книги из ГПНТБ / Симак, Э. Л. Современные методы изготовления трубопроводов гидро- и пневмосистем

МИНИСТЕРСТВО СТРОИТЕЛЬНОГО, ДОРОЖНОГО И КОММУНАЛЬНОГО МАШИНОСТРОЕНИЯ

ТЕХНИЧЕСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ

ЦЕНТРАЛЬНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ

ОБМЕН ОПЫТОМ

СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ

ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТРУБОПРОВОДОВ ГИДРО- И ПНЕВМОСИСТЕМ

Москва 1974

ВВЕДЕНИЕ

В последние годы в отечественном машиностроении резко

возросло применение гидропривода. Это объясняется, C одной

стороны, очевидными преимуществами, а с другой стороны,

тем, что промышленностью освоено и в настоящее время

централизованно производится широкая номенклатура узлов

иэлементов объемных гидроприводов, включающая насосы, гидромоторы, распределительную и контрольно-регулирую-

щую аппаратуру, рукава высокого давления, гидроцилиндры

ит. д.

Встроительном и дорожном машиностроении также наб­

людается полный переход основных и наиболее массовых ма­ шин на гидропривод. К ним относятся одноковшовые экска­ ваторы II, III, IV и V размерных групп, автомобильные и са­

моходные краны, частично бульдозеры, скреперы. В самые

ближайшие годы переведут на гидропривод грейдеры, мно­

гоковшовые экскаваторы и др.

Характерной особенностью гидроприводов строительных

и дорожных машин является довольно большое количество

приводных силовых механизмов (гидроцилиндров и гидромо­

торов) и связанное с этим большое количество распредели­ тельной аппаратуры.

Все эти элементы соединены между собой трубопровода­

ми, которых в машине довольно много, причем в последних

конструкциях машин с системой гидроуправления увеличено количество трубопроводов управления, изготовленных из

мелких трубок сечением 10×l и 10×l,5 мм.

Учитывая большую серийность выпускаемых машин и вы­

сокие требования, предъявляемые к трубопроводам, вопросы

их качественного изготовления приобретают большое значе­ ние.

В настоящее время нашей промышленностью освоен вы­ пуск многих видов оборудования для изготовления трубопро­

водов, к числу которых относятся отрезные и трубогибочные

3

ХАРАКТЕРИСТИКА ТРУБОПРОВОДОВ

В современных гидравлических строительных и дорожных

машинах общее количество различных трубопроводов, уста­

новленных на одной машине, составляет в среднем 120—150

Поэтому многие трубопроводы имеют одинаковые формы и

размеры и отличаются только правым пли левым исполне­ нием.

Трубопроводы в этих машинах предназначены для пропу­ ска большого количества масла, поступающего от главных

насосов. Для этого они должны иметь по всей длине необхо­

димое сечение и выдерживать с требуемым запасом реактив­ ное давление, возникающее в агрегатах и узлах гидравличе­

ской машины при работе.

По характеру работы трубопроводы гидравлических ма­

шин могут быть разделены на напорные, трубопроводы низ­

кого давления, сливные и трубопроводы управления. В гид-

рофицированных машинах различаются трубопроводы высо­

кого давления, сливные и воздушные трубопроводы тормоз­

ных систем и систем управления.

Напорные трубопроводы связывают силовые механизмы машин с насосами через соответствующую распределитель­ ную и регулирующую аппаратуру.

В связи с тем что привод машин осуществляется обычно от двух и более насосов, по этим трубопроводам проходит

переменное количество жидкости, причем максимальный рас­ ход бывает при включении питания какого-либо элемента

сразу от двух насосов для повышения скорости его движе­

ния. Эти трубопроводы имеют условный проход 20, 25, 32,

рости движения жидкости в трубах и их гидравлическое соп­ ротивление увеличиваются.

В процессе работы машины в напорных трубопроводах

возникает гидравлическое давление, которое можно подраз­ делить на две группы, различные по величине, условиям об­

менно) возникающее в гидросистеме при нормальной работе

машины и ограниченное предохранительными клапанами на­

сосов. Оно составляет для большинства машин 160—175 или

250—275 kzc cm2 в зависимости от их типа.

