RU1794553C - Устройство дл раздачи труб - Google Patents

Abstract

Использование: дл  закреплени  труб в трубных решетках. Сущность изобретени : клиновидна  оправка раздвигает деформирующие элементы в виде чередующихс  клиновых и трапециевидных сегментов (С). Контактирующие боковые плоскости С расположены под углом к оси перемещени  соответствующего трапециевидного С, не превышающем величину угла трени  материала . На внешней поверхности С выполнена кольцева  канавка, в которой установлен фиксатор в виде пружинной проволоки. 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к обработке металлов давлением, а конкретно, к устройствам дл  изменени  формы и размеров концевых участков труб и может быть использовано дл  получени  высококачественных соединений труб с трубными решетками, например, дл  закреплени  с повышенной герметичностью труб в решетках теплообменных агрегатов.

Известен штамп дл  раздачи оболочек, содержащий разжимные секторы, расположенные на конусе, а также опорную и прижимную платы, причем конус выполнен с продольными выступами на боковой поверхности , угол наклона образующей которых превышает угол наклона образующей конуса , а штамп снабжен установленными на выступах калибрующими секторами. Данный штамп позвол ет устранить огранку деформированной поверхности и улучшить за счет этого качество оболочки. Наиболее существенным недостатком этого штампа  вл етс  его низкое технологическое совершенство из-за повышенной сложности изготовлени  конуса с выступами, кроме

того значительна  разность углов наклона трущихс  поверхностей вызывает разные услови  трени  секторов и ускоренный выход из эксплуатации калибрующих секторов .

Наиболее близким к предлагаемому устройству по технической сущности  вл етс  устройство дл  раздачи кольцевых заготовок , содержащее коническую оправку, взаимодействующую с подвижными в радиальном направлении деформирующими элементами, контактирующими между собой боковыми поверхност ми, которые расположены под равными .углами к линии перемещени . Данное устройство позвол ет повысить качество деформированной поверхности за счет устранени  ее огранки,

Наиболее существенными недостатками этого устройства  вл ютс  повышенный износ в местах контакта оправки с опорными полками деформирующих элементов из- за малых поверхностей контакта, а также усложненна  технологи  изготовлени  деформирующих элементов. Кроме того, из-за ограниченной, толщины цилиндрических

СО

с

J

Ч)

1 ел ел

CJ

частков деформирующих элементов вследствие предлагаемых особенностей онструкции) существует трудноустранима  возможность отклонени  деформированых поверхностей от цилиндрической форы .

Целью изобретени   вл етс  повышеие технологичности изготовлени  и обеспечение цилиндричности изделий.

Указанна  цель достигаетс  за счет того , что разжимные элементы выполнены в виде чередующихс  клиновых и трапециевидных сегментов, у которых угол между боковой поверхностью и сетью перемещени  соответствующего трапециевидного сегмента не превышает величину угла трени  материала сегментов, при этом опора выполнена в виде разжимных секторов, размещенных вокруг оправки ближе к ее вершине относительно разжимных сегментов, а на наружной поверхности сегментов и секторов выполнены кольцевые канавки, в которых расположены фиксаторы, выполненные в виде нескольких витков пружинной проволоки.

На чертеже показан схематический вид двух проекций устройства в разрезе (слева от вертикальной оси симметрии устройство показано в исходном положении, справа - в итоговом рабочем положении), причем на виде сверху оправка сн та.

Устройство дл  раздачи труб включает пирамидальную оправку 1, клиновые 2 и. трапециевидные 3 сегменты, скрепленные кольцевыми фиксаторами 4. Оправка 1 закреплена на штоке 5 приводного гидроцилиндра (условно не показано), а сегменты 2 и 3 упираютс  в разжимную опору, сектора 6 которой скреплены кольцевыми фиксаторами 7 и установлены на стакане 8, а устройство введено в трубу 9, концевой участок которой размещен в отверстии трубной решетки 10.

У краев внешних поверхностей сегмен- тов выполнены окружные канавки, в которых наход тс  кольцевые фиксаторы 4, причем в исходном положении устройства фиксаторы 4 наход тс  только в канавках промежуточных сегментов, Кольцевые фиксаторы 4 целесообразно выполн ть в виде нескольких плотно сжатых витков пружинной проволоки, которые создают достаточные радиальные усили  дл  закреплени  сегментов 2 и 3 на оправке 1 в исходном положении и возвращени  их в исходное положение из предельного рабочего положени . Канавки под фиксаторы 4 целесооб- разно выполн ть с минимально возможными глубиной и шириной. Плоскости контакта боковых поверхностей сосед0

0

5

них сегментов 2 и 3 выполнены под углом р к направлению перемещени  трапециевидного сегмента 3 под воздействием радиального усили  от оправки 1 и фиксатора 4, не превышающим угол трени  материала сегментов, Плоскости контакта сегментов 6  вл ютс  радиальными, а число сегментов 6 разжимной опоры равно числу клиновых сегментов 2, причем внутренние поверхности всех сегментов выполнены с одинаковым углом наклона к продольной оси устройства, равным углу наклона грани пирамидальной оправки 1.

