RU2294258C2 - Rolling unit - Google Patents

Rolling unit Download PDF

Info

Publication number
RU2294258C2
RU2294258C2 RU2005111733/02A RU2005111733A RU2294258C2 RU 2294258 C2 RU2294258 C2 RU 2294258C2 RU 2005111733/02 A RU2005111733/02 A RU 2005111733/02A RU 2005111733 A RU2005111733 A RU 2005111733A RU 2294258 C2 RU2294258 C2 RU 2294258C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rolling
length
rollers
windows
row
Prior art date
Application number
RU2005111733/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2005111733A (en
Inventor
Виктор Георгиевич Даниленко (RU)
Виктор Георгиевич Даниленко
Владимир Петрович Белоусов (RU)
Владимир Петрович Белоусов
Александр Николаевич Овсеенко (RU)
Александр Николаевич Овсеенко
Дмитрий Николаевич Клауч (RU)
Дмитрий Николаевич Клауч
Марина Евгеньевна Кущева (RU)
Марина Евгеньевна Кущева
Леонид Анатольевич Кондратенко (RU)
Леонид Анатольевич Кондратенко
Алексей Николаевич Крылов (RU)
Алексей Николаевич Крылов
Максим Викторович Терехов (RU)
Максим Викторович Терехов
Original Assignee
ОАО "Машиностроительный завод "ЗиО-Подольск"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ОАО "Машиностроительный завод "ЗиО-Подольск" filed Critical ОАО "Машиностроительный завод "ЗиО-Подольск"
Priority to RU2005111733/02A priority Critical patent/RU2294258C2/en
Publication of RU2005111733A publication Critical patent/RU2005111733A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2294258C2 publication Critical patent/RU2294258C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Rolling Contact Bearings (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)

Abstract

FIELD: plastic working of metals, possibly expanding tubes in tube walls.
SUBSTANCE: rolling unit includes separating housing; cone expanding rollers having rolling bands, head end portion and tail end portion; windows for mounting them; spindle passing along axis of housing. Said windows are formed on separating housing uniformly along its perimeter with central angle 120° between adjacent windows whose axes are turned by predetermined angle relative to generatrix of housing. Said windows are arranged in lengthwise rows, three different-length windows in each row. Boundary windows of lengthwise rows of housing in each row and rollers mounted in them also have different length values. Length values of rolling bands of rollers and distance between rolling bands are determined according to relations given in specification. Total length of rolling band used for expanding is equal to summed length value of rolling bands of all three rollers in window of any lengthwise row and doubled distance between rolling bands of rollers in adjacent windows of each row.
EFFECT: enhanced effectiveness of works for making heat exchange equipment.
4 dwg

Description

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для развальцовки труб в трубных решетах при изготовлении теплообменных аппаратов для различных областей техники.The invention relates to the processing of metals by pressure and can be used for flaring pipes in pipe sheets in the manufacture of heat exchangers for various fields of technology.

Вальцовки, содержащие корпус-сепаратор с окнами для размещения конусных вальцовочных роликов, выполненными но одному вдоль образующих корпуса равномерно по периметру с разворотом оси последних под заданным углом к упомянутым образующим в касательной к ним плоскости, собственно вальцовочные ролики, установленные в указанных окнах корпуса, и проходящее по оси корпуса веретено, в технике известны. Вальцовку для раздачи трубы, установленной в отверстии трубной решетки, вводят в трубу до упора закрепленной на корпусе вальцовки втулки в поверхность трубной решетки, обеспечивая заданное положение вальцовочного пояса в трубе в пределах трубной решетки. Затем перемещают веретено вдоль оси корпуса, раздвигая ролики до появления между трубой, роликами и веретеном надежного сцепления. После этого включают привод вращения веретена. Вследствие разворота осей вращения роликов относительно образующей корпуса сепаратора и оси веретена под действием силы трения происходит автоматическое дальнейшее выдвижение веретена (его самозатягивание) и увеличение диаметра расположения роликов - развальцовка трубы. Угол разворота оси роликов (γ) определяет скорость затягивания веретена и, следовательно, скорость развальцовки. Для повышения производительности угол разворота роликов стремятся принять большим (в пределах 0°30'-4,0°), однако при этом возрастает нагрузка на ролик, растут изгибающие усилия и стойкость роликов снижается. По мере самозатягивания веретена растет крутящий момент на валу привода его вращения, что при использовании электрического привода вращения упрощает постоянный контроль за изменением величины крутящего момента и позволяет обеспечить автоматическое ограничение его увеличения сверх заданной величины при достижении необходимой степени раздачи и предупредить преждевременное разрушение элементов вальцовки, повысить надежность и долговечность в эксплуатации. Такие самозатягивающиеся вальцовки получили весьма широкое распространение. Для улучшения работоспособности вальцовки и повышения долговечности в эксплуатации большое значение имеет соотношение между средним диаметром ролика

Figure 00000002
и рабочим диаметром веретена
Figure 00000003
в месте их контакта по достижении заданной степени развальцовки. Оно должно быть в пределах
Figure 00000004
или в среднем в пределах 0,7-0,9. Конусность роликов, как правило, в два раза меньше конусности веретена: для роликов 1:40-1:80, для веретена 1:20-1:40 (Е.И.Юзик. Развальцовка труб в судовых теплообменных аппаратах. Л.: Судостроение, 1978. с.51-58).Rollers containing a cage-separator with windows for accommodating conical milling rollers made uniformly along the perimeter along the perimeter with a rotation of the axis of the latter at a given angle to the said generatrix in a plane tangent to them, the actual milling rollers installed in the said case windows, and a spindle passing along the axis of the body is known in the art. Rolling for the distribution of the pipe installed in the hole of the tube sheet is inserted into the tube until the sleeve fixed on the roll rolling body into the surface of the tube sheet, providing a predetermined position of the rolling belt in the tube within the tube sheet. Then, the spindle is moved along the axis of the housing, spreading the rollers until a reliable grip occurs between the pipe, rollers and the spindle. Then turn on the spindle rotation drive. Due to the rotation of the axes of rotation of the rollers relative to the generatrix of the separator body and the axis of the spindle under the action of friction, the spindle is automatically further extended (self-tightening) and the diameter of the location of the rollers increases - the pipe is expanded. The angle of rotation of the axis of the rollers (γ) determines the speed of the spindle and, therefore, the speed of expansion. To increase productivity, they strive to take the rotation angle of the rollers large (within the range of 0 ° 30'-4.0 °), however, the load on the roller increases, bending forces increase and the roller resistance decreases. As the spindle self-tightens, the torque increases on the shaft of its rotation drive, which, when using an electric rotation drive, simplifies constant monitoring of the change in the torque value and allows to automatically limit its increase in excess of a predetermined value when the required degree of distribution is achieved and to prevent premature destruction of the rolling elements, increase reliability and durability in operation. Such self-tightening rolling is very widespread. To improve the performance of rolling and increase the durability in operation, the ratio between the average diameter of the roller is of great importance
Figure 00000002
and spindle working diameter
Figure 00000003
in the place of their contact upon reaching the specified degree of expansion. It must be within
Figure 00000004
or an average of 0.7-0.9. The taper of the rollers, as a rule, is two times less than the taper of the spindle: for rollers 1: 40-1: 80, for the spindle 1: 20-1: 40 (E.I. Yuzik. Pipe expansion in ship heat exchangers. L .: Shipbuilding , 1978. p. 51-58).

К положительным особенностям таких вальцовок относится возможность развальцовки труб практически из всех применяемых в теплообменниках материалов, простота конструкции и достаточно высокая скорость развальцовки. Трубы деформируются роликами одновременно на всем участке вальцовочного пояса.The positive features of such rolling include the possibility of rolling pipes from almost all materials used in heat exchangers, simplicity of design and a fairly high speed of rolling. Pipes are deformed by rollers simultaneously on the entire section of the rolling belt.

