RU2095179C1

RU2095179C1 - Liner manufacture method

Info

Publication number: RU2095179C1
Application number: RU96100294A
Authority: RU
Inventors: В.С. Приземирский; В.Д. Балакирев; Н.А. Бычков; О.В. Мелехина
Original assignee: Акционерное общество закрытого типа "Элкам-Нефтемаш"
Priority date: 1996-01-05
Filing date: 1996-01-05
Publication date: 1997-11-10

Abstract

FIELD: plastic working of metals, in particular, cold plastic deformation method. SUBSTANCE: method involves manufacturing two parts, pipe and enclosure, from materials with different elastic limit; assembling parts by installing pipe in enclosure with space between their walls; subjecting part made from metal with lower elastic limit to plastic deformation. EFFECT: increased efficiency and improved quality of liner. 2 dwg

Description

Изобретение относится к холодной обработке металлов пластическим деформированием и может быть использовано, например, для изготовления лейнеров для цилиндров штанговых нефтяных насосов. The invention relates to the cold processing of metals by plastic deformation and can be used, for example, for the manufacture of liners for cylinders of rod oil pumps.

Известен способ изготовления лейнеров, согласно которому тонкостенная труба вставляется в оболочку с зазором [1] Между наружной поверхностью трубы и внутренней поверхностью оболочки имеется зазор. A known method of manufacturing liners, according to which a thin-walled pipe is inserted into the shell with a gap [1] There is a gap between the outer surface of the pipe and the inner surface of the shell.

Недостатком приведенного способа является наличие зазора между трубой и оболочкой, приводящего к снижению жесткости лейнера, а в некоторых случаях, например, при изготовлении цилиндров нефтяных насосов из лейнеров, зазор значительно снижает качество последующей операции упрочнения внутренней поверхности цилиндра азотированием. The disadvantage of this method is the presence of a gap between the pipe and the shell, leading to a decrease in the rigidity of the liner, and in some cases, for example, in the manufacture of oil pump cylinders from liners, the gap significantly reduces the quality of the subsequent operation of hardening the inner surface of the cylinder with nitriding.

Известен способ изготовления лейнеров, согласно которому наружную поверхность трубы и внутреннюю поверхность оболочки изготавливают коническими [2]
Недостатком вышеописанного способа является то, что он сложный в осуществлении. Сложность представляет изготовление сопрягаемых поверхностей ибо требуется строго согласовать одноосность конической внутренней поверхности оболочки с конической наружной поверхностью трубы.A known method of manufacturing liners, according to which the outer surface of the pipe and the inner surface of the shell are made conical [2]
The disadvantage of the above method is that it is difficult to implement. The difficulty is the manufacture of mating surfaces because it is necessary to strictly coordinate the uniaxiality of the conical inner surface of the shell with the conical outer surface of the pipe.

Также известен способ изготовления лейнеров, согласно которому после сборки трубы с оболочкой с некоторым зазором по сопрягаемым поверхностям, лейнер подвергают автофретированию (см.там же стр.38) [3] т. е. пластической деформации трубы с целью устранения зазора между трубой и оболочкой, и одновременного упрочнения трубы. There is also a known method of manufacturing liners, according to which, after assembling the pipe with the shell with some clearance on the mating surfaces, the liner is subjected to autofretting (see also page 38) [3] that is, plastic deformation of the pipe in order to eliminate the gap between the pipe and the shell , and simultaneous hardening of the pipe.

Недостатком известного способа изготовления лейнеров является то, что при скреплении лейнеров посредством пластической деформации одной из деталей лейнера (оболочки или трубы), не учитываются механические свойства металлов, что не позволяет обеспечить качественного, беззазорного скрепления трубы с оболочкой и, как следствие, приводит к низкому качеству изделия в целом. A disadvantage of the known method of manufacturing liners is that when fastening the liners by plastic deformation of one of the parts of the liner (shell or pipe), the mechanical properties of metals are not taken into account, which does not allow for high-quality, gap-free fastening of the pipe with the shell and, as a result, leads to low product quality in general.

