CS247078B2

CS247078B2 - Rolling method of radialy ribbed two-layer pipes and apparatus to perform this method

Info

Publication number: CS247078B2
Application number: CS243384A
Authority: CS
Inventors: Janusz Przybyla; Zygmunt Gozdziewicz; Andrzej Szal; Ryszard Zub; Andrzej Maszynski
Original assignee: Zaklady Urzadzen Chem
Priority date: 1983-03-31
Filing date: 1984-03-30
Publication date: 1986-11-13
Also published as: HUT38065A; PL241324A1; HU197237B; EP0121252A2; SU1268094A3; RO89288A; PL139849B1; EP0121252B1; DE3478581D1; EP0121252A3

Abstract

A method of rolling transverse ribbed tubes consists in that the rib (11) after forming is deflected in the direction of rolling parabolically, the external tube (4) is pressed down to the core tube (5), and deflecting the rib (11) and pressing down the external tube (4) to the core tube (5) is carried out during one revolution of the tube, and afterwards the rib is straightened.

A set of toots for rolling transverse ribbed tubes has three tools provided with roll-formed disks (6, 7, 8, 9), supporting and straightening, whereby the second - in the direction of rolling - part of the profile of supporting disks is concave, preferably parabolically, and the last - in the direction of rolling - tool is provided with a supporting disk of the outer diameter bigger by from 0.1 to 0.8 mm from the outer diameter of the other supporting disks.

Description

Vynález se týká způsobu válcování radiálně žebrovaných dvojvrstvých trubek a zařízení způsobu, zejména pro válcování trubek o malé tloušťce žeber, používaných pro výměníky tepla.The invention relates to a method for rolling radially finned double-layer tubes and a method apparatus, in particular for the rolling of tubes of small thickness of fins used for heat exchangers.

Válcování žeber na trubkách spočívá v tom, že na povrch trubky tlačí otočně poháněné mnohokotoučové nástroje. Obvykle se používá souboru tří nástrojů, obsahujících sady kotoučů provádějících jednotlivé fáze výroby žebra, tj. · vtlačování rýh do trubky, tažení žeber a tváření tvaru žebra.The rolling of the ribs on the tubes consists in pushing rotatably driven multi-disc tools onto the tube surface. Usually, a set of three tools is used, comprising sets of disks carrying out each phase of the rib production, i.e., pressing the grooves into the tube, pulling the ribs and forming the rib shape.

V případě výroby dvojvrstvých trubek se navíc vnější žebrovaná trubka lisuje na vnitřní jádrovou trubku, aby se získalo dobré přilnutí trubek a zlepšení tepelné vodivosti.In addition, in the case of the production of double-layer tubes, the outer fin tube is pressed onto the inner core tube in order to obtain good tube adhesion and improve thermal conductivity.

Je znám způsob válcování žeber, při němž se vnější trubka lisuje na vnitřní trubku v poslední fázi tváření tvaru žebra. Při tomto způsobu, popsaném například v sovětském patentovém spise č. 217 344, mají všechny nástroje poslední kotouče — ve směru válcování — o zvětšeném průměru, čímž se vyvodí přídavné radiální síly, které vyvolají dostředné stlačení trubek. Bylo však zjištěno, že jako výsledek působení třecích sil a zvětšení obvodu ztenčovaného žebra v něm vznikají radiální síly opačného směru, které způsobují odtrhování materiálu vnější trubky od vnitřní trubky a tudíž vznik podžeberní vtaženiny a tím mezeru mezi trubkami.A rib rolling method is known in which the outer tube is pressed onto the inner tube in the last stage of rib forming. In this method, as described, for example, in US-A-217 344, all tools have the last rolls - in the rolling direction - of increased diameter, thereby generating additional radial forces that cause the tubes to be centered in a concentric manner. However, it has been found that as a result of the action of frictional forces and an increase in the circumference of the thinned rib, radial forces of opposite direction occur therein, causing the outer tube material to tear from the inner tube and hence to produce an undercurvation.

