Трубоформовочная машина см 713

Трубоформовочные машины

Особенности формования труб

Асбестоцементные трубы при сборке трубопроводов соединяются соединительными муфтами. Для удешевления трубопроводов и упрощения их сборки стремятся увеличить длину труб. Первые трубоформовочные машины вырабатывали трубы длиной 3 — 4 м, и их называли АТМЗ и АТМ4. Машина АТМЗ формовала трубы диаметром от 50 до 150 мм, а машина АТМ4 — диаметром от 200 до 1000 мм.

Сейчас асбестоцементная промышленность располагает трубными машинами, вырабатывающими асбестоцементные трубы длиной 3, 4 и 6 м. Трубы меньшего диаметра имеют меньшую длину. Это определяется необходимостью избежать их поломки как при транспортировании, так и под воздействием давления грунта в подземных трубопроводах при неравномерной просадке или сдвижке грунта.

С технологической точки зрения нет препятствий для выработки асбестоцементных труб с диаметром более 1000 мм, но стандарт ограничивает внутренний диаметр труб размером 500 мм. Ограничение вызвано тем, что надежность стыковых соединений, определяющих герметичность асбестоцементных трубопроводов, падает с возрастанием диаметра труб.

Асбестоцементные трубы являются эффективными заменителями чугунных водопроводных. При малых диаметрах асбестоцементные трубы в 2—3 раза дешевле чугунных, с возрастанием же диаметра эта разница резко снижается и при диаметре, превышающем 500 мм, она сглаживается. Для трубопроводов диаметром 500 мм и более целесообразно применять железобетонные трубы.

Поскольку пределы прочности на растяжение и изгиб асбестоцемента ниже соответствующих пределов прочности чугуна, то толщина стенок асбестоцементных труб больше, чем чугунных водопроводных. Это обстоятельство предопределило две системы нормирования диаметров асбестоцементных труб в мировой промышленности. По первой системе, которая принята у нас, в некоторых странах Народной демократии и в Англии наружные диаметры концов труб (обтачиваемые) примерно соответствуют наружным диаметрам чугунных водопроводных труб, что позволяет присоединить к ним непосредственно все фасонные чугунные водопроводные части. Внутренние диаметры таких труб существенно меньше, чем чугунных.

По второй системе, которой пользуется асбестоцементная промышленность большинства стран, размеры внутренних диаметров асбестоцементных труб те же, что и чугунных водопроводных. При этой системе нормирования чугунные фасонные детали уже нельзя использовать в асбестоцементных трубопроводах и для них необходимо вырабатывать либо специальные чугунные фасонные части, либо специальные чугунные переходные патрубки.

У трубоформовочных и листоформовочных машин нет принципиальных отличий в конструкциях ванн сетчатых цилиндров, ваккум-обезвоживающих устройств и устройств для очистки сукна. У первых лишь значительно больше длина сетчатых цилиндров, а их количество ограничивается обычно одним. Это объясняется тем, что количество прокатываний (уплотнений) формуемой трубы, от которого в значительной степени зависит ее плотность и прочность, уменьшается с увеличением числа сетчатых цилиндров. Последнее время для повышения производительности изучают возможность выработки высококачественных труб на двухцилиндровых машинах, но широкого промышленного распространения такой тип машин еще не получил.

Головная часть трубоформовочной машины, где происходит формование трубы из первичных слоев и их уплотнение, значительно сложнее головной части листоформовочной машины и существенно отличается от нее.

Толщина асбестоцементного слоя, отфильтровываемого сетчатым цилиндром (в уплотненном виде), обычно не превышает следующей величины: при изготовлении труб для прокладки безнапорных трубопроводов 0,3 мм и при производстве труб для прокладки трубопроводов, работающих под давлением до 12 ат (изб.) 0,16—0,25 мм.

На рис. 45 приведена схема расположения сукон и деталей трубоформовочных машин, с которыми они связаны при своем движении. Последовательность нумерации деталей на рисунке соответствует движению сукон, указанному стрелками.

Читайте также:  Убираем вмятины на машине


Рис. 45. Схема расположения сукон на трубоформовочной машине

Рабочее сукно 1, сняв с сетчатого цилиндра первичный слой асбестоцемента, проходит направляющий валик 2 и подходит к вакуумной коробке 3. В трубоформовочной машине итальянской фирмы «РКМ», вырабатывающей трубы длиной 6 м, установлено три вакуум-коробки, величина разрежения в которых последовательно возрастает. Затем сукно проходит регулировочный валик 4, с помощью которого устраняют отклонение сукна от средней линии. На схеме показана ручная регулировка, при помощи штурвала 5. У новых трубных машин положение сукон регулируется автоматически. Покинув регулировочный валик, сукно подходит к форматной скалке 6, чтобы передать ей первичный слой асбестоцемента.

Уплотнение первичных слоев и стенок навиваемой трубы в трубоформовочных машинах также основано на принципе прокатки, так как при каждом обороте форматной скалки эти слои подвергаются давлению опорного (ведущего) вала 7 и двух прессующих валиков 20, установленных на так называемом экипаже давления.