Для выполнения вальцовочных соединений с трубами малого внутреннего диаметра, например менее 13 мм, при необходимой длине вальцовочного пояса более 30-40 мм не удается спроектировать вальцовку достаточной прочности даже в случае регулировки (ограничения) крутящего момента. Поэтому вальцевание соединений с отношением общей длины вальцовочного пояса к оптимальной рабочей длине ролика более 1,0 (при большой толщине трубной решетки) выполняют последовательными участками длиной, меньшей рабочей длины ролика, в несколько переходов с перекрытием участков вальцевания для обеспечения необходимой плотности соединений. Это и является одним из существенных недостатков вальцовок рассмотренного вида, поскольку ограничивает производительность работ и повышает их трудоемкость.To make rolling joints with pipes of small internal diameter, for example, less than 13 mm, with the necessary length of the rolling belt more than 30-40 mm, it is not possible to design rolling of sufficient strength even in the case of adjusting (limiting) the torque. Therefore, rolling joints with a ratio of the total length of the rolling belt to the optimal working length of the roller more than 1.0 (with a large tube sheet thickness) is performed in successive sections with a length shorter than the working length of the roller, in several transitions with overlapping rolling sections to ensure the necessary density of joints. This is one of the significant drawbacks of rolling of the considered type, since it limits the productivity of work and increases their complexity.

Частично этот недостаток устраняет известная самозатягивающаяся вальцовка, конструктивная особенность которой заключается в том, что она снабжена дополнительным (по периметру корпуса) рядом цилиндрических роликов, имеющих диаметр, равный наибольшему диаметру основных конических роликов, и размещенных в окнах сепаратора, выполненных перед окнами основного ряда конических роликов в промежутках между ними с частичным взаимным перекрытием концевых участков вальцовочных поясов роликов в указанных рядах.This drawback is partially eliminated by the well-known self-tightening rolling, the design feature of which is that it is equipped with an additional (along the perimeter of the housing) row of cylindrical rollers having a diameter equal to the largest diameter of the main tapered rollers and placed in the separator windows made in front of the windows of the main row of tapered rollers in the spaces between them with a partial mutual overlap of the end sections of the rolling belt of the rollers in the specified rows.

Эта вальцовка может рассматриваться как наиболее близкий аналог заявляемой - ее прототип - по техническому существу и по достигаемому эффекту (увеличению общей длины вальцовочного пояса).This rolling can be considered as the closest analogue of the claimed - its prototype - in technical essence and in the achieved effect (increase in the total length of the rolling belt).

Конструктивные особенности рассмотренной известной вальцовки определяют и некоторые особенности ее работы. Так, после сообщения веретену вращательного движения оно начинает «затягиваться» рядом конических роликов благодаря развернутости осей последних на некоторый угол относительно оси веретена - как и в рассмотренной ранее известной вальцовке. В процессе «самозатягивания» веретено перемещается в осевом направлении, раздвигая конические и цилиндрические ролики в радиальном направлении и деформируя трубу. Причем цилиндрические ролики начинают деформировать трубу вначале своим концом, частично перекрывающим вальцовочные пояса основных конических роликов, а затем в процессе раздачи трубы при перемещении веретена ширина линии контакта цилиндрических роликов с поверхностью трубы непрерывно увеличивается, пока цилиндрические ролики не начинают деформировать трубу всей своей длиной. В этот момент процесс развальцовки прекращают, веретену сообщают вращение в обратном направлении и вальцовку извлекают из трубы. Установка оси цилиндрических роликов параллельно оси веретена обеспечивает плавное изменение деформации трубы (контактных напряжений на границе раздела трубы и трубной решетки) от необходимых минимальных значений в месте выхода трубы в теплообменную полость до максимальных значений в зоне частичного взаимного перекрытия вальцовочных поясов цилиндрических и конических роликов по всей длине последних.The design features of the considered known rolling determine some of the features of its work. So, after the rotational motion is communicated to the spindle, it begins to “be pulled” by a series of conical rollers due to the rotation of the axes of the latter by a certain angle relative to the axis of the spindle - as in the previously known rolling. In the process of "self-tightening" the spindle moves in the axial direction, pushing the conical and cylindrical rollers in the radial direction and deforming the pipe. Moreover, the cylindrical rollers begin to deform the pipe at first with its end, partially overlapping the rolling belts of the main conical rollers, and then during the distribution of the pipe when the spindle moves, the width of the contact line of the cylindrical rollers with the pipe surface continuously increases until the cylindrical rollers begin to deform the pipe with its entire length. At this point, the flaring process is stopped, the spindle is informed to rotate in the opposite direction, and the rolling is removed from the pipe. Setting the axis of the cylindrical rollers parallel to the axis of the spindle ensures a smooth change in the deformation of the pipe (contact stresses at the interface between the pipe and the tube sheet) from the required minimum values at the pipe exit to the heat exchange cavity to the maximum values in the zone of partial mutual overlapping of the rolling belts of cylindrical and conical rollers throughout the length of the latter.

При этом продольные оси окон корпуса-сепаратора под установку дополнительных вальцовочных роликов параллельны продольной оси корпуса и оси веретена (см. авт. св. СССР №1459778, МПК В 21 Д 39/06, 1987 г.).In this case, the longitudinal axis of the windows of the separator housing for installing additional milling rollers are parallel to the longitudinal axis of the housing and the axis of the spindle (see ed. St. USSR No. 1459778, IPC V 21 D 39/06, 1987).

Вместе с тем, в тексте описания изобретения на рассмотренную вальцовку совершенно не приведены обоснования повышения надежности вальцовочных соединений за счет увеличения их виброустойчивой прочности, что указано в качестве цели изобретения. Это позволяет усомниться в достижении указанной цели при реализации вальцовки по указанному изобретению. И хотя отмеченная вальцовка действительно обеспечивает большую общую длину вальцовочного пояса по сравнению с описанной ранее известной вальцовкой, она не лишена и некоторых других недостатков:At the same time, in the text of the description of the invention for the considered rolling, the rationale for increasing the reliability of the rolling joints by increasing their vibration-resistant strength, which is indicated as the purpose of the invention, is not given at all. This allows you to doubt the achievement of this goal in the implementation of rolling according to the specified invention. And although the noted rolling does provide a larger overall length of the rolling belt compared to the previously described rolling, it is not without some other disadvantages:

- недостаточная прочность и надежность в эксплуатации корпуса для вальцевания труб наружным диаметром 20 мм и менее из-за сильного уменьшения площади «живого» сечения корпуса в зоне взаимного перекрытия вальцовочных поясов роликов;- insufficient strength and reliability in operation of the housing for rolling pipes with an outer diameter of 20 mm or less due to a strong decrease in the area of the "live" section of the housing in the area of mutual overlapping of the rolling belt of the rollers;

- незначительное увеличение общей длины вальцовочного пояса;- a slight increase in the total length of the rolling belt;

- контактные давления (напряжения) на границах раздела труба-трубная решетка после развальцовки трубы со стороны входа трубного пучка (межтрубного пространства) значительно меньше, чем на выходе из трубной решетки, что увеличивает вероятность нарушения плотности соединения со стороны трубного пучка от ускоренного развития коррозии именно в этой зоне.- contact pressures (stresses) at the pipe-to-tube lattice interfaces after flaring the pipe from the side of the tube bundle entrance (annular space) are much less than at the pipe lattice exit, which increases the probability of the joint density violation from the pipe bundle from accelerated corrosion development namely in this zone.

Изобретение направлено на решение задачи увеличения общей длины вальцовочного пояса вальцовки при обеспечении надежной плотности соединения труба-трубная решетка, надежности и долговечности в эксплуатации самой вальцовки.The invention is aimed at solving the problem of increasing the total length of the rolling milling belt while providing a reliable density of the pipe-tube grating connection, reliability and durability in operation of the milling itself.

