Аннотация
Тонкостенные трубы из коррозионностойких сталей находят широкое применение в авиации, ракетостроении, космической технике, судостроении, машиностроении, черной и цветной металлургии, атомной энергетике, химической, нефтяной и газовой промышленности и других отраслях. Гибка труб является одной из основных операций технологического процесса изготовления деталей трубопроводов. При гибке труб с раскатыванием тепловые явления определяют температуру в зоне гибки, определяют интенсивность износа инструмента (раскатных шариков), следовательно, и его стойкость. С целью установления процесса распределения теплоты в зоне гибки, были проведены натурные эксперименты с применением искусственной термопары и тепловизора. Применение искусственной термопары объясняется его простотой, надежностью и широкой доступностью. Все необходимые измерения были проведены на специальном станке для гибки труб малого диаметра. Была произведена съемка температур с применением тепловизора. Эксперименты были проведены с применением охлаждающей жидкости и без нее. Для получения пространственной картины распределения тепла в зоне обработки и построения зависимости температуры от времени и фаз гибки, были проведены измерения промышленным тепловизором FLIR P65 на разработанном в ЮУрГУ специальном станке модели СХГТ–3. Были построены графические зависимости изменения температуры в зоне раскатывания при равномерном прохождении по 10 точкам. Было проведено сравнение двух методов измерения температуры. Была измерена температура в зоне раскатывания без использования охлаждения, также была измерена температура на поверхности трубы, которая заметно отличается от температуры на раскатном инструменте, из-за рассеяния теплоты по различным элементам технологической системы, заготовки и окружающей среде. В ходе исследования стало известно, что при значительном периоде обработки возрастает вероятность низкотемпературного отпуска инструмента, что требует обязательного использования высокоэффективных охлаждающих сред.
Ключевые слова
Тепловые явления, гибка труб, специальный станок, искусственная термопара, тепловизор.
1. Козлов А.В., Бобылев А.В. Технология и оборудование холодной гибки тонкостенных труб: монография. Челябинск: ЮУрГУ, 2007. 169 с.
2. Solomonov, K., 2014, Development of software for simulation of forming forgings, Procedia Engineering, 8. P. 437–443.
3. Хлуд А.А. Обкатывание роликами наружных и раскатывание шариками внутренних поверхно-стей. Размерно-чистовая и упрочняющая обработка деталей давлением. М.: Машиностроение, 1963. С. 144–160.
4. Смирнов-Аляев Г.А. Сопротивление материалов пластическому деформированию. М.; Л.: Машгиз, 1961. 463 с.
5. LS-DYNA Theoretical Manual. Compiled By John O. Hallquist. 1998. 498 с.
6. Herrmann, M. State-of-the-Art in Process Simulation of Forming Processes / M. Herrmann, M. Fiderer, J. Walters // Papers of the International Conference “New Developments in Forging Technology” in Fellbach (near Stuttgart). Frankfurt/M.: MAT-INFO Werkstoff-Informationsgesellschaft, 2005. 68 с.
7. Kozlov, А. The technology and equipment for cold bending of pipes / А. Kozlov, Y. Khilkevich // The 29th International Conference on Mechanical Engineering: Book of Conference Lecturer. Haifa, Israel: Technion, 2003. С. 190–192.
8. Kozlov, A.V. Stress state in pipe on flexure with internal shairing / Kozlov A.V., Sherkunov V.G., Kyilcevich Ya.M. Russian Engineering Reseach. New York: Allerton Press, Inc., 2009. Т. 29, № 8. С. 809–812.
9. Pesin A., Pustovoytov D. Influence of process parameters on distribution of shear strain through sheet thickness in asymmetric rolling // Key Engineering Materials. Vol. 622–623. 2014. P. 929–935.
10. Халиулин Е.В., Козлов А.В. Измерение температуры при гибке труб с раскатыванием с использованием термопары. Вестник УГАТУ. Серия «Машиностроение». Уфа: Изд-во УГАТУ, 2014. Т. 18. № 3(64). С. 93–96.
11. Banabic D, Bunge H.J., Pohlandt K. and Tekkaya A.E. (2000), Formability Of Metallic Materials: Plastic Anisotropy, Formability Testing, Forming Limits, Springer, Berlin, Germany.
12. Hosford W.F. Mechanical Behavior of Materials. New-York, Cambridge University Press. 2005.
13. Ling K., Liu Y.-K. Study on forming process of the oil pipe with upset ends // Applied Mechanics and Materials. 2014. Vol. 456. P. 648–651.
14. Вейлер С.Я., Лихтман В.И. Действие смазок при обработке металлов давлением. М.: Изд-во АН СССР, 1960. 232 с.
15. Yu Y.-Q. Analysis of the tube head upsetting forming process // Petrochemical Equipment. 2015. Vol. 44. P. 58–63.
16. Козлов А.В., Бобылев А.В. О возможности холодной гибки труб из нержавеющих и титановых сплавов // Отраслевые аспекты технических наук. 2012. С. 6–10.
17. Lux, R., Kletzin, U., Geinitz, V., Beyer, P. Changes in mechanical parameters of stored patented cold-drawn steel wire // Wire Journal International. Vol. 47, iss. 7, July 2014, pp. 78–83.
18. Гайдамак К.М. Монтаж оборудования общего назначения и технологических трубопроводов. М.: Высш. шк., 1987. 255 с.
19. Тавастжерна, Р.И. Изготовление и монтаж технологических трубопроводов. М.: Машиностроение, 1989. 288 с.
20. Гальперин А.И. Машины и оборудование для гибки труб. М.: Машиностроение, 1983. 203 с.
21. Козлов А.В., Шеркунов В.Г. Компьютерное моделирование процесса гибки труб с раскатыванием // Вестник ТГУ. 2009. С. 11–15.
22. Yuri F. Kurmachev, Ruslan E. Sokolov, Denis S. Voroshilov, Vadim M. Bespalov, Vladimir V. Moscvichev. The analytical dependence of the filling billets value to a given relative degree of deformation during cold rolling of tubes // Journal of Siberian Federal University. 2012 5 (7), pp. 731–736.