Отдав форматной скалке первичный слой асбестоцемента, рабочее сукно огибает натяжной валик 9. Подшипники этого валика установлены на салазках, перемещающихся по вертикальным направляющим станины; положение валика устанавливается штурвальным колесом 8. Далее рабочее сукно проходит два направляющих валика 10 и 13, между которыми расположены вакуум-коробка 11 и промывная трубка 12, затем направляющий валик 14, две промывные трубы 15 и 17, отбойный валик 16 и пару валиков 18, отжимающих из сукна воду.

После этого сукно проходит дополнительный натяжной валик 19, оттягивающий рабочее сукно вниз с постоянным давлением. Величина натяжения рабочего сукна зависит от силы давления на него валика 19 и угла охвата валика сукном. Величина этого угла устанавливается натяжным валиком 9: чем ниже опущен валик 9, тем выше поднимается валик 20 и тем меньше будет угол охвата а, а следовательно, сильнее будет натянуто рабочее сукно. Далее рабочее сукно подходит к ванне сетчатого цилиндра.

Из схемы видно, что прессующие валики 20 головной части машины уплотняют стенку навиваемой трубы не непосредственно, а через сукно 21, которое называется верхним или прессовым (в отличие от нижнего или рабочего сукна). Верхнее сукно необходимо, так как при непосредственном соприкосновении валиков с асбестоцементным слоем частицы его прилипают к поверхности валиков и равномерность давления на стенку трубы нарушается.

Верхнее сукно 21 приводится в движение прессующими валиками, которые в свою очередь работают от общего приводного вала трубной машины. Следовательно, форматную скалку с навиваемой на ее поверхность трубой вращают одновременно нижнее рабочее и верхнее сукна. Поэтому необходимо, чтобы скорость обоих сукон была одинакова.

Пройдя прессующие валики 20, верхнее сукно 21 огибает смонтированные на станине трубоформовочной машины направляющие валики 22, 24, 25, 27 и 28. Между направляющими валиками 22 и 24, а также 25 и 27 верхнее сукно делает две петли и в каждом из них огибает тяжелые одинакового веса натяжные цилиндры 23 и 26. Поскольку вес каждого натяжного цилиндра воспринимают две ветви сукна, натяжение последнего определяет половина веса натяжного цилиндра. Это обеспечивает неизменность натяжения верхнего сукна независимо от положения экипажа давления.

Пройдя последний установленный на станине направляющий валик 28, сукно огибает регулирующий положение сукна валик 29.

Действует регулировочный валик 29 так же, как и валик 4, но салазки, на которых установлен один из его подшипников, двигаются по направляющим, смонтированным на экипаже давления. Салазки, на которых смонтирован подшипник валика 29, поднимает или опускает рабочий с пола цепью 32 через пару конических зубчатых шестерен 31 и винтовой стержень 30.

Читайте также:  Тест про машины для детей

Пройдя регулировочный валик 29, сукно огибает направляющий валик 33, подшипники которого смонтированы также на экипаже давления, и подходит к прессующим валикам 20 экипажа давления. В новых трубных машинах требуемое положение верхнего сукна устанавливают специальные устройства автоматически.

Опорный или ведущий вал вращается от приводного вала трубоформовочной машины и приводит в движение рабочее сукно, которое вращает форматную скалку. Во избежание значительных тангенциальных напряжений в стенке навиваемой трубы, вызывающих ее развальцовку и даже разрыв, верхнее сукно приводят в движение прессвалики 20, и его скорость должна в точности соответствовать скорости движения рабочего сукна.

Когда на форматной скалке толщина стенки формуемой трубы достигнет заданной, диаметр трубы несколько увеличивают развальцовкой, чтобы можно было снять ее со скалки. Для этого ее стенку у концов немного растягивают, вводя между скалкой и трубой тонкие металлические клинья, а затем развальцовывают трубу на специальном каландре или же на самой трубной машине при минимальном давлении прессваликов 20.

В процессе навивания слой асбестоцемента удерживается на поверхности стенки форматной скалки силами прилипания и атмосферного давления. Небольшое количество воздуха, введенное в пространство между поверхностью форматной скалки и стенкой у концов трубы, при вращении скалки распределяется по всей длине трубы и уравновешивает действующее на ее внешнюю поверхность атмосферное давление. Поэтому достаточно небольшого давления прессующих валиков на стенку трубы, чтобы труба была развальцована.

Рассмотрим теперь процесс уплотнения стыка формуемой трубы прессваликами 20 экипажа давления. Он отличается от процесса уплотнения листа, формуемого на листоформовочной машине.

На форматном барабане листоформовочной машины формуется лист, толщина которого обычно не превышает 8—10 мм. Трубоформовочные машины формуют трубы, толщина стенки которых достигает 45 мм.

Диаметр форматного барабана листоформовочной машины постоянный. Форматные скалки имеют различные диаметры.