Технический результат, который обеспечивается в результате решения поставленной задачи, - повышение производительности работ при изготовлении теплообменного оборудования, в частности при развальцовке труб в трубных решетках при толщине последних, превышающих оптимальную рабочую длину ролика.The technical result, which is achieved by solving the task, is to increase the productivity of work in the manufacture of heat exchange equipment, in particular when expanding pipes in tube sheets with a thickness of the latter exceeding the optimal working length of the roller.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что вальцовка содержит корпус-сепаратор, конусные вальцовочные ролики, имеющие вальцовочные пояса и головные и хвостовые концевые участки, окна для их установки, выполненные на корпусе-сепараторе равномерно по периметру с центральным углом 120° между смежными окнами и разворотом оси последних под заданным углом к образующей корпуса, проходящее по оси корпуса веретено, при этом, согласно изобретению, упомянутые окна расположены продольными рядами по три окна разной длины, крайние окна продольных рядов корпуса в каждом ряду и установленные в них ролики также выполнены разной длины, при этом расстояние между вальцовочными поясами роликов в смежных окнах каждого их ряда по длине корпуса одинаково и равно сумме выбранных значений длины перемычек корпуса между упомянутыми окнами и выполненных одинаковыми длин округлений головного и хвостового концевых участков каждого ролика, прилегающих к соответствующим границам вальцовочного пояса, длина вальцовочного пояса первого ролика в окне первого с начала отсчета продольного ряда меньше длины вальцовочного пояса первого ролика в окне второго по периметру корпуса продольного ряда на сумму указанной выше величины расстояния между вальцовочными поясами роликов в смежных окнах каждого ряда и выбранной постоянной величины обязательного перекрытия концевых участков вальцовочных поясов вторых роликов в соответствующих окнах каждого ряда встречным участком вальцовочного пояса, по крайней мере, одного ролика в окне одного из смежных рядов по периметру корпуса, длина вальцовочного пояса первого ролика в окне второго продольного ряда меньше длины вальцовочного пояса первого ролика в окне третьего ряда на такую же величину, при этом длина последнего не превышает установленного допустимого значения по условиям прочности, длина вальцовочного пояса третьего ролика в окне первого продольного ряда равна длине вальцовочного пояса первого ролика в окне третьего продольного ряда, длина вальцовочного пояса третьего ролика в окне второго продольного ряда равна длине вальцовочного пояса первого ролика в окне этого же ряда, длина вальцовочного пояса третьего ролика в окне третьего продольного ряда равна длине вальцовочного пояса первого ролика в окне первого продольного ряда, а длина вальцовочных поясов вторых роликов в окнах каждого продольного ряда одинакова, причем, общая длина вальцовочного пояса вальцовки равна сумме длин вальцовочных поясов всех трех роликов в окнах любого продольного ряда и указанного выше удвоенного расстояния между вальцовочными поясами роликов в смежных окнах каждого ряда.The specified technical result during the implementation of the invention is achieved by the fact that the rolling includes a cage-separator, conical milling rollers having milling belts and head and tail end sections, windows for their installation, made on the casing-separator uniformly around the perimeter with a central angle of 120 ° between adjacent windows and a rotation of the axis of the latter at a given angle to the generatrix of the housing, the spindle passing along the axis of the housing, wherein, according to the invention, said windows are arranged in longitudinal rows of three windows of different lengths, the extreme windows of the longitudinal rows of the case in each row and the rollers installed in them are also made of different lengths, while the distance between the rolling belts of the rollers in the adjacent windows of each row along the length of the case is the same and equal to the sum of the selected lengths of the body jumpers between the said windows and made equal rounding lengths of the head and tail end sections of each roller adjacent to the corresponding boundaries of the rolling belt, the length of the rolling belt of the first roller in the window of the first the origin of the longitudinal row is less than the length of the rolling belt of the first roller in the window of the second longitudinal row along the perimeter of the casing by the sum of the distance indicated above between the rolling belts of the rollers in the adjacent windows of each row and the selected constant value of the mandatory overlap of the end sections of the rolling belts of the second rollers in the corresponding windows of each row the counter section of the rolling belt of at least one roller in the window of one of the adjacent rows along the perimeter of the housing, the length of the rolling belt and the first roller in the window of the second longitudinal row is less than the length of the rolling belt of the first roller in the window of the third row by the same amount, while the length of the last does not exceed the established allowable value according to the strength conditions, the length of the rolling belt of the third roller in the window of the first longitudinal row is equal to the length of the rolling belt the first roller in the window of the third longitudinal row, the length of the rolling belt of the third roller in the window of the second longitudinal row is equal to the length of the rolling belt of the first roller in the window of the same row, and the rolling belt of the third roller in the window of the third longitudinal row is equal to the length of the rolling belt of the first roller in the window of the first longitudinal row, and the length of the rolling belts of the second rollers in the windows of each longitudinal row is the same, and the total length of the rolling belt of rolling is equal to the sum of the lengths of the rolling belts of all three rollers in the windows of any longitudinal row and the aforementioned doubled distance between the rolling belts of the rollers in the adjacent windows of each row.

Действительно, корпус заявляемой вальцовки по сравнению с прототипом обладает большей прочностью, поскольку основные и дополнительные вальцовочные ролики, тоже выполненные конусными, расположены последовательно в каждом продольном ряду с промежутками между вальцовочными поясами роликов в смежных окнах каждого ряда, перекрытыми вальцовочными поясами роликов в окнах смежных рядов по периметру корпуса, концевые участки вальцовочных поясов вторых (средних) роликов в соответствующих окнах каждого ряда выполнены с обязательным взаимным перекрытием встречным концевым участком вальцовочного пояса ролика в окне одного из смежных рядов по периметру корпуса, причем длина взаимного перекрытия концевых участков вальцовочных поясов указанных роликов выбирается одинаковой и должна быть в пределах заданной величины.Indeed, the housing of the inventive rolling compared to the prototype has greater strength, since the main and additional milling rollers, also made conical, are arranged sequentially in each longitudinal row with gaps between the milling belts of the rollers in the adjacent windows of each row, overlapped by the milling belts of the rollers in the windows of adjacent rows along the perimeter of the body, the end sections of the rolling belts of the second (middle) rollers in the corresponding windows of each row are made with mandatory mutual overlapping by the opposite end portion of the rolling belt of the roller in the window of one of the adjacent rows along the perimeter of the housing, and the length of the mutual overlapping of the end sections of the rolling belts of these rollers is chosen to be the same and should be within a given value.

Выполнение вдоль образующих корпуса-сепаратора в один ряд по три окна разной длины и указанное размещение в них основных и дополнительных вальцовочных роликов обеспечили, по сравнению с прототипом, большее увеличение общей длины вальцовочного пояса, что позволит для заданного контактного напряжения (давления) между трубой и стенкой отверстия в трубной решетке выполнить соединение если не со одной установки вальцовки, то с меньшим числом переходов, что и повысит производительность работ без снижения эксплуатационных качеств вальцовки.Running along the generators of the separator case in one row of three windows of different lengths and the indicated placement of the main and additional rolling rollers in them provided, in comparison with the prototype, a larger increase in the total length of the rolling belt, which will allow for a given contact voltage (pressure) between the pipe and with the wall of the hole in the tube sheet, to connect, if not from one rolling unit, then with a smaller number of transitions, which will increase the productivity of work without reducing the operational qualities of the rolling.

Выполнение крайних вальцовочных роликов в каждом продольном ряду заявляемой вальцовки разной длины обеспечивает заданную плотность соединения (контактных напряжений) между трубой и стенкой отверстия трубной решетки на длине вальцовочного пояса крайнего ролика меньшей длины по периметру корпуса после развальцовки трубы как со стороны входа трубного пучка в трубную решетку (межтрубного пространства), так и со стороны его выхода.The implementation of the extreme rolling rollers in each longitudinal row of the inventive rolling of different lengths provides the specified density of the connection (contact stress) between the pipe and the wall of the hole of the tube sheet on the length of the rolling belt of the end roller of a shorter length along the perimeter of the pipe after the pipe flare as from the side of the tube bundle into the tube sheet (annular space), and from the side of its exit.

Заявленные взаимные зависимости длин вальцовочных поясов роликов вальцовки с учетом рекомендованных ограничений и размеров отдельных элементов роликов и корпуса вальцовки позволяют определить геометрические параметры каждого ролика, указанных его элементов и выбрать оптимальное значение общей длины вальцовочного пояса самой вальцовки для решения конкретных технологических задач.The declared mutual dependences of the lengths of the rolling belts of the rolling rollers, taking into account the recommended limitations and sizes of the individual elements of the rollers and the rolling body, allow you to determine the geometric parameters of each roller, its specified elements and choose the optimal value of the total length of the rolling belt of the rolling itself to solve specific technological problems.

Проведенный заявителем анализ уровня техники но доступным источникам не выявил сведений об аналогах, характеризующихся признаками, тождественными (идентичными) всем существенным признакам заявленного изобретения. Выявление наиболее близкого но совокупности существенных признаков аналога позволило выявить совокупность существенных признаков но отношению к указанному ранее техническому результату от использования отличительных признаков в заявленном устройстве, изложенных в формуле изобретения.The analysis of the prior art by the applicant but to available sources did not reveal information about analogues that are characterized by features that are identical (identical) to all the essential features of the claimed invention. The identification of the closest but the totality of the essential features of the analogue made it possible to identify the totality of the essential features but in relation to the previously indicated technical result from the use of distinctive features in the claimed device set forth in the claims.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию охраноспособности «новизна».Therefore, the claimed invention meets the eligibility condition "novelty."

