Способ изготовления компенсаторных труб с фланцами

Способ изготовления компенсаторных труб с фланцами

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к производству компенсаторных труб с фланцами, соединяющих магистральные трубы при производстве судовых трубопроводных систем. Цель изобретения - обеспечение универсальности способа. Измеряют два линейных размера L @ и L @ , определяющих расстояние между центрами фланцев 5 и 6 магистральных труб и опорной точкой О, и шесть углов β @ , β @ , Θ, γ, *98H и ψ. Определяют по ним геометрические параметры компенсаторной трубы с учетом допустимого радиуса изгиба. Выполняют гибку и сборку компенсаторной трубы с фланцами. Способ позволяет изготовлять компенсаторные трубы как при наличии деталей насыщения судна на линии, соединяющей центры фланцев магистральных труб, так и в случаях, когда линия, соединяющая центры фланцев магистральных труб, пересекает один из концевых фланцев магистральных труб. 9 ил., 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИК.

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 В 21 D 7/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4114006/25-27 (22) 18.08.86 (46) 07.. 10.89. Бюл, Р 37 (72) Н,О.Гончар, В.А.Самсоненко, и B.À.1ióçíåöoâ (53) 621.774.63 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 990370, кл. В 21 D 9/00, 1981. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОМПЕНСАТОРНЫХ ТРУБ С ФЛАНЦАИИ (57) Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к производству компенсаторных труб с фланцами, соединяющих магистральные трубы при производстве судовых трубопроводных систем. Цель изобретения — обеспечение универсальности способа. Измеряют два лиИзобретение относится к обработке металлов давлением, в частнос ти к производству компенсаторных труб с фланцами, соединяющих магист. ральные трубы при производстве судовых трубопроводных систем.

Цель изобретения — повышение универсальности способа.

На фиг.1 показана схема измеряемых размеров (1, 1<, у,(„, „, )It, P ) при наличии деталей насыщения судна, в данном случае трубопровода, на линии, соединяющей центры фланцев магистральных труб, а также схема промежуточных параметров ,L,, у, ), рассчитываемых в процессе определения элементов конфигурации трубы; на фиг.2 — схема

Л0„„1512693 А 1

2 нейных размера 1 и 1 „, определяющих расстояние между центрами фланцев 5 и 6 магистральных труб и опорной точкой О, и шесть углов Pg 5

g, g, g u y . Определяют по ним гео-, метрические параметры компенсаторной трубы с учетом допустимого радиуса изгиба. Выполняют гибку и сборку компенсаторной трубы с фланцами.

Способ позволяет изготовлять компенсаторные трубы как при наличии деталей насыщения судна на линии, соединяющей центры фланцев магистральных труб, так и в случаях, когда линия, соединяющая центры фланцев магистральных труб, пересекает один из концевых фланцев магистральных труб.

9 ил., 1 табл. измеряемых размеров, когда линия, соединяющая центры фланцев магистральных труб, пересекает фланец магистральной трубы; на фиг.3 — схема разворота приварных фланцев при сборке трубы; на фиг.4 — измерительный инструмент; на фиг.5 — элементы конфигурации компенсаторной трубы; на фиг.6 — трубосборочный станок, общий вид; на фиг.7 — трубосборочный станок, вид сверху; на фиг.8 — сече-,. ние А-А на фиг.7; на фиг.9 — вид Б на фиг.8.

Способ осуществляется с помощью измерительного устройства, представляющего собой соединенные шарниром 1 телескопические штанги 2 и 3 с фланцами 4 на концах, со шкалами и указа35

Все датчики угловых и линейных перемещений (не показаны) связаны с устройством 30 цифровой индикации.

Способ осуществляется следующим образом.

3 1512693 тельными индексами (не обозначены).

Фланцы 4 имеют возможность поворачи- ваться относительно штанг 2 и 3 и вращаться относительно собственных

5 осей. Для закрепленя измерительного устройства его фланцы прижимаются болтами и гайками (не обозначены) к фланцам 5 и 6. За счет изменяющихся длин и угла раствора сочленных штанг

2 и 3, -а также вращения и поворота фланцев 4 измерительное устройство встает в единственное строго определенное положение, задаваемое фланцами 5 и 6.

Сборку изогнутой трубы 7 с фланцами 8 и 9 осуществляют на трубосборочном станке (фиг.6 и 7), содержащем основание 10 с направляющими

1! и два позиционера 12 и 13, один из которых закреплен на основании

10 жестко, а другой установлен на направляющих 11 с возможностью пере- * мещения от привода (не показан).

Для определения величины перемеще- 25 ния поэиционера 12 по направляющей

11 на последнюю нанесена линейная шкала 14, а на корпусе позиционера

12 закреплен указатель 15.

Позиционеры 12 и 13 выполнены в виде стоек 16 и 17 с горизонтальными приводными от электродвигателя

18 соосными валами 19 и 20. На обоих валах 19 и 20 установлены датчики 21 угловых перемещений, а для визуального контроля — лимбы 22.