Давление на слой асбестоцемента, формуемого на листоформовочной машине, создает форматный барабан, на трубоформовочной машине — два прессующих валика экипажа давления, имеющих сравнительно небольшие диаметры. Уплотняющее действие этих валиков невелико, так как отжимаемая ими из слоя вода вновь впитывается формуемой трубой.

В § 6 мы рассмотрели напряжения, возникающие в прокатываемом асбестоцементном слое. На рис. 38, б показано растягивающее слой напряжение σr1, возникающее в результате давления на него форматного барабана. Из-за большого диаметра форматного барабана и сравнительно небольшой толщины формуемого слоя, напряжение σr1 не достигает критической величины, вызывающей его растяжение и развальцовку.


Рис. 46. Схема давления прессующих валиков на стенку навиваемой трубы


Рис. 47. Схема действия прессвалика на стенку формуемой трубы

Рассмотрим действие прессваликов на стенку навиваемой трубы. Обозначим общее давление экипажа давления на формуемую трубу через Qэ.д, который складывается из собственного его веса и дополнительного давления, которое передают ему гидравлические цилиндры.

На рис. 46 представлена в схематическом виде формуемая труба, находящаяся на скалке, и уплотняющие ее прессвалики экипажа давления. Обозначим: диаметр форматной скалки Dc в см, диаметр прессваликов dв в см, толщину слоя асбестоцементной массы s в см, расстояние между центрами прессваликов а в см. Давление каждого прессвалика на слой асбестоцемента (рис. 47) составит:

Обозначим длину навиваемой на скалку трубы L см.

Читайте также:  Черные штамповки на белой машине

Удельное линейное давление прессваликов (давление на один линейный сантиметр навиваемой стенки) равно:

Эти давления действуют на навиваемую трубу сверху; снизу же стенка трубы подвергается давлению опорного вала Qо.в, которое складывается из общего давления экипажа давления Q9.A и веса форматной скалки Qc и навитой трубы Qт. Удельное линейное давление опорного вала

Эти давления не должны превосходить определенной величины, в противном случае навитый слой асбестоцемента развальцовывается, отстает от поверхности форматной скалки и в конце концов разрушается. Следовательно, существуют определенные оптимальные величины удельных давлений.

В связи с этим рассмотрим действие прессующих валиков на слой асбестоцементной массы.

Представим себе металлический цилиндр 1 диаметром D1 и длиной L, на поверхности которого равномерно нанесен слой асбестоцемента 2 толщиной s (см. рис. 47). На этот слой равномерно по всей его длине с силой Р давит другой металлический цилиндр 3 диаметром D2.

Под влиянием давления Р цилиндра 3 слой асбестоцемента будет сжиматься, и давление Р распределится на площади Lh1, где h1 — ширина полосы смятия слоя.

Ширина площадки смятия будет возрастать с увеличением диаметров D1 и D2. Так как слой асбестоцементной массы пластичен, то прессвал вдавливается в него и глубина его вдавливания возрастает с увеличением давления Р и толщины S слоя асбестоцемента. Следовательно, оба эти фактора также будут влиять на ширину h1 площадки смятия слоя.

По ширине слой h1 сжат неравномерно: наибольшей величины напряжение будет достигать в средней зоне полосы смятия, убывая до нуля к краям.

Среднее напряжение сжатия будет составлять:

и максимальнее

где К — больше единицы.

Сырой асбестоцемент обладает некоторой пластичностью. Поэтому, когда σsмакс превзойдет известную величину, он начинает перемещаться в сторону меньшего давления, т. е. от центральной части площадки смятия к краям. Если же этот процесс вследствие вращения цилиндров будет непрерывным, то это может вызвать отрыв навиваемой стенки от поверхности цилиндра (форматной скалки).

Обратимся теперь к выражению Величина h1 при постоянном значении величины D2 и толщины слоя асбестоцемента s зависит от размера D1 и с его увеличением возрастает, а величина σsмакс уменьшается. Следовательно, с увеличением диаметра навиваемых труб общее давление прессваликов должно возрастать.

Степень пластичности сырого несхватившегося асбестоцемента определенного состава зависит от количества находящейся в нем воды или, в данном случае, от его плотности. Но по мере увеличения толщины навиваемого слоя влажность и пластичность его повышаются. Это вынуждает снижать общее давление на него прессующего валика.

Следовательно, с увеличением диаметра навиваемых труб общее давление прессующих валиков на стенку навиваемой трубы должно повышаться, а по мере возрастания толщины навитой стенки снижаться.

Диаметры и толщины стенок труб, изготовляемых на четырехметровой машине, меняются в широких пределах, и это заставляет изменять давление прессваликов как в процессе навивания одной трубы, так и при переходе на изготовление труб другого внутреннего диаметра. Изменяют это давление, меняя давление в гидроцилиндрах экипажа давления, которые устанавливаются или на самом экипаже давления (на трубных машинах старой конструкции), или с боков трубной машины (на машинах новой конструкции).

Источник

То, что вы хотели знать
Adblock
detector