Проведенный заявителем дополнительный поиск по доступным источникам информации не выявил известных решений, существенные признаки которых совпадали бы с отличительными от прототипа признаками заявленного устройства. Это подтверждает, что заявленное изобретение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники.An additional search carried out by the applicant on available sources of information did not reveal known solutions, the essential features of which would coincide with the distinctive features of the claimed device. This confirms that the claimed invention does not derive for a specialist explicitly from the prior art.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию охраноспособности «изобретательский уровень».Therefore, the claimed invention meets the eligibility condition "inventive step".

Отсутствие препятствий технического, технологического или иного характера для промышленного осуществления изобретения обеспечивает его соответствие критерию охраноспособности «промышленная применимость».The absence of technical, technological or other obstacles to the industrial implementation of the invention ensures its compliance with the eligibility criterion of "industrial applicability".

Сущность изобретения поясняют приводимые ниже примеры его конкретного осуществления, которые, однако, не исключают и другие возможные варианты в пределах заявленной формулы изобретения, и чертежи, на которых представлены:The invention is illustrated by the following examples of its specific implementation, which, however, do not exclude other possible options within the scope of the claimed claims, and the drawings, on which:

- на фиг.1 - заявляемая вальцовка в продольном осевом разрезе;- figure 1 - the inventive rolling in a longitudinal axial section;

- на фиг.2 - разрез А-А по фиг.1 (увеличено и повернуто), поясняющий взаимное расположение вальцующих роликов и веретена в корпусе вальцовки;- figure 2 is a section aa in figure 1 (enlarged and rotated), explaining the relative position of the rolling rollers and spindles in the rolling body;

- на фиг.3 - схема расположения всех вальцовочных роликов заявляемой вальцовки на развертке ее боковой поверхности с учетом указанных в формуле изобретения зависимостей между размерами вальцовочных поясов роликов и их взаимного расположения при оптимальной длине вальцовочного пояса вторых роликов в каждом их ряду но длине корпуса вальцовки;- figure 3 is a diagram of the location of all the rolling rollers of the inventive rolling on a scan of its side surface, taking into account the dependencies indicated in the claims between the sizes of the rolling belts of the rollers and their relative position with the optimal length of the rolling belt of the second rollers in each row but the length of the rolling body;

- на фиг.4 - то же, при допустимом уменьшении длины вальцовочного пояса вторых роликов в каждом ряду по длине корпуса вальцовки.- figure 4 is the same, with a permissible reduction in the length of the milling belt of the second rollers in each row along the length of the milling body.

Заявляемая вальцовка содержит корпус-сепаратор 1, по оси которого проходит веретено 2 с гайкой 3 на его переднем рабочем конце и выполненным на противоположном конце хвостовиком 4 для соединения с приводом вращения веретена 2. Передняя рабочая часть корпуса-сепаратора 1 выполнена с окнами для установки конусных вальцовочных роликов 5, выполненными вдоль образующих корпуса 1 равномерно по его периметру с центральным углом 120° между смежными по периметру корпуса окнами (см. фиг.2) с разворотом оси окон и установленных в них роликов под заданным углом к упомянутым образующим корпуса в касательной к ним плоскости. Для выставления заданного интервала вальцевания на корпусе 1 в хвостовой его части установлена перемещаемая вдоль оси корпуса упорная втулка 6, связанная через подшипник 7 с обоймой 8. Упорная втулка 6 кренится на корпусе 1 в требуемом положении с помощью стопорного винта 9, при этом торец обоймы 8 после введения корпуса сепаратора 1 в вальцуемую трубу 10 обычно упирается в трубную решетку 11 и определяет расположение общего вальцовочного пояса вальцовки относительно трубной решетки 11 по толщине последней.The inventive rolling includes a cage-separator 1, along the axis of which a spindle 2 passes with a nut 3 at its front working end and a shank 4 made on the opposite end for connecting to the spindle rotation drive 2. The front working part of the cage-separator 1 is made with windows for installing conical rolling rollers 5, made along the generatrix of the housing 1 evenly around its perimeter with a Central angle of 120 ° between adjacent windows along the perimeter of the housing (see figure 2) with a turn of the axis of the windows and the rollers installed in them under a predetermined angle to said generatrix of the housing in a plane tangent to them. To set the specified rolling interval on the housing 1, a thrust sleeve 6 mounted along the axis of the housing is installed in the rear part thereof, connected through a bearing 7 to a casing 8. The thrust sleeve 6 is tilted on the casing 1 in the desired position by means of a locking screw 9, while the end face of the casing 8 after the separator body 1 is inserted into the roll pipe 10, it usually rests against the tube sheet 11 and determines the location of the common rolling belt of the roll relative to the tube sheet 11 by the thickness of the latter.

Одной из особенностей заявляемой вальцовки является то, что вдоль упомянутых образующих корпуса-сепаратора 1 выполнены в один ряд по три окна разной длины и в них размещены вальцовочные ролики 5 соответствующей длины, при этом в отличие от прототипа все вальцовочные ролики 5 выполнены конусными, окна каждого ряда корпуса 1 для их установки имеют соответствующую форму и расположены вдоль общей для них образующей корпуса, которая пересекается с серединой продольной оси каждого ролика 5 и соответственно окна для его установки, а продольная ось последних развернута относительно упомянутых образующих вокруг указанной точки их пересечения в касательной к ним плоскости на заданный угол γ (в пределах 0°30'...4°). Эти и другие отличительные особенности конструктивного выполнения элементов вальцовки, их взаимное относительное расположение и взаимозависимость размеров части элементов вальцовки, указанные в формуле изобретения, более наглядно поясняет фиг.3 прилагаемых чертежей, на которой показана схема расположения вальцовочных роликов 5 заявляемой вальцовки друг относительно друга. С учетом приведенных на этой фигуре чертежей обозначений частей элементов роликов заявляемой вальцовки и указанной в формуле изобретения взаимной зависимости их размеров можно записать следующее:One of the features of the inventive rolling is that along the mentioned generators of the cage-separator 1 there are three windows of different lengths arranged in a row and rolling rollers 5 of the corresponding length are placed in them, while, unlike the prototype, all the rolling rollers 5 are conical, the windows of each row of the housing 1 for their installation have a corresponding shape and are located along the generatrix of the housing common to them, which intersects with the middle of the longitudinal axis of each roller 5 and, accordingly, the windows for its installation, and the longitudinal axis l the latter are rotated relative to the mentioned generators around the indicated point of their intersection in the plane tangent to them at a given angle γ (within 0 ° 30 '... 4 °). These and other distinctive features of the structural design of the rolling elements, their relative relative position and the interdependence of the sizes of the parts of the rolling elements indicated in the claims, is more clearly illustrated by figure 3 of the attached drawings, which shows the layout of the rolling rollers 5 of the claimed rolling relative to each other. In view of the designations of the parts of the roller elements of the inventive rolling shown in this figure and the mutual dependence of their sizes indicated in the claims, the following can be written:

если l11, l21, l31 - длины вальцовочных поясов первого (крайнего слева по фиг.3 и фиг.4), второго и третьего роликов первого с начала отсчета (верхнего на чертежах) ряда,if l 11 , l 21 , l 31 - the lengths of the rolling belts of the first (leftmost in FIG. 3 and FIG. 4), second and third rollers of the first row from the origin (top in the drawings),

l12, l22, l32 - длины вальцовочных поясов соответственно первого, второго и третьего роликов второго ряда,l 12 , l 22 , l 32 - the lengths of the rolling belts, respectively, of the first, second and third rollers of the second row,

l13, l23, l33 - длины вальцовочных поясов первого, второго, и третьего роликов соответственно третьего ряда,l 13 , l 23 , l 33 - the lengths of the rolling belts of the first, second, and third rollers, respectively, of the third row,

b - длина перемычки между смежными окнами корпуса в каждом продольном ряду,b is the length of the jumper between adjacent windows of the housing in each longitudinal row,

Figure 00000005
- длина округления хвостового концевого участка каждого ролика,
Figure 00000005
- the length of the rounding of the tail end portion of each roller,

Figure 00000006
- длина округления головного концевого участка каждого ролика,
Figure 00000006
- the rounding length of the head end portion of each roller,

то промежуток «В» между вальцовочными поясами смежных роликов в окнах любого продольного ряда определяется выражениемthen the gap "B" between the rolling belts of adjacent rollers in the windows of any longitudinal row is determined by the expression

Figure 00000007
Figure 00000007

а при

Figure 00000008
примет видand when
Figure 00000008
will take the form

Figure 00000009
Figure 00000009

где lc - длина скруглений концевых участков каждого ролика.where l c is the length of the fillet end ends of each roller.

