RU2240190C1 - Method for making corrugated tubes - Google Patents
Method for making corrugated tubes Download PDFInfo
- Publication number
- RU2240190C1 RU2240190C1 RU2003106580/02A RU2003106580A RU2240190C1 RU 2240190 C1 RU2240190 C1 RU 2240190C1 RU 2003106580/02 A RU2003106580/02 A RU 2003106580/02A RU 2003106580 A RU2003106580 A RU 2003106580A RU 2240190 C1 RU2240190 C1 RU 2240190C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- bellows
- mandrel
- radial
- corrugation
- cylindrical
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Diaphragms And Bellows (AREA)
- Shaping Of Tube Ends By Bending Or Straightening (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к способам гофрирования труб, а именно к способу изготовления одногофрового сильфона с цилиндрическими обечайками.The invention relates to the processing of metals by pressure, in particular to methods of corrugating pipes, and in particular to a method of manufacturing a single-core bellows with cylindrical shells.
Известен способ формообразования гофров с использованием набора оправок и роликов последовательно выдавливающих гофр в радиальном и осевом направлении, позволяющий получить необходимую геометрию сильфона с радиусом перехода гофра в цилиндрическую обечайку, в несколько раз меньшим, чем в вершине гофра, что важно для высоконагруженных тонкостенных одногофровых сильфонов (Патент США №3667265).A known method of forming corrugations using a set of mandrels and rollers sequentially extruding the corrugations in the radial and axial direction, which allows to obtain the necessary geometry of the bellows with the radius of transition of the corrugation into a cylindrical shell, several times smaller than at the top of the corrugation, which is important for highly loaded thin-walled single-wall bellows ( U.S. Patent No. 3667265).
Однако многократное взаимодействие разных оправок и роликов с вершиной гофра приводит к образованию дефектов на поверхности вершины гофра, который приводит к образованию концентраторов напряжений в этом наиболее нагруженном месте тонкостенного сильфона, усложняет технологический процесс изготовления.However, the multiple interaction of different mandrels and rollers with the corrugation apex leads to the formation of defects on the surface of the corrugation apex, which leads to the formation of stress concentrators in this most loaded area of a thin-walled bellows, complicates the manufacturing process.
Известен способ изготовления сильфонов, в котором для обеспечения получения гофр с повышенной высотой получают предварительно отформованную заготовку раскаткой на профилированной оправке парами сменных рабочих валков, после чего калибруют заготовку по сечению (Авторское свидетельство СССР №1518052). Затем, заменив оправку на цилиндрическую, производят циклы одновременной раскатки стенки впадин гофр с последующим формованием профиля безоправочным редуцированием одноименных сечений.A known method of manufacturing bellows, in which to ensure the production of corrugations with increased height, a preformed workpiece is obtained by rolling on a profiled mandrel in pairs of interchangeable work rolls, after which the workpiece is calibrated by section (USSR Author's Certificate No. 1518052). Then, replacing the mandrel with a cylindrical one, cycles of simultaneous rolling of the walls of the corrugations of the corrugations are carried out with the subsequent formation of the profile without corrections reducing the sections of the same name.
Способ позволяет получать изделия равномерной толщины, однако не позволяет избежать незначительных дефектов на поверхности впадин гофра, которые, как и вершины гофра, являются наиболее нагруженным местом тонкостенного сильфона, и даже незначительные дефекты могут быть сильными концентраторами напряжений в этом месте сильфона.The method allows to obtain products of uniform thickness, but does not allow to avoid minor defects on the surface of the corrugations of the corrugations, which, like the corrugation peaks, are the most loaded place of a thin-walled bellows, and even minor defects can be strong stress concentrators in this place of the bellows.