На валах 19 и 20 позиционеров 12 и 13 закреплены карданные вилки 23, в которых в цапфах 24 установлены сборочные головки 25, состоящие из корпуса 26 и планшайбы 27. На корпусе 26 установлен самоцентрирующий зажим 28 (фиг.9) для трубы 7, выполпенный в виде двух призм, а на планшайбе 27 установлен самоцентрирующий зажим 29 для установки, базирования и закрепления фланца 8.

Центры. сборочных головок 25 — точки а и Ь вЂ” лежат на пересечении осей 1-1 и 1?-II поворота сборочных головок 25 в вилках 23 с горизонтальной осью III-III поворота вилок

23 относительно позиционеров 12 и 13, !

На фланцы 5 и 6 (фиг. 1 и 2) ране смонтированных магистральных труб на место будущей компенсаторной трубы устанавливают и закрепляют измерительное устройство (фиг.4). Со шкал измерительного устройства, против указательных индексов считывают длины линий 1 и 1 — расстояния между опорной точкой О, т.е. точкой пересечения осей сочлененных штанг, лежащей на опи шарнира 1 их взаимного вращения, и центрами фланцев; угол 9 — между линиями, соединяющими опорную точку с центрами фланцев; угол $ между осью фланца 5 и линией

1 ; угол о — между осью фланца 6 и ее проекцией на плоскость А, образованную линией, соединяющей центры фланцев магистральных труб и остью фланца 5, угол (p„ — между линией 1 и проекцией оси фланца 6 на плоскость А, угол Pg — образованный плоскостью симметрии Б фланца 5, проходящей посередине между болтовыми .отверстиями и плоскостью А, угол 3y.— образованный плоскостью симметрии В фланца 6 и плоскостью В. Снимают измерительное устройство с фланцев 5 и 6 и аналогичным образом измеряют такие же размеры для других компенсаторных труб. Учитывая, что оптимальной компенсаторной трубой является труба, имеющая не более двух изгибов, расположенных в двух плоскостях, и задавшись величинами радиусов изгибов (R<=R<=R), равными 1,5-3,0 диаметра трубь|, длинами прямых концевых участков 1, и 1> с учетом обхода компенсаторной трубой деталей насыщения судна, расчиФывают элементы конфигурации трубы: длину 1 прямого участка между изгибами компенсаторной трубы, углы изгибов о, и М< и угол < между плоскостями изгибов (фиг.5).

Преобразуют исходные данные через промежуточные параметры (фиг.1) к ви" ду, удобному для составления системы уравнений

L= 1 2 + 1. — 21 1усозВ, где L -,длина условйои линии, соединяющей центры присоединительных поверхностей фланцев магистральных труб;

g — угол, образованный продолжением геометрической оси конца первой магистральной трубы и условной ли1512693 нией, соединяющей центры присоединительных поверхностей фланцев магистральных труб;. (— угол, образованный проекцией продолжения геометрической оси конца второй магистральной трубы на плоскость, образованную продолжением геометрической оси конца первой магистральной трубы и условной линией, соединяющей центры присоединительных поверхностей фланцев магистральных труб и укаэанной условной линией.

Если при снятии, замеров штанги 2 и 3 расположены так, что их осевые линии лежат вне углов, образованных линией . и осевой линией фланца 5 или проекцией осевой линии фланца, . лежащей на плоскости В, то для стороны, где расположен одноосный шарнир устройства, 1 -sin8 (=arcs sin- для стороны, где расположен двухосный шарнир, lу sin8

Q =arcsin-- — — -- + у

L т и

Если осевые линии штанги лежат внутри:указанных углов, то для стороны, где расположен одноосный шарнир измерительного устройства, 1н -sin 8

f arcsin-- — — — + У

Ь для стороны, где расположен двухосный шарнир, 1у"sin 8 +у

g =arcsin-- — ——

Составляется система уравнений, решаемая затем методом итерации:

Ь cosof i =-Ь„+Ьсоя -L >cos) cos (+ ) э

L> cosk. =-L >+Lcospcos)-L» cos) cos (g+g);

Ь г=Ьг+Ь г+Ь 2-2LL,cos/, -2LL>cosgcos)+2L,Ь соя соя(г+ ), oL где L 1,+Rtg †.

ОС

L. =1 +Rtg—

Как только получают с заданной точностью L .и L, определяют

R2 — (Ь -1 )г

oC, =arccos (г ()г ); л г-(y 1э) c, =arccos (---- — --- ) 2 R>+(r. -1 )г

1 =Ь -R(tg +tg ) c4 i г 2 2 созе сояо -cos)cos(Q +t ) (p =arccos($ i n р, $1 11 Ы

Далее по размерам 1, 1<э 13, О 1 э о и э гнут трубу на трубогибочном станке с программным управлением или ему подобном.

