2014-02-09
6544
Условно принято считать нежесткими те обечайки, у которых отношение 
. Эти обечайки способны при гибке изменять форму поперечного сечения под действием собственной массы (рис. 2.22).
Рисунок 2.22 – Схема потери устойчивости формы при гибке нежестких обечаек
с изменением (а) начальной формы и без изменения (б)
По мере увеличения длины вылета листа (рис. 2.22, а) кривизна выходной ветви уменьшается (кривые 1, 2, 3) и, достигнув немного больше четверти окружности, лист теряет устойчивость и падает (кривая 4). Если же лист при гибке не изменяет резко своей формы, но под действием собственной массы сильно изгибается (рис. 2.22, кривые 3, 4) продолжать процесс гибки нельзя. Поэтому для исключения деформации от собственной массы и вызываемого ее искажения поперечного сечения при вальцевании применяют телескопические боковые роликовые опоры и верхние поддерживающие устройства (рис. 2.23).
Рисунок 2.23 – Приспособление для сохранения формы нежесткой обечайки при ее гибке
Регулируемость положения роликовых опор и поддерживающего устройства позволяет вальцевать нежесткие обечайки различных диаметров. Приспособление для сохранения формы нежестких обечаек действует следующим образом. Обечайка 2 гнется валками 5 листогибочной машины. По мере гибки конец изогнутой обечайки сначала поддерживается левым роликом 1 и предупреждает ее запрокидывание, а затем поддерживается трубой 3, устанавливаемой на нужной высоте винтом 4. Правый ролик 1 поддерживает изогнутый конец обечайки на завершающей стадии гибки.
Процесс изготовления нежестких обечаек в остальной части совпадает с описанным выше типовым технологическим процессом на изготовление жестких обечаек с обязательным применением для операции планочных прижимов вместо струбцин и стяжек, а также разжимных колец.
При проведении вальцовки обечаек на вальцах следует предупреждать образование следующих дефектов:
а) перекос кромок, проявляющийся при не соблюдении параллельности торцевой кромки листа с осями валков во время установки листа в вальцах;
б) перегиб на радиус, меньше заданного;
в) овальность, которая возникает вследствие неравномерности прижатия листа по всей длине;
г) конусность, являющаяся дефектом станка при непараллельности расположения осей валков;
д) бочкообразность, которая возникает при чрезмерном давлении на валки, вызывающем искривление последних.
Гибка конических обечаек и конических днищ. Кроме цилиндрических обечаек в аппаратостроении часто встречаются конические обечайки и днища по ГОСТ 12619-78, 12620-78, 12621-78, 12622-78, 12623-78, 12524-78. Типовые представители таких деталей представлены на рис. 2.24.
Рисунок 2.24 – Конические обечайки и заготовки для них:
а – с углом конуса b < 60°; б – с углом конуса b > 60°
Размеры плоской заготовки конической обечайки рассчитывают по следующим формулам:
длина образующей, мм
радиусы развертки, мм
угол развертки, рад
длина хорды (длина листа), мм
высота развертки, мм
высота внешней стрелки, мм
Конические обечайки имеют непараллельные образующие, поэтому круговая гибка конуса между цилиндрическими валками приводит к отклонению линий изгиба с направлением образующих. Для согласования их и получения правильного конуса нужно гибку конических обечаек выполнять на вальцах с коническими валками, вершина которых совпала бы с вершиной угла конуса заготовки. Однако такие условия требуют значительного усложнения конструкции и удорожания ее.
При индивидуальном и мелкосерийном изготовлении конических деталей аппаратов можно пользоваться листогибочными машинами с цилиндрическими валками. Для этого осуществляют наклон верхнего (среднего) валка у симметричной трехвалковой машины или бокового валка у асимметричной трех- и четырехвалковой машин.
При проектировании процесса гибки конических деталей аппаратов необходимо учитывать следующие ограничения: 1) проекция малого диаметра конуса на вертикальную ось должна быть больше диаметра верхнего валка; 2) конусы, имеющие развертку более 150°, нельзя изготавливать из одного целого листа, их следует выполнять гибкой из отдельных частей с последующей сваркой.
Расчет параметров настройки валков при гибке конических обечаек.
Схема гибки на трехвалковой машине с симметричным расположением валков с наклоном верхнего валка показана на рис. 2.25.
Угол наклона верхнего валка
где f 1 и f 2 – прогибы наружной и внутренней кромок конической обечайки; b – длина образующей конуса.