Наиболее близким к заявляемому решению является способ изготовления одногофровых сильфонов с цилиндрическими обечайками (Патент РФ №2192325), включающий предварительную радиальную формовку гофры и осевую осадку на матрице с приложением внутреннего давления. Радиальную формовку производят подачей мерного объема рабочей жидкости во внутренний герметизированный объем матрицы после удаления остатков воздуха из внутреннего объема, определяют максимальное давление рабочей жидкости во внутреннем объеме при радиальной формовке и осевую осадку в матрице выполняют при поддержании этого давления на 3-6% меньше максимального.Closest to the claimed solution is a method of manufacturing single-sided bellows with cylindrical shells (RF Patent No. 2192325), including preliminary radial molding of the corrugation and axial settlement on the matrix with the application of internal pressure. Radial molding is carried out by supplying a measured volume of the working fluid in the internal sealed volume of the matrix after removing residual air from the internal volume, the maximum pressure of the working fluid in the internal volume during radial molding is determined and the axial settlement in the matrix is performed while maintaining this pressure by 3-6% less than the maximum.
Этот способ изготовления одногофровых сильфонов с цилиндрическими обечайками с последующей калибровкой эластичным пуансоном по жесткой матрице позволяет получить сильфон с высоким качеством поверхности с радиусом перехода от полок сильфона к цилиндрическим обечайкам, составляющим 6-7 величин толщин сильфона, однако не может обеспечить получения сильфона с радиусом перехода от полок сильфона к цилиндрическим обечайкам, составляющим 2-4 величины толщины сильфона. При уменьшении этого радиуса потребные давления при калибровке эластичным пуансоном по жесткой матрице интенсивно нарастают, что приводит к появлению концентраторов на наружной цилиндрической поверхности обечаек сильфона при ее взаимодействии с поверхностью жесткой матрицы (Исаченков Е.И. Штамповка резиной и жидкостью. М.: Машиностроение, 1967, с.293).This method of manufacturing single-sided bellows with cylindrical shells followed by calibration with an elastic punch on a rigid matrix allows one to obtain a bellows with a high surface quality with a radius of transition from the shelves of the bellows to the cylindrical shells, comprising 6-7 thicknesses of the bellows, but cannot provide a bellows with a radius of transition from the shelves of the bellows to the cylindrical shells, comprising 2-4 values of the thickness of the bellows. With a decrease in this radius, the required pressures during calibration with an elastic punch on a rigid matrix increase rapidly, which leads to the appearance of concentrators on the outer cylindrical surface of the bellows shells when it interacts with the surface of the rigid matrix (Isachenkov E.I. Stamping with rubber and liquid. M .: Mechanical Engineering, 1967, p. 293).
Задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение качества изготовленных сильфонов с радиусом перехода от полок сильфона к цилиндрическим обечайкам, составляющим 2-4 величины толщины сильфона.The problem to which the invention is directed is to improve the quality of manufactured bellows with a radius of transition from the shelves of the bellows to the cylindrical shells, comprising 2-4 times the thickness of the bellows.
Решение поставленной задачи достигается тем, что в способе изготовления гофрированных труб с цилиндрическими обечайками, включающем предварительную радиальную формовку гофры и осевую осадку на матрице с приложением внутреннего давления, одну или несколько операций калибровки, по крайней мере одну операцию калибровки производят установкой предварительно отформованного сильфона на цилиндрическую оправку и выполняют обкатку наружной поверхности сильфона при вращении оправки радиальной подачей профилированного ролика к оси оправки, так что величина зазора между калибрующими поверхностями оправки и ролика составляет величину не менее толщины сильфона.The solution to this problem is achieved by the fact that in the method of manufacturing corrugated pipes with cylindrical shells, including preliminary radial molding of the corrugation and axial settlement on the matrix with the application of internal pressure, one or more calibration operations, at least one calibration operation is performed by installing a preformed bellows on a cylindrical the mandrel and run-in the outer surface of the bellows during rotation of the mandrel radial feed of the profiled roller to the axis of the mandrel, so that the gap between the calibrating surfaces of the mandrel and the roller is not less than the thickness of the bellows.