Сборка труб 7 с фланцами на трубосборочном станке происходит следующим образом.

С клавиатуры устройства 30 цифровой индикации вводят числовые значения параметров Ь, II g,4 Р у и /3, после чего автоматически выполняют ся: разворот вилки 23, позиционера

12 вокруг оси III-III на угол 1; разворот сборочных головок 25 позиционеров 12 и 13 соответственно íà углы у и ; разворот планшайб 27 сборочных головок 25 позиционеров 12 и

13, соответственно на углы Р и Pg перемещение позиционера 12 до достижения расстояния между центрами сбо30 рочных головок 25 (точки а и Ь), равного числовому значению параметра L

В планшайбы 27 сборочных головок

25 позиционеров 12 и 13 устанавливают фланцы 8 и 9 и закрепляют в зажимах 28 сборочных головок 25 позицио35 неров 12 и 13. Далее производят приэ ватку электросваркой фланцев в трубе, вращая при этом трубу вместе со сборочными головками 25 и вилками 23 вокруг горизонтальной оси III-III u

40 снимают трубу 7 с фланцами со станка.

Пример. При установке измерительного устройства на фланцы, имитирующие фланцы магистральных труб, 45 штанги легли вне углов, образованных линией Ь и осью фланцев. На шкалах измерительного устройства углы между осями фланцев и штангами (при их совпадении на шкалах 0 ): u=21 10; Vu=14 35 ; шкалы длин штанг показывают: 1 =500,00 мм;

1<„=902,95 мм. 1Икала угла О =111 14 а также углы =34 26 и/ г=245О10 углы 1 ц =1 =-27 20 .

55 По формулам для этого случая определяют

1ы sing „y (f arcsin- — — — -> =24 20 иц

1512693

g 840

1.» sin0 () =агсsinIцен магистральных труб„ пер г кает один иэ концевых флавиев магистральных труб, L=- 1i +1 -2 1 1 cos0 =1 180 мм.

y 5

Далее зададимся недостающими технологическими параметрами:

1„=150,0 мм; 1 =250,0 мм и R(=R =

=110,0 мм.

Ввиду того, что расчет методом итерации вручную представляет собой трудоемкий процесс, он выполнен в процессе экспериментальных проверок способа на ЭВМ серии EC с учетом осо- 15 бенностей экспериментального образца измерительного устройства, конструкция которого предусматривает с целью унификации самого устройства применение специальных проставышей, устанавливаемых между фланцами 4 ус-.ройства и фланцами 5 и 6 магистраль ных труб, толщина которых Hg=40 Омм и Н =40,0 мм учитывается в расчете.

В таблице представлены результаты расчета в виде. искомых величин и паРаметров трубы М,, M<,(p и 1>. Затем производится гибка трубы и сборка.

Значение показателей

Геометрия трубы

27 42

35 52

Угол первой дуги

Угол второй дуги

Угол между плоскостями дуг

Длина прямой между дугами

95 47

784,54 мм

Предлагаемый способ позволяет определять конфигурацию компенсаторной трубы с фланцами 8 и 9 для раэьемного болтового соединения с магистральными трубами, как при наличии деталей насыщения судна, так и при его отсутствии, и кроме того в случаях, когда линия, соединяющая центры фланФормула изобретения

Способ изготовления компенсаторных труб с фланцами, включающий операции измерения узлов, два из которых образованы плоскостью симметрии фланца, проходящей посередине между отверстиями для болтового соединения и базовой плоскостью, образованной продолжением оси одной магистральной трубы, и линией, соединяющей центры фланцев магистральных труб, третий образован осью второго фланца и базовой плоскостью, а также линейного размера, определения геометрических параметров компенсаторных труб с учетом допустимого радиуса изгиба, последующие гибку и сборку их с фланцами, в процессе которой фланцы на концах компенсаторной трубы разворачивают и устанавливают на ранее измеренные углы, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью обеспечения универсальности способа, дополнительно определяют четыре угла, один из которых образован линией, соединяющей опорную точку с центром фланца первой магистральной трубы и продолжением ее оси, второй образован линиями, соединяющими опорную точку с центрами фланцев магистральных труб, третий — линией, соединяющей опорную точку с центром фланца второй магистральной трубы, и проеКцией ее оси на базовую плоскость, а четвертый угол образован продолжением оси второй магистральной трубы и ее проекцией на базовую плоскость и производят измерение дополнительного линейного размера, при этом оба линейных размера измеряют между центрами фланцев на концах магистральных труб и опорной точкой, расположенной в базовой плоскости.

1512Г>93

1512693

151? 693

Г5

26 27

1512693

Составитель Л.Ткаченко

Редактор Н.Яцола Техред Л.Олийнык Корректор Э.Лончакова

Заказ 6020/10 Тираж 693 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д, 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул. Гагарина, 101