Значения f 1 и f 2 определяют по формулам, мм
Углы a 1 и a 2 определяют из уравнений
Рисунок 2.25 – Схема гибки конических обечаек на трехвалковых
листогибочных вальцах (с наклоном верхнего валка)
Радиусы изгиба в торцовых сечениях определяют из равенств, мм
Константы упрочнения n и m берут из таблицы, а остальные – из чертежа (см. рис. 22.6).
Величина смещения заднего подшипника для получения заданного R 1, мм
N З П = s – f 1 + a tg w,
а смещение переднего подшипника для получения R 2, мм
N П П = s – f 2 – (L – a) tg w.
При гибке на трехвалковой листогибочной машине с асимметричным расположением валков, т.е. с вертикальной регулировкой боковых валков, угол наклона определяют по формуле, но значения прогибов наружной и внутренней кромок (сечений) обечаек определяют по следующим формулам, мм:
Углы a 1 и a 2, радиусы R 1 и R 2, смещения N З П и N П П определяются по формулам для гибки конусов с перемещением верхнего валка.
Выбор способа и оборудования для изготовления конических обечаек и днищ зависит от многих конструктивных и технологических факторов – от серийности производства, размеров изготовляемых конических обечаек, соотношения их геометрических размеров, материала, из которого они изготовляются, от требований к точности геометрической формы, состоянию поверхности заготовок и готовых изделий и т.п.
В большинстве случаев конические обечайки относятся к классу тонкостенных деталей. Формообразование таких деталей ведется несколькими способами, которые характеризуются видом инструментов, оборудования и обладают определенными возможностями, преимуществами и недостатками.
В условиях крупносерийного производства конические обечайки небольших размеров или конические обечайки с небольшим диаметром малого основания усеченного конуса изготовляют методом свободной гибки в универсальных штампах с сопряженными по форме пуансоном и матрицей.
Для изготовления штамповкой конических обечаек с углом при вершине 2a < 60° применяют технологию, по которой конус формируется за два перехода. Формообразование конуса производится в штампе со стационарной матрицей с горизонтальной осью симметрии и с револьверным поворотным вокруг горизонтальной оси составным пуансоном. На первом переходе заготовку укладывают на матрицу и пуансоном из заготовки формируют корытообразную деталь. Затем пуансонный блок поворачивают вокруг оси, над матрицей устанавливают второй пуансон, представляющий собой полуматрицу, такую же, как начальная матрица, и доформовывают конус. Такой процесс высокопроизводителен, обеспечивает высокую точность, однако выгоден только в условиях массового и крупносерийного производства.
Тонкостенные конусы в тресте «Южтехмонтаж» изготовливались методом протаскивания через формирующее кольцо. К заготовке конуса в месте его будущей вершины приваривается петля, за которую цеплялся крюк. При подъеме заготовка упирается в формирующее кольцо, в результате чего образуется конус. Подъем продолжается до момента совмещения кромок, после чего производится прихватка стыка электросваркой.
Для крупносерийного производства конических обечаек разработаны трехвалковые машины со сменными коническими валками и их консольным расположением. Угол наклона валков регулируется от 0 до 15°, что обеспечивает гибку обечаек с центральным углом до 180°, с длиной образующей до 1300 мм и толщиной до 10 мм.
При гибке конических обечаек на листоправильных машинах технологический процесс их изготовления соответствует технологическому процессу изготовления цилиндрических обечаек.
Для изготовления конусов с максимальным диаметром основания конуса до 5600 мм, с длиной образующей до 3000 мм используют метод свертывания. Заготовку с углом развертки, меньшим и равным 180°, укладывают на тележку, предварительно установив поворотные кронштейны в такое положение, при котором они поддерживают края заготовки, свисающие с тележки. Струбцины устанавливают так, чтобы угол между ними был равен углу развертки заготовки, а консольные балки струбцин были обращены вниз. Затем тележку с заготовкой перемещают влево, заводя края заготовки в струбцины таким образом, чтобы радиальные кромки заготовки выступали с противоположной стороны. После этого заготовку зажимают с помощью силовых цилиндров, подъемным механизмом поднимают свисающую часть заготовки и тем самым задают направление ее гибки. При движении струбцин происходит сведение кромок заготовки по углу a и одновременный поворот ее краев вокруг осей. По окончании гибки кромки соединяют сваркой.