Кроме того, обкатку выполняют на оправке с радиальной кольцевой канавкой, глубина которой больше высоты гофра сильфона, цилиндрическим роликом с радиальным кольцевым выступом, высота которого меньше глубины гофра сильфона.In addition, the run-in is performed on a mandrel with a radial annular groove, the depth of which is greater than the height of the bellows corrugation, by a cylindrical roller with a radial ring protrusion, the height of which is less than the depth of the bellows corrugation.
Дополнительно, величина радиального зазора между цилиндрическими калибрующими поверхностями оправки и ролика составляет 1,2-1,6 величины толщины сильфона.Additionally, the magnitude of the radial clearance between the cylindrical calibrating surfaces of the mandrel and the roller is 1.2 to 1.6 times the thickness of the bellows.
Кроме того, величина осевого зазора между радиальными калибрующими поверхностями оправки и ролика составляет 1,6-2,0 величины толщины сильфона.In addition, the magnitude of the axial clearance between the radial gauge surfaces of the mandrel and the roller is 1.6-2.0 of the thickness of the bellows.
Технический результат, достигаемый при осуществлении изобретения, - повышение качества одногофрового сильфона с малым радиусом перехода от гофра к цилиндрическим обечайкам за счет сохранения разнотолщинности в цилиндрических обечайках, во впадине гофра и соосности цилиндрических обечаек, полученных после предварительной радиальной формовки. Сохранение высокого качества поверхностей на внутреннем и наружном радиусах перехода гофра в цилиндрические обечайки достигается практическим исключением взаимодействия калибровочных поверхностей оправок с этими радиусами при обкатке.The technical result achieved by the implementation of the invention is to improve the quality of a single-bellows bellows with a small radius of transition from the corrugation to the cylindrical shells by maintaining the thickness variation in the cylindrical shells, in the corrugation cavity and the alignment of the cylindrical shells obtained after preliminary radial molding. Maintaining high quality surfaces on the inner and outer radii of the transition of the corrugation into cylindrical shells is achieved by practically eliminating the interaction of the calibration surfaces of the mandrels with these radii when running.
На фиг.1 представлена схема операции калибровки роликом на цилиндрической оправке предварительно отформованного сильфона. На фиг.2 показано распределение деформаций сжатия в сечении сильфона после калибровки.Figure 1 presents a diagram of the operation of calibrating a roller on a cylindrical mandrel preformed bellows. Figure 2 shows the distribution of compression strains in the cross section of the bellows after calibration.
Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.
Предварительно отформованный сильфон 1, свободно установленный на цилиндрическую оправку 2 с кольцевой канавкой 3, упруго сжимается обжимным роликом 4 с радиальным кольцевым выступом 5.A
На оправке выполнены цилиндрическая 6 и радиальная 7 калибровочные поверхности. На ролике 4 выполнены цилиндрическая 8 и радиальная 9 калибровочная поверхности. При вращении оправки 2 и радиальном перемещении ролика в направлениях, показанных на фиг.1 стрелками, выполняют калибровку сильфона 1.A cylindrical 6 and radial 7 calibration surfaces are made on the mandrel. On the roller 4, a cylindrical 8 and radial 9 calibration surfaces are made. When the mandrel 2 is rotated and the roller is radially moved in the directions shown by arrows in FIG. 1, the
Глубина Н кольцевой канавки 3 больше высоты h гофра сильфона 1, так что выполняется условие H>h. Высота В кольцевого выступа ролика 4 меньше глубины b гофра сильфона 1, так что выполняется условие В<b. Выполнение условий H>h и В<b позволяет сохранить при калибровке высокое качество поверхности и формы вершины гофра сильфона, полученные предварительной формовкой.The depth H of the annular groove 3 is greater than the height h of the