Дл  обеспечени  введени  устройства в

5 концевой участок трубы 9, а последнего в отверстии решетки 10, необходимо наличие между этими элементами технологических зазоров. Исход  из величины этих зазоров и геометрических параметров трубы и решетки определ ют количество и геометрические параметры сегментов, дл  чего рассматривают геометрические соотношени  в двух треугольниках, первом, составленном из величин хода двух соседних сегментов и величины выхода из контакта краев боковых поверхностей сегментов, обращенных к вершине пирамиды, и втором, составленном из радиуса внутренней поверхности трубы в деформированном состо0  нии, радиуса теоретической окружности, описанной вокруг трапециевидных сегментов в исходном положении, и величины хода трапециевидного сегмента. Причем все построени  провод тс , с учетом того, что в

5 исходном положении с оправкой контактируют только клиновые сегменты, кра  внутренних поверхностей которых, обращенные к вершине пирамиды, соприкасаютс  боковыми точками, а в итоговом рабочем положении аналогичные кра  всех сегментов образуют правильный многоугольник, через вершины которого проход т плоскости контакта боковых поверхностей. Критерием оценки правильности полученных значений

5 числа сегментов и их геометрических параметров  вл етс  равенство величин хода трапециевидного сегмента, полученных из соотношений названных двух треугольников . Это достигаетс  методом последова0 тельных расчетов с последовательным приближением значений величин хода трапециевидных сегментов с возможной разницей до нескольких процентов, что вызвано необходимостью получени  целого

5 числа сегментов.

В результате этих расчетов определ етс  также величина хода клиновых сегментов , котора  совместно с величиной угла наклона граней оправки определит величи jiy хода оправки (ее высоту).

0

Работа предлагаемого устройства осуществл етс  следующим образом:

оправку 1 устанавливают ходом штока 5 в исходное положение относительно размещенных на стакане 8 сегментов 6, сжатых в исходное положение кольцевым фиксатором 7, так, что верхний край оправки находитс  в плоскости опорной поверхности сегментов 6;

на гран х оправки (через одну) разме- щают клиновые сегменты 2, а снаружи них устанавливают трапециевидные сегменты 3, которые закрепл ют установкой в их окружные канавки кольцевых фиксаторов 4 в виде нескольких витков пружинной прово- локи;

оправку 1 с закрепленными на ней сегментами 2 и 3 ввод т внутрь концевого участка трубы 9, размещенного в отверстии трубной решетки 10, и ходом штока 5 при- водного гидроцилиндра осуществл ют раздачу трубы с закреплением ее в отверстии решетки;

при упирании оправки 1 в кра  внутреннего отверсти  опорного стакана 8 раздачу прекращают и ходом штока 5 возвращают оправку. 1 в исходное положение, при этом все сегменты возвращаютс  в исходное положение за счет работы упругих сил проволоки кольцевых фиксаторов 4 и 7.

Пример конкретного выполнени  предлагаемого устройства дл  закреплени  труб с внутренним диаметром 69 мм показан на чертеже. При определении параметров устройства исходили из следующего: радиаль- ные технологические зазоры между сегментами и трубой, трубой и отверстием решетки - 0,5 мм, радиальный ход внутренней стенки трубы дл  закреплени  (после

выборки зазора) 2 мм, таким образом радиус теоретической окружности, описанной вокруг промежуточных сегментов - 34 мм, а радиус внутренней поверхности трубы в итоговом положении - 37 мм. Поскольку сегменты целесообразно выполн ть из стали с высокими прочностными характеристиками , угол трени  дл  них, исход  из величины коэффициента трени  равной 0,15, можно прин ть равным 8,5°. Аналогичным выполнен угол наклона грани оправки к продольной оси, что дает возможность получить оптимальное значение усили  на штоке приводного гидроцилиндра,

В результате расчетов получено, что необходимое число сегментов - 14 (при этом оговоренна  выше разность величин хода промежуточного сегмента достигает 1,5%, что составл ет 0,04 мм и.не вли ет на точность выполнени  сегментов), величина хода клинового сегмента 12,4 мм, длина кра  внутренних поверхностей сегментов, обращенных к вершине пирамиды, 10,7 мм, высота оправки 106,4 мм. Дл  сравнени  необходимо указать, что в случае увеличени  радиальных зазоров до 1 мм число сегментов увеличитс  до 18.

Экономический эффект от снижени  трудоемкости изготовлени  деформирующих элементов по сравнению с прототипом составит 1,3....1,4 раза от стоимости оправки и сегментов. Кроме того обеспечение воз- можности получени  идеальных цилиндрических деформированных поверхностей даст возможность существенно расширить область применени  устройства, особенно дл  создани  высококачественных герметичных соединений труб с трубными решетками теплообменных агрегатов.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  раздачи труб, содержащее приводную клиновидную оправку, смонтированную с возможностью осевого перемещени  и окружающие ее разжимные деформирующие элементы с фиксатором, установленные с возможностью перемещени  по опоре в радиальных направлени х от оправки и контактирующие между собой боковыми плоскост ми, расположенными под углом к оси перемещени  соответствующего разжимного элемента, отличающее- с   тем. что, с целью повышени  технологичности изготовлени  и обеспечени  цилиндричности изделий, разжимные элементы выполнены в виде чередующихс  клиновых и трапециевидных сегментов, у которых угол между боковой поверхностью и осью перемещени  соответствующего трапециевидного сегмента не превышает величину угла трени  материала сегментов, при этом опора выполнена в виде разжимных секторов , размещенных вокруг оправки ближе к его вершине относительно разжимных сегментов , а на наружной поверхности сегментов и секторов выполнены коль.цевые канавки, в которых расположены фиксаторы , выполненные в виде нескольких витков пружинной проволоки.