Например, при изготовлении цилиндров нефтяных штанговых насосов из скрепленных лейнеров, где труба изготавливается из высоколегированной азотируемой стали, а оболочка из низкоуглеродистой стали, из-за вышеуказанного недостатка в процессе азотирования цилиндров из зазора выделяются газы, препятствующие нормальному протеканию процесса азотирования, в результате чего резко возрастает время азотирования и снижается качество азотирования поверхности цилиндра и насоса в целом. For example, in the manufacture of cylinders of oil sucker rod pumps from fastened liners, where the pipe is made of highly alloyed nitrided steel, and the shell is made of low carbon steel, due to the aforementioned drawback, gas is released from the gap in the process of nitriding the cylinders, which impede the normal course of the nitriding process, as a result of which the nitriding time increases and the quality of nitriding of the surface of the cylinder and the pump as a whole decreases.

Задачей изобретения является разработка способа изготовления лейнеров, обеспечивающего качественное беззазорное соединение трубы с оболочкой и повышение жесткости лейнера. The objective of the invention is to develop a method of manufacturing liners, providing high-quality gap-free connection of the pipe with the shell and increasing the rigidity of the liner.

Указанный технический результат достигается тем, что при изготовлении лейнера, включающего изготовление двух деталей трубы и оболочки и сборки их друг с другом с зазором, согласно изобретению пластическому деформированию подвергают деталь, изготовленную из металла с меньшим пределом упругости. The specified technical result is achieved by the fact that in the manufacture of the liner, including the manufacture of two parts of the pipe and shell and assembling them with each other with a gap, according to the invention, a plastic part with a lower elastic limit is subjected to plastic deformation.

Результатом решения поставленной задачи является то, что при воздействии на деталь, изготовленную из металла с меньшим пределом упругости через нее мы воздействуем на деталь с большим пределом упругости. The result of the solution of the problem is that when exposed to a part made of metal with a lower elastic limit through it, we act on the part with a large elastic limit.

После снятия нагрузки в детали с меньшим пределом упругости остаются остаточные пластические деформации, а деталь с большим пределом упругости примет свои первоначальные размеры и беззазорно приляжет к сопрягаемой поверхности упругой детали. After the load is removed, residual plastic deformations remain in the part with a lower elastic limit, and the part with a large elastic limit will take its original dimensions and lie gaplessly against the mating surface of the elastic part.

На фиг. 1 изображен способ соединения лейнера, в котором оболочка изготовлена из металла с меньшим пределом упругости, а труба изготовлена из металла с большим пределом упругости; на фиг.2 способ соединения лейнера, в котором оболочка изготовлена из металла с большим пределом упругости, а труба изготовлена из металла с меньшим пределом упругости. Лейнера изготавливают следующим образом. In FIG. 1 shows a method of connecting a liner in which the shell is made of metal with a lower elastic limit, and the pipe is made of metal with a large elastic limit; figure 2 is a method of connecting a liner in which the shell is made of metal with a large elastic limit, and the pipe is made of metal with a lower elastic limit. The liner is made as follows.

Первоначально изготавливают оболочку 1. После замера внутреннего диаметра оболочки 1 обрабатывают по наружной поверхности трубу 2, обеспечивая гарантированный зазор между сопрягаемыми поверхностями. После сборки оболочки 1 с трубой 2 лейнер поступает на операцию скрепления. Скрепление осуществляется посредством деформации одной из сопрягаемых деталей оболочки 1 или трубы 2. Деформацию можно проводить при помощи высоких давлений жидкости, газов, способом ковки, обкатки, дорнования или других способов. Initially, the shell 1 is made. After measuring the inner diameter of the shell 1, the pipe 2 is treated on the outer surface, providing a guaranteed gap between the mating surfaces. After assembling the shell 1 with the pipe 2, the liner enters the fastening operation. The fastening is carried out by deformation of one of the mating parts of the shell 1 or pipe 2. The deformation can be carried out using high pressure liquids, gases, forging, rolling, burning, or other methods.