В процессе калибровки величина радиуса г перехода гофра сильфона в цилиндрические обечайки уменьшается до требуемой величины, составляющей 2-4 от величины толщины s сильфона. При радиальном перемещении ролика 4 в процессе калибровки величина зазора v между цилиндрическими поверхностями 6 и 8 оправки 2 и ролика 4 соответственно выдерживается больше величины толщины стенки s сильфона 1, так что выполняется условие v>s, и величина зазора w между калибровочными поверхностями 7 и 9 оправки 2 и ролика 4 соответственно выдерживается больше величины толщины стенки s сильфона 1, так что выполняется условие w>s. Выполнение этих условий при калибровке позволяет исключить раскатку сильфона при калибровке и сохранить высокое качество его поверхностей и геометрии, полученной предварительной формовкой.During the calibration process, the value of the radius r of the transition of the bellows corrugation into cylindrical shells decreases to the required value of 2-4 of the thickness of the bellows s. When the roller 4 is radially moved during the calibration process, the gap v between the cylindrical surfaces 6 and 8 of the mandrel 2 and the roller 4, respectively, is maintained greater than the wall thickness s of the
По варианту способа калибровку выполняют при величине радиального зазора между цилиндрическими калибрующими поверхностями 6 и 8 оправки 2 и ролика 4 соответственно, составляющей 1,2-1,6 толщины s сильфона. Это позволяет сохранить высокое качество и геометрию цилиндрических поверхностей обечаек сильфона при отношении толщины сильфона к его наружному диаметру, составляющем 0,001-0,003, которые в этом случае очень чувствительны к величине радиального зазора. Эксперименты показали, что для таких сильфонов при радиальном зазоре v>l,6s не удается сформировать радиус r<4s, а при v<1,2s возникает коробление и нарушение центровки цилиндрической обечайки.According to a variant of the method, the calibration is performed with the radial clearance between the cylindrical calibrating surfaces 6 and 8 of the mandrel 2 and the roller 4, respectively, of 1.2-1.6 thickness s of the bellows. This allows you to maintain high quality and geometry of the cylindrical surfaces of the shells of the bellows with the ratio of the thickness of the bellows to its outer diameter of 0.001-0.003, which in this case is very sensitive to the magnitude of the radial clearance. The experiments showed that for such bellows with a radial clearance of v> l, 6s, it is not possible to form a radius r <4s, and for v <1,2s, warping and misalignment of the cylindrical shell are generated.
По другому варианту способа калибровку выполняют при величине осевого зазора между радиальными калибрующими поверхностями 7 и 9 оправки 2 и ролика 4 соответственно, составляющей 1,6-2,0 толщины s сильфона. Это позволяет сохранить высокое качество и геометрию гофра сильфона при отношении толщины сильфона s к его наружному диаметру, составляющем 0,001-0,003, которые в этом случае очень чувствительны к величине осевого зазора. Эксперименты показали, что для таких сильфонов при осевом зазоре w>2,0s возникает искажение геометрии стенок гофра, и сечение гофра принимает грушевидную форму. При w<1,6s происходит трещинообразование и разрушение гофра.According to another variant of the method, the calibration is performed with the axial clearance between the radial gauge surfaces 7 and 9 of the mandrel 2 and the roller 4, respectively, of 1.6-2.0 thickness s of the bellows. This allows you to maintain the high quality and geometry of the bellows corrugation with the ratio of the thickness of the bellows s to its outer diameter of 0.001-0.003, which in this case is very sensitive to the value of the axial clearance. Experiments have shown that for such bellows with an axial clearance of w> 2.0s, distortion of the geometry of the walls of the corrugation occurs, and the cross section of the corrugation takes a pear-shaped shape. At w <1.6 s, cracking and destruction of the corrugation occur.