Из формулы изобретения и фиг.3 чертежей следует, что общая длина вальцовочного пояса самой вальцовки LΣ может быть определена любым из следующих выражений:From the claims and figure 3 of the drawings it follows that the total length of the rolling belt of the rolling itself L Σ can be determined by any of the following expressions:

Figure 00000010
Figure 00000010

Figure 00000011
Figure 00000011

Figure 00000012
Figure 00000012

Из формулы изобретения следует также, чтоFrom the claims it also follows that

Figure 00000013
Figure 00000013

где С - величина обязательного взаимного перекрытия концевых участков вальцовочных поясов вторых (средних) роликов в окнах каждого продольного ряда встречными концевыми участками вальцовочных поясов по крайней мере одного из роликов в окнах одного из смежных продольных рядов корпуса по его периметру, а также:where C is the value of the mandatory mutual overlap of the end sections of the rolling belts of the second (middle) rollers in the windows of each longitudinal row by the counter end sections of the rolling belts of at least one of the rollers in the windows of one of the adjacent longitudinal rows of the housing along its perimeter, and also:

Figure 00000014
Figure 00000014

где lдоп - допустимая длина вальцовочного пояса первого ролика третьего ряда по условиям прочности;where l add - the permissible length of the rolling belt of the first roller of the third row according to the strength conditions;

Figure 00000015
Figure 00000015

Figure 00000016
Figure 00000016

Figure 00000017
Figure 00000017

Figure 00000018
Figure 00000018

Если теперь значение l12 из выражения (6) подставить в выражение (5), получимIf now we substitute the value of l 12 from expression (6) into expression (5), we obtain

Figure 00000019
Figure 00000019

Зависимость (11) подтверждается из рассмотрения графического изображения размеров вальцовочных поясов указанных в ней роликов в схеме на фиг.3. Эта схема позволяет записать еще одну зависимостьDependence (11) is confirmed from consideration of the graphic image of the sizes of the milling belts of the rollers indicated in it in the diagram of FIG. 3. This scheme allows you to write another dependency

Figure 00000020
Figure 00000020

ОткудаWhere from

Figure 00000021
Figure 00000021

Из рассмотрения графического изображения размеров и относительного взаимного расположения роликов заявляемой вальцовки в схеме на фиг.3 очевидна возможность уменьшения длины вторых (средних) роликов каждого их ряда без нарушения указанной в формуле изобретения совокупности существенных признаков. Их длина в этом случае может составитьFrom a consideration of the graphic image of the sizes and relative relative positions of the rollers of the inventive rolling in the diagram of Fig. 3, it is obvious that the length of the second (middle) rollers of each row can be reduced without violating the set of essential features specified in the claims. Their length in this case can be

Figure 00000022
Figure 00000022

Схема расположения всех вальцовочных роликов заявляемой вальцовки на развертке ее боковой поверхности с учетом уменьшенной длины вторых (средних) роликов каждого их ряда до указанной в зависимости (14) показана на фиг.4 прилагаемых чертежей. Зависимость размеров остальных роликов и общей длины вальцовочного пояса вальцовки по схеме на фиг.3 и на фиг.4 остается без изменений. Отличие вальцовки по схеме на фиг.3 заключается в том, что промежутки "В" между вальцовочными поясами смежных роликов всех рядов вальцовки но длине ее вальцовочного пояса LΣ не совпадают и смещены один относительно другого по меньшей мере на указанную величину "С" обязательного взаимного перекрытия концевых участков вальцовочных поясов вторых (средних) роликов в соответствующих окнах каждого ряда встречным концевым участком вальцовочного пояса ролика в окне одного из смежных рядов по периметру корпуса. А это означает, что контактные напряжения на границе раздела труба-трубная решетка после развальцовки труб на одинаковых участках длиной, равной длине вальцовочного пояса первого ролика первого ряда (l11) и третьего ролика третьего ряда (l11) от соответствующих торцов трубной решетки, будут одинаковыми и будут иметь максимальное заданное значение, а между указанными участками эти напряжения будут периодически несколько снижаться на одинаковой длине, равной расстоянию "В" между вальцовочными поясами смежных роликов любого ряда, и вновь возвращаться к максимальному значению на прилегающих участках длиной, равной величине "С" указанного обязательного взаимного перекрытия концевых участков вальцовочных поясов вторых (средних) роликов каждого ряда. В вальцовке по схеме на фиг.4 эта закономерность частично нарушена: в средней части по длине вальцовочного пояса LΣ имеет место совмещение промежутка "В" между вальцовочными поясами роликов 5 двух продольных рядов (первого и третьего по схеме на фиг.4), и снижение контактных напряжений на границе раздела труба-трубная решетка на этом участке будет более заметным. Однако это обстоятельство практически не отразится на общей плотности вальцовочных соединений и не вызовет ухудшения надежности и других показателей соединения.The layout of all the rolling rollers of the inventive rolling on a scan of its lateral surface, taking into account the reduced length of the second (middle) rollers of each row to the indicated in relation (14), is shown in figure 4 of the attached drawings. The dependence of the size of the remaining rollers and the total length of the rolling milling belt according to the scheme in figure 3 and figure 4 remains unchanged. The difference in rolling according to the scheme in figure 3 is that the gaps "B" between the rolling belts of adjacent rollers of all the rolling rows but the length of its rolling belt L Σ do not coincide and are shifted relative to each other by at least the specified value "C" of the obligatory overlapping of the end sections of the rolling belts of the second (middle) rollers in the respective windows of each row with the counter end section of the rolling belt of the roller in the window of one of the adjacent rows around the perimeter of the housing. And this means that the contact stresses at the pipe-to-tube lattice interface after tube expansion in equal sections of length equal to the length of the rolling belt of the first roller of the first row (l 11 ) and the third roller of the third row (l 11 ) from the corresponding ends of the tube sheet identical and will have a maximum predetermined value, and between the indicated sections these voltages will periodically decrease slightly at the same length equal to the distance "B" between the rolling belts of adjacent rollers of any row, and again in to turn to the maximum value in adjacent sections with a length equal to the value "C" of the specified mandatory mutual overlap of the end sections of the milling belts of the second (middle) rollers of each row. In the rolling according to the scheme in Fig. 4, this pattern is partially violated: in the middle part along the length of the rolling belt L Σ, there is a combination of the gap "B" between the rolling belts of the rollers 5 of two longitudinal rows (the first and third according to the scheme in Fig. 4), and a decrease in contact stresses at the pipe-tube lattice interface in this section will be more noticeable. However, this fact will practically not affect the overall density of the rolling joints and will not cause a deterioration in the reliability and other indicators of the connection.

Следовательно, заявляемая вальцовка при прочих равных условиях может быть изготовлена с длиной вальцовочного пояса LΣ в некотором интервале значений.Therefore, the inventive rolling, ceteris paribus, can be made with the length of the rolling belt L Σ in a certain range of values.

Если в выражение (2) подставить значение l11 из выражения (11), заменив в последнем на основании выражения (7) l13 на равное ему l31, получим:If we substitute the value l 11 from expression (11) into expression (2), replacing l 13 in the latter based on expression (7), equal to l 31 equal to

Figure 00000023
Figure 00000023

Тогда после замены l21 его значением из выражения (13) для вальцовки по схеме на фиг.3 получим:Then, after replacing l 21 with its value from expression (13) for rolling according to the scheme in Fig. 3, we obtain:

Figure 00000024
Figure 00000024

а после замены l21 его значением из выражения (14) для вальцовки по схеме на фиг.4 получим:and after replacing l 21 with its value from expression (14) for rolling according to the scheme in Fig. 4, we get:

Figure 00000025
Figure 00000025

Иными словами, при прочих равных условиях вальцовка в соответствии с данным изобретением может быть изготовлена с общей длиной вальцовочного пояса как минимум в пределах от 2l31+2(В+С) до 2l31+В+С за счет возможного изменения длины вторых (средних) роликов всех продольных рядов вальцовки в пределах от l21=l22=l31=2В+3С из выражения (13) доIn other words, ceteris paribus, the rolling in accordance with this invention can be made with a total length of the rolling belt at least in the range from 2l 31 +2 (B + C) to 2l 31 + B + C due to the possible change in the length of the second (medium ) rollers of all longitudinal rows of rolling ranging from l 21 = l 22 = l 31 = 2B + 3C from expression (13) to

l21=l22=l31=В+2С из выражения (14).l 21 = l 22 = l 31 = B + 2C from expression (14).

