ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Теоретические основы формовки из "Производство труб " Формовка заготовки в трубу зто процесс пластического изгиба криволинейного бруса при больших деформациях. Формоизменение полосы при гибке в штампе показано на рис. 143. Показанная на рисунке постепенность изгиба полосы сохраняется и при непрерывной формовке. Однако в отличие от гибки в штампах процесс непрерывной формовки характерен влиянием на напряженно деформированное состояние внешних жестких частей полосы. [c.275] Напряженное состояние при непрерывном гибе показано на рис. 129,а. При формовке на непрерывном стане между клетями создается натяжение. Поэтому на всей ширине полосы имеется продольное растягивающее напряжение сг, с максимумом по кромкам полосы (см. рис. 129). Для внеконтактной деформации характерна плоская схема напряженного состояния. [c.275] Плоская схема напряженного состояния сменяется объемной (рис. 144). Если выделить из поперечного сечения полосы элемент АВКЕ, то по высоте он делится нейтральным слоем с радиусом г в на две зоны. Напряженное состояние металла в этих зонах различно. Для тех отношений ширины полосы к толщине, которые характерны для производства сварных труб, нейтральный слой располагается на середине толщины. Это подтверждается измерением остаточных тангенциальных напряжений (рис. 145). [c.276] Изменение знака напряжения Ох соответствует середине стенки трубы. [c.277] Определение усилия гиба полосы. Наиболее соответствующим задачам конструкторских и технологических расчетов является метод аналитического расчета усилий и моментов, возникающих при непрерывном гибе полосы, предложенный Ю. М. Матвеевым. На рис. 146 показапы стадии гиба полосы в первом формующем калибре. Сравнивая рис. 143 с рис, 146, нетрудно заметить, что формоизменение металла в штампах и валках аналогично. [c.277] СТ—напряжение в рассматриваемой точке у—расстояние от нейтральной линии до рассматриваемой точки. [c.277] Для каждого сечения /—/, II—II (см. рис. 146) необходимо определять радиус нейтрального волокна г или радиус гиба. [c.278] Определение длины очага деформации. При непрерывном гибе деформация полосы начинается задолго до встречи с валками. Это хорошо видно из рис. 147. Фактическая длина очага деформации / с учетом внеконтактной деформации значительно превышает длину геометрического (контактного) очага деформации /д (см. рис. 146). [c.280] Значение величин, входящих в уравнение (225), приведено на рис. 148. [c.281] Формула (225) для случая формовки трубной заготовки дает значения, в несколько раз завышенные против фактических. [c.281] Как показывают эксперименты, удлинение кромки полосы неравномерно по длине очага деформации. На рис. 149 показан фактический очаг деформации и изменение удлинения кромки по его длине, полученное с помощью координатной сетки, нанесенной на полосу. Наибольшее удлинение кромки соответствует началу геометрического очага деформации. При формовке полосы валками изменяется направление деформации кромки происходит сжатие волокна. Смена знака деформации может привести к образованию волнистости кромки (гофров), если максимальное удлинение кромки (экстремальная точка) превысит допустимую величину. [c.281] Определение усилия на валки в сварочном узле. На рис. 150 показаны продольное (а) и поперечное (б—г) сечения очага деформации при сварке кромок сформованной полосы. Деформацию трубной заготовки в сварочном узле можно разделить на три стадии. В начальной стадии процесса в сечении /—7 (б) совершается гиб трубной заготовки во внеконтактной зоне. В контактной зоне деформации в сечении II—II (в) уменьшается исходная овальность заготовки и продолжается гиб ее до момента соединения кромок в точке А. Обе указанные стадии процесса происходят на длине /св —длине плавного перехода. [c.282] При образовании замкнутого профиля заготовки происходит деформация осадки кромок и обжатие трубной заготовки по диаметру (г) на длине 4. (сечение III—III). Указанная последовательность деформации была положена в основу при выводе формулы для определения давления металла на валки в сварочном узле трубоэлектросварочных станов. [c.282] Рд —давление металла на валки при уменьшении исходной овальности заготовки (сплющивание трубной заготовки). [c.282] В начальный момент контакта с валком происходит изменение овальности, так как момент относительно точки а максимален. Это приводит к увеличению угла ф. [c.284] Усилием Ро, затрачиваемым на изменение овальности заготовки, можно пренебречь. Как показали расчеты, оно не превышает 10% от усилия гиба Р . [c.284] Для определения усилия приложенного на кромке трубы, нужно знать длину контакта (см. рис. 150), величину и изменение напряжения по длине контакта. Допустим, что напряженное состояние металла при осадке кромок близко к линейному. [c.285] При радиочастотной сварке труб металл кромок нагревается еще до подхода к стыку, причем максимальная температура имеет место в точке схода кромок (см. рис. 150, точка Л). В дальнейшем от точки А по мере продвижения трубной заготовки происходит охлаждение металла. [c.285] Учитывая, что скорость охлаждения металла в процессе сварки равна приблизительно 500 град в секунду, а время прохождения злементарного объема от точки схода кромок до оси сварочных валков составляет 0,015—0,025 сек, перепад температур по всей длине контакта кромок составит 6,3—7,6 град, что практически можно не учитывать. [c.285] Вернуться к основной статье