Пример. Заготовку сильфона, полученную после предварительной радиальной формовки гофры и осевой осадки на матрице с приложением внутреннего давления и одной операции калибровки резиновым пуансоном на жесткой матрице, с наружным диаметром 104 мм и с толщиной стенки s=0,15 мм, с радиусом вершины гофра R=1,5 мм и с радиусом перехода гофра в цилиндрические обечайки r=0,6 мм из стали 03Н18К13М5Т (σт=1100 МПа, едоп=60%), калибровали по предлагаемому способу. Калибровку выполняли при величине радиального зазора между цилиндрическими калибрующими поверхностями 6 и 8 оправки 2 и ролика 4 соответственно, составляющей v=0,21 мм, и при величине осевого зазора между радиальными калибрующими поверхностями 7 и 9 оправки 2 и ролика 4 соответственно, составляющей w=0,27 мм. После калибровки радиус перехода гофра в цилиндрические обечайки составил r=0,28 мм, при этом геометрия и качество поверхностей сильфона, полученные предварительной формовкой и калибровкой, не ухудшилось.Example. The bellows blank obtained after preliminary radial molding of the corrugation and axial upsetting on the matrix with the application of internal pressure and one calibration operation with a rubber punch on a rigid matrix, with an outer diameter of 104 mm and with a wall thickness s = 0.15 mm, with a radius of the corrugation tip R = 1.5 mm and with a radius of transition of the corrugation into cylindrical shells r = 0.6 mm from steel 03N18K13M5T (σ t = 1100 MPa, e add = 60%), calibrated by the proposed method. Calibration was performed with the radial clearance between the cylindrical calibrating surfaces 6 and 8 of the mandrel 2 and the roller 4, respectively, component v = 0.21 mm, and with the value of the axial clearance between the radial calibrating surfaces 7 and 9 of the mandrel 2 and the roller 4, respectively, component w = 0.27 mm. After calibration, the radius of transition of the corrugation into cylindrical shells was r = 0.28 mm, while the geometry and quality of the surfaces of the bellows obtained by preliminary molding and calibration did not deteriorate.
Распределение относительных деформаций сжатия по сечению сильфона в месте перехода гофра в цилиндрическую обечайку по радиусу r, образующихся после обкатки сильфона роликом на цилиндрической оправке, полученное расчетом по методу конечных элементов, показано на фиг.2. На фиг.2 также даны значения относительных деформаций в соответствующих областях сечения. Как видно из представленных данных, максимальная величина относительной деформации при калибровке на радиусе перехода составила <15% (деформации растяжения в этом примере не превышают 8,5%). Таким образом, формовка радиуса в приведенном примере может быть выполнена за одну операцию, так как величина относительной деформации не превышает допустимую для стали 03Н18К13М5Т.The distribution of the relative compression deformations over the cross section of the bellows at the junction of the corrugation into the cylindrical shell along the radius r formed after rolling the bellows in a roller on a cylindrical mandrel, obtained by finite element calculation, is shown in FIG. 2. Figure 2 also gives the values of the relative deformations in the corresponding cross-sectional areas. As can be seen from the data presented, the maximum value of the relative strain during calibration at the transition radius was <15% (tensile strains in this example do not exceed 8.5%). Thus, the radius molding in the above example can be performed in one operation, since the value of the relative deformation does not exceed the allowable value for steel 03N18K13M5T.