Однако общая длина вальцовочного пояса вальцовки (LΣ) может быть дополнительно увеличена, если длину вальцовочного пояса вторых (средних) роликов каждого продольного ряда увеличить до размеров вальцовочного пояса третьего ролика первого продольного ряда или равного ему вальцовочного пояса первого ролика третьего ряда, т.е.However, the total length of the rolling belt of rolling (L Σ ) can be further increased if the length of the rolling belt of the second (middle) rollers of each longitudinal row is increased to the size of the rolling belt of the third roller of the first longitudinal row or equal to the rolling belt of the first roller of the third row, i.e. .

l21=l22=l32=l31.l 21 = l 22 = l 32 = l 31 .

Если в выражении (2) l21 заменить на l31, а вместо l11 подставить его значение из (11), получим:If in expression (2) l 21 is replaced by l 31 , and instead of l 11 substitute its value from (11), we obtain:

Figure 00000026
Figure 00000026

Это позволяет при выборе по техническим, технологическим или иным соображениям конкретных значений величин "b",

Figure 00000027
и
Figure 00000028
или "lc" (при
Figure 00000029
) и "С" выбирать и конкретное значение общей длины вальцовочного пояса самой вальцовки LΣ с последующим расчетом остальных параметров элементов вальцовки. Возможен предварительный выбор и длины вальцовочного пояса первого ролика в окне первого продольного ряда в схеме на фиг.3 или фиг.4 или равной ему длины вальцовочного пояса третьего ролика третьего продольного ряда, поскольку она определяет длину входного и выходного участков в соединении труба-трубная решетка с заданной максимальной плотностью соединения после развальцовки труб.This allows when choosing for technical, technological or other reasons, specific values of the values of "b",
Figure 00000027
and
Figure 00000028
or "l c " (at
Figure 00000029
) and "C" choose a specific value of the total length of the rolling belt of the rolling itself L Σ with the subsequent calculation of the remaining parameters of the rolling elements. It is possible to preselect the lengths of the rolling belt of the first roller in the window of the first longitudinal row in the diagram of FIG. 3 or FIG. 4 or equal to the length of the rolling belt of the third roller of the third longitudinal row, since it determines the length of the input and output sections in the pipe-tube grating connection with a given maximum joint density after pipe expansion.

Выбираемые для расчета значения указанных выше элементов вальцовки могут иметь абсолютную величину в следующих пределах:The values of the above rolling elements selected for calculation can have an absolute value within the following limits:

- "b" - от 3 до 6 мм - по условиям прочности материала корпуса вальцовки и величины возможных нагрузок;- "b" - from 3 to 6 mm - according to the conditions of strength of the material of the rolling mill and the magnitude of the possible loads;

-

Figure 00000028
и
Figure 00000030
- от 2 до 4 мм - из практических данных;-
Figure 00000028
and
Figure 00000030
- from 2 to 4 mm - from practical data;

- "С" - от 2 до 4 мм - для обеспечения гарантированного перекрытия граничных участков вальцовочных поясов соответствующих роликов.- "C" - from 2 to 4 mm - to ensure guaranteed overlap of the boundary sections of the rolling belts of the respective rollers.

Учитывая, что максимальная длина вальцовочного пояса третьего ролика в окне первого продольного ряда, равная длине вальцовочного пояса первого ролика в окне третьего продольного ряда, не должна превышать 40 мм для труб с внутренним диаметром до 13 мм, возможная максимальная длина вальцовочного пояса первого ролика в окне первого продольного ряда определяется из выражения (11). Максимальная длина вальцовочного пояса первого ролика первого продольного ряда зависит от жесткости требований по плотности входных и выходных участков соединения труба-трубная решетка, но желательно, чтобы она была не менее 6 мм. В этом случае минимальная длина вальцовочного пояса третьего ролика в окне первого продольного ряда определяется из того же выражения (11):Given that the maximum length of the rolling belt of the third roller in the window of the first longitudinal row, equal to the length of the rolling belt of the first roller in the window of the third longitudinal row, should not exceed 40 mm for pipes with an inner diameter of up to 13 mm, the possible maximum length of the rolling belt of the first roller in the window the first longitudinal row is determined from expression (11). The maximum length of the rolling belt of the first roller of the first longitudinal row depends on the rigidity of the requirements for the density of the inlet and outlet sections of the pipe-tube grating connection, but it is desirable that it be at least 6 mm. In this case, the minimum length of the rolling belt of the third roller in the window of the first longitudinal row is determined from the same expression (11):

Figure 00000031
Figure 00000031

Для развальцовки труб диаметром 16 мм с толщиной стенки 1,2 мм и 1,4 мм в трубных решетках толщиной 125 мм, 140 мм и 170 мм при изготовлении теплообменников для разных энергетических установок заявителем разработан один типоразмер заявляемой вальцовки НТЦТ-270. При этом были приняты следующие размеры указанных выше выбираемых элементов вальцовки:For the expansion of pipes with a diameter of 16 mm with a wall thickness of 1.2 mm and 1.4 mm in tube sheets with a thickness of 125 mm, 140 mm and 170 mm, in the manufacture of heat exchangers for various power plants, the applicant has developed one standard size of the inventive rolling NTTsT-270. In this case, the following dimensions were adopted for the above selected rolling elements:

b=4 мм,

Figure 00000032
, с=3 ммb = 4 mm
Figure 00000032
, s = 3 mm

Тогда из выражения (1) определится длина промежутка "В" между вальцовочными поясами смежных роликов в окнах любого продольного ряда, которая составит:Then from the expression (1) the length of the gap "B" between the rolling belts of adjacent rollers in the windows of any longitudinal row is determined, which will be:

В=b+2lc=4+2×3=10 (мм)B = b + 2l c = 4 + 2 × 3 = 10 (mm)

Исходя из требований к качеству (плотности) соединений входных и выходных участков труб в трубных решетках для изготавливаемых теплообменников энергетических установок длина вальцовочного пояса первого ролика первого продольного ряда "l11" принята равнойBased on the requirements for the quality (density) of the joints of the inlet and outlet pipe sections in the tube sheets for the manufactured heat exchangers of power plants, the length of the rolling belt of the first roller of the first longitudinal row "l 11 " is taken to be

l11=10,5 (мм),l 11 = 10.5 (mm),

а длина вальцовочного пояса третьего ролика в окне первого ряда определится из выражения (11) и составляетand the length of the rolling belt of the third roller in the window of the first row is determined from the expression (11) and is

l31=l11+2(В+С)=10,5+2(10+3)=36,5 ммl 31 = l 11 +2 (B + C) = 10.5 + 2 (10 + 3) = 36.5 mm

Поскольку развальцовка труб в трубных решетках указанного ряда толщин может осуществляться только в два перехода, для обеспечения нормальной работоспособности и долговечности вальцовки оптимальная общая длина ее вальцовочного пояса выбрана из расчета полного перекрытия наибольшей толщины трубной решетки (170 мм) из указанного ряда за два перехода с обеспечением взаимного перекрытия вальцуемых участков длиной 4 мм, т.е.Since the expansion of pipes in tube sheets of the indicated series of thicknesses can be carried out in only two transitions, to ensure normal operation and durability of the rolling, the optimal total length of its rolling belt is selected from the calculation of the complete overlap of the largest thickness of the tube sheet (170 mm) from the specified row in two transitions with ensuring mutual overlapping of rolled sections with a length of 4 mm, i.e.