Jiný nástroj pro válcování žeber na dvojvrstvých trubkách je znám z polského patentu č. 79 817. U tohoto nástroje se k zamezení vzniku mezery mezi trubkami používá přídavné sady nesouměrných rovinně sbíhavých kotoučů. Taková konstrukce nástroje umožňuje v první fázi vytvoření nízkého žebra a pak intenzívní oboustranné ztenčování žebra ppři současném zvětšování jeho výšky. Pochod ztenčování vyvolává sklon ke zvětšení obvodu žebra, což ' při omezení radiálního tečení kovu v oblasti sousedící s vrcholy vstupních kotoučů vede ke vzniku vtaženiny přímo pod žebrem. Sada nesouměrných kotoučů působí tak, že předtím vytvořená vtaženina se přemístí do. oblasti působení posledního hladicího kotouče.Another tool for rolling ribs on double-layer tubes is known from Polish Patent No. 79 817. In this tool, additional sets of asymmetrical planar converging wheels are used to prevent the gap between the tubes. Such a construction of the tool allows, in the first phase, the creation of a low rib and then an intense two-sided thinning of the rib while increasing its height. The attenuation process tends to increase the circumference of the rib, which, when limiting the radial creep of the metal in the region adjacent to the apexes of the inlet disks, leads to an elongation directly below the rib. The set of asymmetrical disks acts to move the previously formed sweep into. the area of application of the last wiper blade.

Provádění tohoto způsobu dostředního stlačování vnější trubky na vnitřní trubku pomocí několika nesouměrných kotoučů způsobuje značná namáhání podél osy nástroje, která brání praktickému použití tohoto řešení při válcování žebrovaných trubek o velmi malých roztečích a malých tloušťkách žeber.Performing this method of centering the outer tube to the inner tube by means of several asymmetrical disks causes considerable stresses along the tool axis, preventing the practical application of this solution when rolling finned tubes of very small pitches and low rib thicknesses.

Z polského patentu č. 113 419 je rovněž znám způsob válcování žeber tak, že po výchozím vtlačování rýh, tažení a tváření žebra se přidávají další operace, jimiž je žíhání a pak několikrát opakované přehýbání žeber kolem osy kolmé ke směru válcování, přičemž během opětného přehýbání se vnější trubka lisuje na jádrovou trubku.Also known from Polish Patent No. 113 419 is a method of rolling the ribs such that, after initial scratching, drawing and forming of the rib, additional operations are added, such as annealing and then repeatedly folding the ribs about an axis perpendicular to the rolling direction. the outer tube is pressed into the core tube.

Nástroj pro tento. způsob obsahuje kromě známých sekcí vstupních kotoučů podpěrný kotouč, zvětšující tuhost nástroje a vychylující na začátku žebro, dále sekci přehýbacích kotoučů, jež jsou v určité vzdálenosti od tohoto kotouče a mezi nimiž jsou hladicí kotouče a také, jako poslední, kotouč rovnající žebro.Tool for this. The method comprises, in addition to the known sections of the input discs, a support disc which increases the rigidity of the tool and deflects the rib at the beginning, a section of folding discs which are at a distance from this disc.

Způsobem a nástrojem podle tohoto vynálezu je možno provádět průmyslově válcování žeber o poměrně vysoké průměrné tloušťce nejméně 0,45 mm a průměrné štíhlosti až 1 : 40. Při dalším ztenčování žebra dochází ke značnému ovlivnění tváření žebra určitými povrchovými vadami hladkých trubek, zahrnutými ve výrobních normách trubek. Tyto vady mají za následek místní trhliny žebra a v důsledku toho vedou ke znížení pásu žebra ve fázi opakovaného přehýbání.With the method and tool of the present invention, ribs can be industrially rolled with a relatively high average thickness of at least 0.45 mm and an average slenderness of up to 1:40. Further rib thinning greatly affects the rib forming by certain surface defects of smooth tubes included in production standards of pipes. These defects result in local rib cracks and, as a result, result in a reduction in the rib band during the repeated folding phase.

Podstatou způsobu podle vynálezu k válcování radiálních žeber na dvojvrstvých trubkách rotačními nástroji s válcovacími kotouči, při němž se vnější trubka nejprve rýhuje, žebro se táhne a jeho tvar se tváří a ihned po vytvoření žebra se vnější trubka lisuje dostředně na jádrovou trubku a v závěrečné fázi válcování se žebro rovná, spočívá v tom, že po tváření tvaru žebra se žebro vychyluje ve směru válcování do tvaru paraboly a v průběhu jedné otáčky trubky se rovněž vnější trubka nalisuje na jádrovou trubku a nato se žebro rovná.The method according to the invention for rolling radial ribs on double-layer tubes by rotary tools with rolling discs in which the outer tube is first grooved, the rib is pulled and shaped and immediately after the rib is formed the outer tube is pressed centrally on the core tube and in the final stage The rolling is equal to the rib in that after forming the shape of the rib, the rib is deflected in the rolling direction into a parabola shape, and during one revolution of the tube, the outer tube is also pressed onto the core tube and then the rib is straight.