Реактивное давление — давление, возникающее в цилипд-

4

pax, гидромоторах и трубопроводах, связывающих их с гид­

рораспределителями, в результате действия сил инерции или

взаимодействия различных элементов рабочего оборудования между собой. Возникшее реактивное давление в этих элемен­

тах может значительно превышать рабочее.

Реактивное давление может быть контролируемым, ког­ да в линиях для их защиты установлены перепускные клапа­

ны, или неконтролируемым, когда защита не предусмотрена.

Для того чтобы не допускать открытия перепускных кла­

панов под действием рабочего давления при нормальной ра­

боте машины, они настраиваются на более высокое давление,

чем предохранительные клапаны насосов. Величина контро­

лируемого реактивного давления при этом составляет 250 kzc cm2 (для рабочего давления 160 kzc cm2) и 320 kzc cm2 (для рабочего давления 250 kzc cm2}.

Величина неконтролируемого реактивного давления в на­

порных трубопроводах и полостях цилиндров в случае от­

сутствия защиты ничем не ограничена и в некоторых случа­

ях, при неправильном включении органов управления маши­

ной или других критических ситуациях, может достигать

450—500 kzc cm2.

Вбольшинстве случаев для напорных трубопроводов ис­

пользуются цельнотянутые трѵбы из стали 10 или 20 сечени­

ем 25×3; 30×3,5; 32×3,5 38×4; 42×5.

Вкачестве концевой арматуры для этих трубопроводов

применяют приваренные шароконусные соединения, унифи­

цированные по размерам с заделками гибких рукавов или

различные специальные соединения, снабженные прямыми

или угловыми фланцами и уплотняемые резиновыми кольца­

ми, а также соединения с врезающимся кольцом.

Сливные трубопроводы машин работают в основном при давлении 8 kzc cm2 и максимальном давлении до 30 kzc cm2. Они собираются из газовых труб Л40 и Л50 (48×3 и 60×8),

Н40 и Н50 (48×3,5 и 60×3,5) или цельнотянутых бесшовных

труб такого же сечения.

Трубопроводы высокого давления используются в систе­

мах гидроусилителя руля (колесные экскаваторы и краны),

ходоуме^ыпителя (экскаваторы-дреноукладчики и траншей­ ные), привода рабочего оборудования и т. д.

Обычно они работают под давлением 80—140 kzc cm2 и

В системах управления применяют трубы мелких сечений (10×l, 10×l,5 и 12×1,5) обычно с высаженными ниппеля­

ми под шароконусное соединение. Более мелкие трубы (6×1

5

Для пневмосистем используют такие же трубы, как для

систем управления, а также медные трубки (8×1, 10×l) с

развальцовкой под соединение с внутренним конусом.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТРУБОПРОВОДОВ

Обычно на большинстве заводов с серийным производ­ ством полный технологический процесс производства трубо­

проводов состоит из операций:

предварительная резка труб на мерные заготовки кратной

длины (2,5—3,0 м) ; расконсервация заготовок; очистка внут­ ренней поверхности; окончательная резка заготовок в раз­ мер; гибка; сверловка отверстий для приварки боковых от­ ветвлений и ниппелей; приварка концевой арматуры и от­

ветвлений; гидроиспытание; прокачка и пассивация; упаков­ ка, технологическая заглушка отверстий и маркировка. Но

этот процесс может быть сокращен в связи с условиями про­ изводства.

Так, например, часто предварительную резку совмещают

€ окончательной; расконсервацию — с очисткой; приварку за­ меняют высадкой ниппелей, пайкой или не производят вооб­ ще (когда соединения труб выполняются с врезающимся

кольцом).

В некоторых случаях не производят гидроиспытания или прокачку.

За рубежом при изготовлении трубопроводов очистку внутренней поверхности обычно не производят, так как ме­ таллургическая промышленность поставляет для этой цели

очищенные трубы, имеющие прочную химическую защиту по­ верхности и не нуждающуюся в расконсервации.

Гидроиспытания часто заменяются ультразвуковым или

другим контролем швов.

Тем не менее большинство указанных операций в техно­

логическом процессе сохраняется.

Трудоемкость отдельных операций в общем объеме рас­

пределяется следующим образом: гибка — 40—60%; резка —

5—8; очистка — 20—25, сварка или высадка — до 8 и гидро-

нспытания или контроль — до 10%.

Ниже рассмотрены основные операции и применяемое для

-этой цели оборудование.