LΣ=(1704+4)/2=87 (мм)L Σ = (1704 + 4) / 2 = 87 (mm)

Тогда длина вторых (средних) роликов в окнах каждого продольного ряда определится из выражения (2) и составит (после преобразований выражения 2):Then the length of the second (middle) rollers in the windows of each longitudinal row is determined from expression (2) and will be (after transformations of expression 2):

l21=l22=l23=LΣ-l11-l31-2В=87-10,5-36,5-2×10=20 (мм),l 21 = l 22 = l 23 = L Σ -l 11 -l 31 -2V = 87-10.5-36.5-2 × 10 = 20 (mm),

а длина первого и третьего роликов в окнах второго продольного ряда может быть определена любым из указанных ранее выражений (3), (5), (6) и составит (из выражения 5):and the length of the first and third rollers in the windows of the second longitudinal row can be determined by any of the above expressions (3), (5), (6) and will be (from expression 5):

l12=l32=l11+В+C=10,5+10+3=23,5 (мм)l 12 = l 32 = l 11 + B + C = 10.5 + 10 + 3 = 23.5 (mm)

Теперь без труда можно определить полные размеры всех без исключения роликов заявляемой вальцовки и связанных с ними размеров корпуса-сепаратора, полная длина которого определяется технологическими соображениями (количеством вальцовочных переходов при развальцовке таких же труб в трубных решетках большей толщины) и конструктивными размерами узла упорная втулка (6)-обойма (8).Now, it is easy to determine the full dimensions of all, without exception, rollers of the inventive rolling and the associated dimensions of the separator body, the full length of which is determined by technological considerations (the number of milling transitions when rolling the same pipes in tube sheets of greater thickness) and the structural dimensions of the assembly of the thrust sleeve ( 6) clip (8).

Из изложенного ранее можно рассчитать минимальную и максимальную длину общего вальцовочного пояса заявляемой вальцовки.From the foregoing, it is possible to calculate the minimum and maximum length of the total rolling belt of the inventive rolling.

Для расчета минимальной общей длины вальцовочного пояса вальцовки надо принять минимальное из рекомендованных (или допустимых) значений длины вальцовочного пояса первого ролика в окне первого продольного ряда, в частности:To calculate the minimum total length of the rolling milling belt, it is necessary to take the minimum of the recommended (or permissible) values of the length of the milling belt of the first roller in the window of the first longitudinal row, in particular:

l11=6 ммl 11 = 6 mm

Тогда минимальная длина вальцовочного пояса третьего ролика в окне первого продольного ряда определится из выражения (11):Then the minimum length of the rolling belt of the third roller in the window of the first longitudinal row is determined from the expression (11):

l11=l13-2(В+С) или l18=l11+2(В+С)=6+2(10+3)=32 (мм)l 11 = l 13 -2 (B + C) or l 18 = l 11 +2 (B + C) = 6 + 2 (10 + 3) = 32 (mm)

Минимальная длина вторых (средних) роликов в окне любого продольного ряда определяется выражением (14) и составляет:The minimum length of the second (middle) rollers in the window of any longitudinal row is determined by expression (14) and is:

l21=l22=l23=В+2С=10+2×3=16 (мм).l 21 = l 22 = l 23 = B + 2C = 10 + 2 × 3 = 16 (mm).

Тогда минимальная общая длина вальцовочного пояса заявляемой вальцовки из выражения (2) составит:Then the minimum total length of the rolling belt of the inventive rolling from the expression (2) will be:

Figure 00000033
Figure 00000033

Максимальная общая длина вальцовочного пояса заявляемой вальцовки определится из выражения (18), если длину вальцовочных поясов второго и третьего роликов в соответствующих окнах первого продольного ряда принять равной максимально допустимому значению 40 мм для труб с внутренним диаметром 13 мм. Она составит:The maximum total length of the rolling belt of the claimed rolling is determined from expression (18), if the length of the rolling belts of the second and third rollers in the corresponding windows of the first longitudinal row is taken to be equal to the maximum permissible value of 40 mm for pipes with an inner diameter of 13 mm. She will make:

Figure 00000034
Figure 00000034

Однако в любом из рассмотренных случаев заявляемая вальцовка сохраняет все существенные признаки, указанные в формуле изобретения.However, in any of the cases considered, the inventive rolling retains all the essential features indicated in the claims.

Работа заявляемой вальцовки при выполнении соединения труб указанного типоразмера с трубными решетками названного ряда толщин при изготовлении теплообменников заключается в следующем.The work of the inventive rolling when connecting pipes of a specified size with tube sheets of the aforementioned series of thicknesses in the manufacture of heat exchangers is as follows.

Поскольку при выполнении соединения труб с трубной решеткой изготавливаемых заявителем теплообменников предусмотрено предварительное соединение выходных концов пучка труб с трубной решеткой приваркой к последней концов труб по их периметру, развальцовку труб в отверстиях трубной решетки в этом случае можно начинать с выходного конца труб или несколько отступив от него. Для этого при отпущенном стопорном винте 9 упорную втулку 6 перемещают вдоль корпуса 1 в положение, при котором рабочий торец обоймы 8 окажется в заданном положении относительно границы хвостового участка общего вальцовочного пояса вальцовки, после чего положение втулки 6 (и соответственно обоймы 8) вновь фиксируют стопорным винтом 9. В таком положении корпус 1 вальцовки с установленным по его оси веретеном 2 передним концом последнего с гайкой 3 вводят в вальцуемую трубу 10 до упора торца обоймы 8 в трубную решетку 11 или выступающий из нее выходной конец трубы 10. Затем осевым перемещением веретена 2 осуществляют радиальное смещение вальцовочных роликов 5 до появления между трубой 10, роликами 5 и веретеном 2 надежного сцепления. Затем веретену 2 сообщают вращение от привода, связанного с хвостовиком 4 веретена 2. В качестве привода используют электрический или пневматический двигатели с ограничением крутящего момента на его валу для окончания развальцовки. При вращении веретена 2 вследствие разворота осей вращения роликов 5 относительно образующих корпуса-сепаратора 1 и оси веретена 2 под действием сил трения происходит автоматическое дальнейшее выдвижение веретена 2 (его самозатягивание) и увеличение диаметра расположения роликов 5 - развальцовка трубы. При этом возрастает крутящий момент на валу двигателя. При заданной степени развальцовки трубы 10 в отверстии трубной решетки 11 крутящий момент на валу двигателя достигает установленного значения и срабатывает система автоматического отключения двигателя. Теперь веретену 2 сообщают вращение в обратном направлении и вальцовку извлекают из трубы 10. Для завершения развальцовки трубы 10 в отверстии трубной решетки 11 по всей толщине последней отпускают стопорный винт 9 и перемещают упорную втулку 6 с обоймой 8 до установки рабочего торца последней на расстоянии от границы головного участка общего вальцовочного пояса вальцовки, равном толщине трубной решетки 11. После этого положение упорной втулки 6 с обоймой 8 вновь фиксируют стопорным винтом 9, вальцовку вводят в частично развальцованную трубу 10 до упора торца обоймы 8 в трубную решетку 11 и повторяют все операции первого перехода развальцовки. После окончания развальцовки одной трубы 10 в трубной решетке 11 переходят к развальцовке очередной трубы. Для повышения производительности работ возможно выполнение первого перехода развальцовки последовательно для всех труб, установленных в трубной решетке, с последующим последовательным выполнением второго перехода развальцовки.Since when connecting pipes to the tube sheet of heat exchangers manufactured by the applicant, it is necessary to pre-connect the output ends of the tube bundle to the tube sheet by welding to the last pipe ends along their perimeter, pipe expansion in the holes of the tube sheet in this case can be started from the outlet end of the pipes or by slightly departing from it . To do this, when the locking screw 9 is released, the thrust sleeve 6 is moved along the housing 1 to a position in which the working end of the clip 8 is in a predetermined position relative to the boundary of the tail section of the total rolling belt of the rolling, after which the position of the sleeve 6 (and, respectively, the clip 8) is again fixed by the locking screw 9. In this position, the rolling body 1 with the spindle 2 installed along its axis, the front end of the latter with a nut 3 is inserted into the rolling pipe 10 until the end of the sleeve 8 rests in the tube sheet 11 or protrudes out of it hydrochloric end of the tube 10. Then the axial displacement of the spindle 2 carried a radial displacement of rolling rollers 5 before the pipe 10 between, the rollers 5 and reliable coupling shank 2. Then, the spindle 2 is informed of the rotation from the drive associated with the shank 4 of the spindle 2. As the drive, electric or pneumatic motors with a torque limit on its shaft are used to end the flaring. When the spindle 2 rotates due to the rotation of the axes of rotation of the rollers 5 relative to the generators of the separator housing 1 and the spindle axis 2 under the action of friction forces, the spindle 2 is automatically further extended (self-tightening) and the diameter of the rollers 5 is increased - pipe expansion. This increases the torque on the motor shaft. For a given degree of expansion of the pipe 10 in the hole of the tube sheet 11, the torque on the motor shaft reaches the set value and the automatic engine shutdown system is activated. Now the spindle 2 is reported to rotate in the opposite direction and the rolling is removed from the pipe 10. To complete the expansion of the pipe 10 in the hole of the tube sheet 11, the locking screw 9 is released over the entire thickness of the latter and the thrust sleeve 6 with the cage 8 is moved until the working end face is installed at a distance from the border the head portion of the total rolling belt of rolling, equal to the thickness of the tube sheet 11. After that, the position of the thrust sleeve 6 with a clip 8 is again fixed with a locking screw 9, the rolling is introduced into a partially expanded pipe 10 until the end of the end of the cage 8 in the tube sheet 11 and repeat all the operations of the first transition of the expansion. After the flaring of one pipe 10 in the tube sheet 11 is transferred to the flaring of the next pipe. To increase the productivity of work, it is possible to perform the first flare transition in series for all pipes installed in the tube sheet, followed by the sequential execution of the second flare transition.