U způsobu válcování podle vynálezu se žebro vychyluje jednostranně nelineárně — — parabolicky, v důsledku čehož je vychýlení žebra u paty zanedbatelné, což je chrání proti zničení i v případě místních trhlin . žebra, způsobených povrchovými vadami válcované trubky. Kromě toho nalisování vnější trubky na jádrovou trubku — vnitřní trubku, prováděné ihned po vychýlení žebra během jedné otáčky trubky, odstraňuje potřebu dalšího zpracování žebra, čímž se sníží počet přehybů, které škodí velmi tenkým žebrům. Tímto způsobem je možno průmyslově válcovat například na hliníkových trubkách žebra o průměrné tloušťce od 0,3 do 0,4 mm.In the rolling process according to the invention, the rib deflects unilaterally non-linearly - parabolically, which makes the rib deflection at the heel negligible, which protects them against destruction even in the case of local cracks. ribs caused by surface defects of the rolled tube. In addition, pressing the outer tube on the core tube - the inner tube, performed immediately after the deflection of the rib during one tube revolution, eliminates the need for further processing of the rib, thereby reducing the number of creases that damage the very thin ribs. In this way, ribs having an average thickness of from 0.3 to 0.4 mm can be rolled industrially on aluminum tubes, for example.

Podstata zařízení pro válcování radiálně žebrovaných dvojvrstvých trubek podle vynálezu spočívá v tom, že zařízení složené ze tří nástrojů, z nichž každý má válcovací kotouče tvořící sekci rýhování trubek, sekci tažení žebra a sekci tváření tvaru žebra a dále podpěrný kotouč a rovnací kotouč, má profil první části podpěrných kotoučů — ve směru válcování — odpovídající profilu posledního tvářecího kotouče a profil druhé části je dutý a vnější průměr posledního — ve směru válcování — podpěrného · kotouče je větší o 0,1 až 0,8 mm, než vnější průměr ostatních podpěrných kotoučů.The principle of the device for rolling radially ribbed double-layer tubes according to the invention consists in that the device consisting of three tools, each having a rolling disk forming a tube creasing section, a rib drawing section and a rib-forming section, and a support disk and straightening disk the first part of the support disks - in the rolling direction - corresponding to the profile of the last forming disk and the profile of the second part is hollow and the outer diameter of the last - in the rolling direction - the support disk is greater by 0.1 to 0.8 mm than the outer diameter of the other support disks .

Dutý profil druhé části podpěrných kotoučů je úseč paraboly o rovnici y = Ax² + + Bx + C, zahrnutá v rozsahu veličiny xThe hollow profile of the second portion of the support disks is a dish segment with the equation y = Ax ² + + Bx + C, included in the range of the quantity x

0—6 mm, kde osa x je osa nástroje, osa y leží v rovině paty podpěrného kotouče, součinitel A > 0, součinitel B > 0 a součinitel C odpovídá velikosti poloměru paty podpěrného kotouče.0–6 mm, where the x-axis is the tool axis, the y-axis lies in the support plane of the support wheel, the factor A> 0, the coefficient B> 0 and the coefficient C corresponds to the support radius of the support wheel.

Zařízení pro válcování se vyznačuje velkou tuhostí a jednoduchou konstrukcí. Zvětšením vnějšího průměru posledního podpěrného kotouče; tento kotouč, nejméně zatížený silami ve směru osy, koná přídavnou práci nalisování vnější trubky na jádrovou trubku. Ukázalo se, že takové nalisování jedním podpěrným kotoučem po předchozím vychýlení žebra umožňuje získat dvojvrstvé trubky prakticky bez mezery mezi trubkami a se správnými parametry tepelné vodivosti. Parabolický tvar podpěrných kotoučů se blíží optimálnímu tvaru úseku podpěrného kotouče o konstantní pevnosti v ohybu, přičemž ohýbání je způsobeno válcovacími silami ve směru osy.The rolling plant is characterized by high rigidity and simple construction. By increasing the outer diameter of the last support disc; this disk, least loaded by axial forces, does the additional work of pressing the outer tube onto the core tube. It has been shown that such a press-on with one support disc after previous rib deflection makes it possible to obtain double-layer pipes with virtually no gap between the pipes and with the correct thermal conductivity parameters. The parabolic shape of the support disks approximates the optimum shape of the section of the support disks of constant bending strength, the bending being caused by rolling forces in the axial direction.