На фиг.1 показан один из возможных вариантов скрепления лейнера, в котором оболочка 1 изготовлена из металла с меньшим пределом упругости, а труба 2 из металла с большим пределом упругости. В приведенном случае пластической деформации подвергают оболочку 1. Для этого на металлорежущем оборудовании, например, горизонтально-расточном станке в вертлюжной бабке изделия, по оси станка устанавливают обкатной инструмент с деформирующими роликами 3. В стебель станка устанавливают оправку 4, на которой посредством штифта 5 закрепляют лейнер. Figure 1 shows one of the possible options for fastening the liner, in which the shell 1 is made of metal with a lower elastic limit, and the pipe 2 is made of metal with a large elastic limit. In the above case, the sheath 1 is subjected to plastic deformation. For this purpose, a rolling tool with deforming rollers 3 is installed along the machine axis, for example, on a horizontal boring machine in the swivel head of the product 3. A mandrel 4 is mounted on the machine stem, onto which a pin 5 is fixed the liner.

После настройки деформирующих роликов 3 на размер меньше наружного диаметра оболочки (размер по деформирующим роликам определяется экспериментально, в зависимости от диаметра лейнера, толщины стенок оболочки 1 и трубы 2 и механических свойств металла) раскатному инструменту сообщают вращательное движение V, а лейнеру поступательное S, выполняют пластическую деформацию оболочки 1 и упругую деформацию трубы 2. After setting the deforming rollers 3 to a size smaller than the outer diameter of the shell (the size of the deforming rollers is determined experimentally, depending on the diameter of the liner, the thickness of the walls of the shell 1 and pipe 2 and the mechanical properties of the metal), the rolling tool is informed of the rotational movement V, and the translator S is made progressive plastic deformation of the shell 1 and the elastic deformation of the pipe 2.

В связи с различными механическими свойствами металлов оболочки 1 и трубы 2 в оболочке произойдут пластические деформации, в результате чего наружный и внутренний диаметры уменьшатся, а в трубе 2 произойдут упругие деформации, где после снятия нагрузки параметры трубы возвратятся в первоначальное положение, при этом, произойдет беззазорное и качественное скрепление лейнера. Due to the various mechanical properties of the metals of the shell 1 and pipe 2, plastic deformations will occur in the shell, as a result of which the outer and inner diameters will decrease, and elastic deformation will occur in the pipe 2, where after unloading the pipe parameters will return to their original position, and this will happen gapless and high-quality fastening of the liner.

На фиг. 2 изображен один из возможных вариантов скрепления лейнеров, в котором оболочка 1 изготовлена из металла с большим пределом упругости, а труба 2 из металла с меньшим пределом упругости. In FIG. 2 shows one of the possible options for fastening liners, in which the shell 1 is made of metal with a large elastic limit, and the pipe 2 is made of metal with a lower elastic limit.

Лейнер устанавливают на протяжной станок с упором в приспособление 6 одним из торцев. В отверстие трубы 2 вводят оправку 7, на выход в которую вворачивают дорн 8. Дорн по наружному диаметру выполнен на размер больше размера внутреннего диаметра трубы 2. Величина натяга дорна 8 в отверстии трубы 2, как и в предыдущем случае, определяется экспериментально. При включении оправки 7 подачи S производят пластическую деформацию трубы 2 и упругую деформацию оболочки 1, приводящих к беззазорному и качественному скреплению оболочки 1 с трубой 2, как и в предыдущем случае. The liner is installed on a broaching machine with an emphasis in the fixture 6 one of the ends. A mandrel 7 is introduced into the hole of the pipe 2, the mandrel 8 is screwed into the outlet. The mandrel is made on the outer diameter larger than the size of the inner diameter of the pipe 2. The tension of the mandrel 8 in the hole of the pipe 2, as in the previous case, is determined experimentally. When you turn on the mandrel 7 feed S produce plastic deformation of the pipe 2 and the elastic deformation of the shell 1, leading to gapless and high-quality bonding of the shell 1 with the pipe 2, as in the previous case.

Claims

A method of manufacturing liners, including the manufacture of pipes and shells, assembling them with each other by installing the pipe in the shell with a gap and subsequent plastic deformation of one of the assembled parts, characterized in that the pipe and shell are made of metals with different elastic limits, and subjected to plastic deformation a part made of metal with a lower elastic limit.