Резка труб на заготовки

В процессе изготовления трубопроводов производится рез­

ка как прямых труб (при резке их в размер), так и согну-

6

тых, когда необходимо удалить оставленный технологический

припуск.

Резка труб на мерные заготовки производится согласно

расчетным размерам. Конец трубы, получающийся в резуль­ тате реза, должен быть ровный и чистый, без наплавов, зау­

сенцев и т. п.

Если применяемый способ резки не обеспечивает требуе­

способов, отличающихся между собой применяемым обору­ дованием и инструментом.

Резка труб на резцовых трубоотрезных станках. Эти стан­

ки широко применяются на многих заводах, в том числе на киевском заводе «Красный экскаватор», Калининском и

Ленинградском экскаваторных заводах, Ивановском автомо­

бильных кранов и др. По конструктивному исполнению они

разделяются на две группы.

дачу.

Ко второй группе относятся станки, в которых труба за­ жимается неподвижно, а резцы закрепляются на суппортах,

расположенных на вращающейся планшайбе, что обеспечи­

вает резцам радиальную подачу и вращение.

Станки первой группы более распространены благодаря

простои конструкции и технологическим преимуществам

(резка на этих станках чаще всего производится одним рез­

цом).

сварки или высадки ниппеля.

Однако на этих станках невозможно резать гнутые трубы,

атакже затруднена резка длинных труб.

Кнедостаткам станков второй группы следует отнести до­ вольно трудоемкую наладку обоих вращающихся резцов на одинаковый' ход и размер.

Современные конструкции станков (рис. 1) полностью ав­

томатизированы, имеют гидравлическую подачу суппортов,

загрузочные магазины, счетчики отрезаемых заготовок и

т. д.

При серийном производстве для резки труб часто исполь­ зуются токарные и револьверные автоматы или полуавтома­

ты. Для резки мелких труб применяют фасонно-отрезные ав­

томаты.

Резка труб абразивным кругом. Станки для резки труб

7

абразивным кругом распространены па большинстве заводов

и применяются в основном для резки тонкостенных труб.

Режущий инструмент — тонкий абразивный круг на вул­ канитовой основе диаметром 300 или 400 мм. Привод крута чаще всего осуществляется через, клиноременную передачу.

Зажимается труба вручную или пневмосистемой. Подача кру­

га на трубу производится вручную или реже автоматически.

Последние модели этих станков конструктивно выполне­

ны в виде качающейся рамы, установленной на поворотном

столе.

Рис. 1. Автоматический труборезный станок фирмы «Брукс» (Англия) с вращающейся резцовой головкой и загрузочным бункером

Такое исполнение дает возможность поворачивать раму

относительно зажимного устройства и получать косой рез под

углом до 45° к оси трубы.

Стенки снабжаются загрузочными стеллажами и подаю­

щими рольгангами. Почти все станки имеют мерную линей­ ку и передвигающиеся по ней упоры для отмера трубы. Дли­

на отмеряемого участка обычно бывает до 3 м. Станки не

требуют сложной наладки, заточки инструмента и имеют до­

статочную производительность.

К числу недостатков этих станков относится большая хрупкость кругов, они не выдерживают даже незначительно­

го удара. Подвод их к трубе производится на малой скоро­

сти. При резке частично происходит оплавление металла и

выделение дыма и гари. Поэтому па таких станках обычно устанавливают индивидуальный отсос с циклоном для очист­

ки воздуха.

8

Нагрузки на режущий инструмент (если подача постоян­

на) в начале и конце реза значительно больше, чем в сере­ дине, что приводит к интенсивному износу кругов. Однако

износ может быть уменьшен, если применять подачу пере­

менной величины с уменьшением ее в начале и конце реза.

Рис. 2. Станок для резки труб вулканитовым кругом конструкции ВПТИстройдормаша

При резке труб вулканитовым кругом почти всегда обра­ зуются заусенцы, которые необходимо удалять. Кроме того

абразивная пыль осаждается на внутренней поверхности тру­

бы и припекается к ней. Длина загрязненного участка дости­

гает 2—3 диаметров по обе стороны реза. Поэтому такие станки применяются чаще всего для предварительной резки труб на длинные заготовки кратной длины, которые после очистки режутся в размер на станках других типов.

На рис. 2 изображен станок для резки труб вулканитовым

9