Способ позволяет за счет повышения качества одногофрового сильфона с цилиндрическими обечайками в результате уменьшения разнотолщинности в цилиндрических обечайках и впадине гофры, уменьшения радиуса перехода от полок сильфона к цилиндрическим обечайкам и увеличения соосности цилиндрических обечаек получать одногофровые сильфоны, работающие при высоких давлениях и температурах.The method allows, by improving the quality of a single-sided bellows with cylindrical shells as a result of reducing the thickness in the cylindrical shells and the groove of the corrugation, reducing the radius of the transition from the shelves of the bellows to the cylindrical shells and increasing the alignment of the cylindrical shells, to obtain single-frame bellows operating at high pressures and temperatures.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003106580/02A RU2240190C1 (en) | 2003-03-11 | 2003-03-11 | Method for making corrugated tubes |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003106580/02A RU2240190C1 (en) | 2003-03-11 | 2003-03-11 | Method for making corrugated tubes |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2240190C1 true RU2240190C1 (en) | 2004-11-20 |
| RU2003106580A RU2003106580A (en) | 2005-01-10 |
Family
ID=34310499
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2003106580/02A RU2240190C1 (en) | 2003-03-11 | 2003-03-11 | Method for making corrugated tubes |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2240190C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107891079A (en) * | 2017-12-13 | 2018-04-10 | 潍坊江钢机械有限公司 | Channelling machine groove depth control device |
| CN108787827A (en) * | 2018-08-30 | 2018-11-13 | 江苏乾元飞达电力设备有限公司 | A kind of big pitch of waves heavy wall corrugated pipe forming machine |
| RU2732845C1 (en) * | 2020-01-24 | 2020-09-23 | Акционерное общество "Государственный космический научно-производственный центр им. М.В. Хруничева" | Bellows manufacturing method |
-
2003
- 2003-03-11 RU RU2003106580/02A patent/RU2240190C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107891079A (en) * | 2017-12-13 | 2018-04-10 | 潍坊江钢机械有限公司 | Channelling machine groove depth control device |
| CN108787827A (en) * | 2018-08-30 | 2018-11-13 | 江苏乾元飞达电力设备有限公司 | A kind of big pitch of waves heavy wall corrugated pipe forming machine |
| RU2732845C1 (en) * | 2020-01-24 | 2020-09-23 | Акционерное общество "Государственный космический научно-производственный центр им. М.В. Хруничева" | Bellows manufacturing method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2003106580A (en) | 2005-01-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPS63149038A (en) | Method for working steel pipe end part by outer upsetting press | |
| WO2008008001A1 (en) | Method for producing external thread on the end section of a tubular billet | |
| EP1787052B1 (en) | Male element for a sealed threaded tubular connection | |
| CN102211120A (en) | Tensile bending forming process of complex section bar | |
| CA1148795A (en) | Method of producing a corrugated, multi-ply metal bellows | |
| JPH10175026A (en) | Hydroforming method of tube | |
| RU2240190C1 (en) | Method for making corrugated tubes | |
| KR20030028848A (en) | Method of forming cold diametrally reducing roll for metal pipe and metal pipe formed by the method | |
| HU176733B (en) | Method nnd apparatus for producing by rolling tubes provided with transverse ribs | |
| US6594900B1 (en) | Method for manufacturing a pipe connector of a gas isolated switchgear | |
| CN115846458A (en) | Spinning forming method for small-caliber platinum and platinum-rhodium alloy corrugated pipe | |
| CN213256517U (en) | Large-diameter thin-walled pipe liquid-filling bending forming device | |
| CN2858099Y (en) | High wave-peak thin-wall corrugated elasticity tube extrusion expanding shape machine | |
| JPH0454531B2 (en) | ||
| JP2005081393A (en) | Forming method and forming metal die for metal tube | |
| RU2341348C2 (en) | Method for manufacture of single-corrugation bellows | |
| RU2192325C2 (en) | Method for making single-corrugation bellows | |
| JPS6330095B2 (en) | ||
| JP3601420B2 (en) | Forming method of overhang by hydroforming method | |
| CN204549594U (en) | Rubber rollers mandrel, rubber roll shaft and rubber rollers | |
| EP1305124B1 (en) | A product and a method of manufacturing tubular products by exposing a tubular blank to inner pressure | |
| JPH1133668A (en) | Forging device of large diameter ring | |
| RU2457056C1 (en) | Method of trimming long heat exchange tube ends | |
| RU2730347C1 (en) | Manufacturing method of steeply bent angle staff | |
| RU2233206C2 (en) | Bellows making method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190312 |