оборота). Изменение радиуса изгиба (в мм) за часть полного оборота обечайки, выбранного схемой разгрузки, называется ступенью разгрузки. Четыре ступени разгрузки составляют цикл разгрузки. Суммарное изменение радиуса изгиба или относительного положения валков за все циклы называется величиной разгрузки.

На основании принятых определений величину разгрузки можно вычислить по формуле

, мм (6.2)

где – радиус изгиба при правке.

К технологическим параметрам процесса правки обечаек относятся:

- величина радиуса изгиба при правке ;

- порядок (режим) выполнения нагружения выкатки;

- схема и величины ступеней разгрузки;

- расчет взаимного расположения валков машины.

Влияние различных технологических переходов и параметров на точность правки различно.

После установки обечайки на машину производится нагру-жение, которое может выполняться двумя способами. По пер-вому способу, не приводя обечайку во вращение, ей сообщают радиус изгиба , после чего начинается ее вращение. По второму способу после установки обечайки на машину сообщается вращение и постепенное уменьшение радиуса изгиба до . Величина остаточной овальности не зависит от вида нагружения.

При выполнении операции правки обечаек на валковых листогибочных машинах важное значение имеет выбор радиуса изгиба в конце процесса нагружения, от правильно выбранной величины которого в большой степени зависит получаемая точность обечайки. При расчете радиуса изгиба R должны учитываться прежде всего величина пружинения заготовки и первоначальная, до правки, форма обечайки.

Механические свойства материала листа обечайки отличны от механических свойств прямой заготовки. В результате прове-дения предварительных операций (подгибка кромок, круговая гибки листа, сварка продольного шва) происходит упрочнение материала и пределы текучести и прочности приобретают повышенные значения против их величин в листе в состоянии поставки.

В результате проведенных экспериментов установлено, что основное влияние на величину остаточного радиуса по контуру обечайки оказывают первоначальная форма контура, величина радиуса изгиба и диаметр обечайки. Если радиус изгиба больше любого радиуса по контуру обечайки, то при ее вращении между валками кривизна по контуру не будет одинаковой.

Для получения по всему круговому контуру одинаковой кривизны необходимо, чтобы при вращении обечайки между валками радиус изгиба был меньше радиуса кривизны любого участка по контуру обечайки.

Увеличение радиуса изгиба до 5% от расчетного приводит к рассеиванию овальности в пределах 1,5-3 мм. Уменьшение же радиуса против расчетного, не оказывая в целом отрицательного влияния на точность, приводит к большему упрочнению материала, что может быть недопустимо по условиям эксплуатации сосудов.

После нагружения до производится выкатка, т.е. враще-ние обечайки при постоянном радиусе изгиба. Сравнение меха-нических свойств материала после вращения обечайки с различным числом оборотов с исходными показывает, что резкое изменение и происходит после гибки листа в обечайки. После сварки продольного шва и последующей правки изменений механических свойств в зависимости от количества оборотов не наблюдается, т. е. при степенях деформации материала, наблюдающихся при правке (до 2,5%), количество оборотов при выкатке заметного влияния на механические свойства материала не оказывает. В связи с этим 1-1,5 оборотов вполне достаточно для получения необходимой точности.

Получение минимальной овальности, являющееся следствием равномерного распределения напряжений по всему контуру, во многом зависит от схемы разгрузки и величины ступеней разгрузки по циклам. Оптимальная схема разгрузки обеспечивает равномерное последовательное уменьшение деформации по контуру. Разгрузка через 0,5 оборота не обеспечивает этого условия, так как уменьшение деформации производится в двух диаметрально противоположных местах (отметкой для отсчета частей оборота может служить сварной шов или меловая метка на торце обечайки). Наиболее удачными следует считать схемы разгрузки через 0,75 и 1,25 оборота, обеспечивающие уменьшение деформации равномерно в четырех точках по окружности. При этом в целях получения минимального времени правки для небольших диаметров (до 800 мм) может применяться разгрузка через 0,75 оборота, для больших диаметров 1,25 оборота. Минимальная овальность получается при разгрузке через 0,75 и 1,25 оборота. Чем больше будет сделано циклов разгрузки, тем выше будет полученная точность. Однако для обеспечения точности в пределах 1-2 мм вполне достаточно четырех циклов. Оптимальная точность получается при уменьшении ступеней разгрузок от первого к четвертому циклу.