Vynález je v dalším popsán na základě výkresů, na nichž obr. 1 je řez zařízením v rovině kolmé k ose válcování, obr. 2 je osový řez jedním z prvních — ve směru válcování — nástrojů, obr. 3 je osový řez posledním — ve směru válcování — nástrojem a obr. 4 ukazuje konstrukci podpěrného kotouče.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a cross-sectional view of the device in a plane perpendicular to the rolling axis; FIG. 2 is an axial section of one of the first tools in the rolling direction; FIG. Fig. 4 shows the construction of the support disk.

Zařízení sestává ze tří nástrojů 1, 2, 3, rozmístěných po 120° kolem vnější trubky 4, v níž je umístěna jádrová trubka 5. Nástroje se skládají ze známých válcovacích kotoučů 6, tvořících sekce rýhování trubek, tažení žebra a tváření jeho tvaru, podpěrných kotoučů 7 a 8 a rovnacích kotoučů 9. Podpěrné kotouče 7 a 8 mají profil první části — ve směru válcování — odpovídající profilu posledního tvářecího kotouče a v druhé části — parabolický.The device consists of three tools 1, 2, 3, spaced 120 ° around the outer tube 4, in which the core tube 5 is located. The tools consist of known rolling rolls 6, forming sections of the creasing of the tubes, drawing of the rib and forming its shape, supporting The support disks 7 and 8 have a profile of the first part - in the rolling direction - corresponding to that of the last forming disk and in the second part - parabolic.

Parabola vyhovuje vztahu y = Αχ2 Bx + -j- C, kde x je osová vzdálenost bodů profilu kotouče od paty 10 kotouče, C je poloměr paty 10 podpěrného kotouče, y je radiální vzdálenost bodů profilu podpěrného kotouče aA>0aB>0. Volba veličin A a*The parabola satisfies the relation y = Αχ2 Bx + -j- C, where x is the axial distance of the wheel profile points to the heel 10 of the wheel, C is the radius of the heel 10 of the support wheel, y is the radial distance of the wheel support points aA> 0aB> 0. Selection of quantities A and *

B závisí na geometrii žeber a průměru nosné trubky — vnější trubky 4.B depends on the geometry of the ribs and the diameter of the support tube - outer tube 4.

Vnější trubka 4 spolu s jádrovou trubkou 5 po průchodu pásmem činnosti válcovacích kotoučů 6 se přemisťuje rotačně — translačním pohybem (šroubovicově) k pásmu činnosti podpěrných kotoučů 7 a 8. Podpěrné kotouče 7, umístěné v prvních — ve směru válcování — nástrojích 1 a 2, vychylují do tvaru paraboly žebro 11 v příčném řezu.The outer tube 4 together with the core tube 5, after passing through the zone of operation of the roll disks 6, is moved by a rotational translation movement (helically) to the zone of operation of the support disks 7 and 8. The support disks 7 located in the first - deflect the rib 11 into a parabola-shaped cross-section.

Podpěrný kotouč 8, umístěný ve třetím, posledním nástroji 3, má vnější průměr větší o 0,1 až 0,8 mm, .než je vnější průměr prvních podpěrných kotoučů 7. Zvětšení průměru způsobuje nalisování vnější trubky 4 na jádrovou trubku 5. Zebro 11 se rovná v poslední fázi válcování rovnacím kotoučem 9.The support disk 8, located in the third, last tool 3, has an outer diameter greater by 0.1 to 0.8 mm than the outer diameter of the first support disks 7. Increasing the diameter causes the outer tube 4 to be pressed onto the core tube 5. Zebro 11 is equal in the last rolling stage by straightening disk 9.

Claims

Method of rolling radially ribbed bilayer tubes with rotary tools with rolling wheels, in which the outer tube is first grooved, the rib is drawn and shaped and immediately after the rib is formed, the outer tube is pressed onto the core tube and in the final rolling stage the rib is straight characterized in that after forming the shape of the rib, the rib is deflected in the rolling direction into a parabola shape and during one tube revolution the outer tube is also pressed onto the core tube and the rib is then straight.

2. Apparatus for rolling radially ribbed double-layer tubes, consisting of three tools, each having a rolling disk forming a tube creasing section, a section. a rib drawing and an iron forming section, and a support disk and a straightening disk, characterized in that the profile of the first portion of the support disks - in the rolling direction - corresponds to the profile of the last forming disk and the profile of the second part is hollow and outer diameter of the last - in the rolling direction of the support disc is 0.1 to 0.8 millimeters larger than the outer diameter of the other support discs.