Проведенные у заявителя испытания изготовленных узлов соединения труб с трубной решеткой, выполненных с использованием заявляемой вальцовки, подтвердили соответствие качества выполненных соединений установленным требованиям при повышении производительности работ более чем на 30% за счет сокращения технологических переходов развальцовки труб в трубных решетках аналогичной толщины с трех-четырех переходов при использовании известных самозатягивающихся вальцовок до двух переходов за счет увеличения общей длины вальцовочного пояса самой вальцовки.Tests conducted at the applicant’s tests of manufactured pipe-to-pipe connection units made using the inventive rolling confirmed the quality of the joints made to meet the established requirements while increasing work productivity by more than 30% by reducing technological transitions of pipe expansion in pipe sheets of the same thickness from three to four transitions when using known self-tightening rolling up to two transitions by increasing the total length of the rolling belt ama rolling.

Следовательно, заявляемая вальцовка обеспечивает решение поставленной задачи с достижением указанного выше технического результата и может быть признана изобретением с предоставлением правовой защиты.Therefore, the inventive rolling provides a solution to the problem with the achievement of the above technical result and can be recognized as an invention with the provision of legal protection.

Claims (1)

Вальцовка, содержащая корпус-сепаратор, конусные вальцовочные ролики, имеющие вальцовочные пояса и головные и хвостовые концевые участки, окна для их установки, выполненные на корпусе-сепараторе равномерно по периметру с центральным углом 120° между смежными окнами и разворотом оси последних под заданным углом к образующей корпуса, проходящее по оси корпуса веретено, отличающаяся тем, что упомянутые окна расположены продольными рядами по три окна разной длины, крайние окна продольных рядов корпуса в каждом ряду и установленные в них ролики также выполнены разной длины, при этом расстояние между вальцовочными поясами роликов в смежных окнах каждого их ряда по длине корпуса одинаково и равно сумме выбранных значений длины перемычек корпуса между упомянутыми окнами и выполненных одинаковыми длин скруглений головного и хвостового концевых участков каждого ролика, прилегающих к соответствующим границам вальцовочного пояса, длина вальцовочного пояса первого ролика в окне первого с начала отсчета продольного ряда меньше длины вальцовочного пояса первого ролика в окне второго по периметру корпуса продольного ряда на сумму указанной выше величины расстояния между вальцовочными поясами роликов в смежных окнах каждого ряда и выбранной постоянной величины обязательного перекрытия концевых участков вальцовочных поясов вторых роликов в соответствующих окнах каждого ряда встречным участком вальцовочного пояса, по крайней мере, одного ролика в окне одного из смежных рядов по периметру корпуса, длина вальцовочного пояса первого ролика в окне второго продольного ряда меньше длины вальцовочного пояса первого ролика в окне третьего ряда на такую же величину, при этом длина последнего не превышает установленного допустимого значения по условиям прочности, длина вальцовочного пояса третьего ролика в окне первого продольного ряда равна длине вальцовочного пояса первого ролика в окне третьего продольного ряда, длина вальцовочного пояса третьего ролика в окне второго продольного ряда равна длине вальцовочного пояса первого ролика в окне этого же ряда, длина вальцовочного пояса третьего ролика в окне третьего продольного ряда равна длине вальцовочного пояса первого ролика в окне первого продольного ряда, а длина вальцовочных поясов вторых роликов в окнах каждого продольного ряда одинакова, причем общая длина вальцовочного пояса вальцовки равна сумме длин вальцовочных поясов всех трех роликов в окнах любого продольного ряда и указанного выше удвоенного расстояния между вальцовочными поясами роликов в смежных окнах каждого ряда.Rolling, comprising a cage-separator, conical milling rollers having milling belts and head and tail end sections, windows for their installation, made on the separator casing uniformly around the perimeter with a central angle of 120 ° between adjacent windows and a rotation of the axis of the latter at a given angle to spindle forming along the axis of the housing, characterized in that the said windows are arranged in longitudinal rows of three windows of different lengths, the extreme windows of the longitudinal rows of the housing in each row and the roles established therein ki are also made of different lengths, while the distance between the rolling belts of the rollers in the adjacent windows of each row along the length of the case is the same and equal to the sum of the selected lengths of the body jumpers between the said windows and the equal rounding lengths of the head and tail end sections of each roller adjacent to the corresponding to the boundaries of the rolling belt, the length of the rolling belt of the first roller in the window of the first from the origin of the longitudinal row is less than the length of the rolling belt of the first roller in the window the circumferential length of the longitudinal row for the sum of the above-mentioned distance between the rolling belts of the rollers in adjacent windows of each row and the selected constant value of the mandatory overlap of the end sections of the rolling belts of the second rollers in the corresponding windows of each row with the counter section of the rolling belt of at least one roller in the window of one of the adjacent rows along the perimeter of the housing, the length of the rolling belt of the first roller in the window of the second longitudinal row is less than the length of the rolling belt of the first the length of the third roller in the window of the first longitudinal row is equal to the length of the rolling belt of the first roller in the window of the third longitudinal row, the length of the rolling belt of the third roller in the window of the second longitudinal row is equal to the length of the rolling belt of the first roller in the window of the same row, the length of the rolling belt of the third roller in the window of the third longitudinal row is equal to the length of the rollers full-length belt of the first roller in the window of the first longitudinal row, and the length of the rolling belts of the second rollers in the windows of each longitudinal row is the same, and the total length of the rolling belt of rolling is equal to the sum of the lengths of the rolling belts of all three rollers in the windows of any longitudinal row and the aforementioned double distance between the rolling belts rollers in adjacent windows of each row.
RU2005111733/02A 2005-04-21 2005-04-21 Rolling unit RU2294258C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005111733/02A RU2294258C2 (en) 2005-04-21 2005-04-21 Rolling unit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005111733/02A RU2294258C2 (en) 2005-04-21 2005-04-21 Rolling unit

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2005111733A RU2005111733A (en) 2006-10-27
RU2294258C2 true RU2294258C2 (en) 2007-02-27

Family

ID=37438358

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005111733/02A RU2294258C2 (en) 2005-04-21 2005-04-21 Rolling unit

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2294258C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2473409C2 (en) * 2010-12-06 2013-01-27 Открытое акционерное общество "Машиностроительный завод "ЗиО-Подольск" Expanding machine
RU2474483C1 (en) * 2011-07-12 2013-02-10 Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Центральный научно-исследовательский институт технологии машиностроения" ОАО НПО "ЦНИИТМАШ" Test bench for analysing heat exchange tube beading by roller tool

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2473409C2 (en) * 2010-12-06 2013-01-27 Открытое акционерное общество "Машиностроительный завод "ЗиО-Подольск" Expanding machine
RU2474483C1 (en) * 2011-07-12 2013-02-10 Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Центральный научно-исследовательский институт технологии машиностроения" ОАО НПО "ЦНИИТМАШ" Test bench for analysing heat exchange tube beading by roller tool

Also Published As

Publication number Publication date
RU2005111733A (en) 2006-10-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7648279B2 (en) Journal air bearing
EP2975742B1 (en) Electrical machine with improved cooling
EP2846003B1 (en) Gas turbine, corresponding assembly and disassembly methods of a rotor of a gas turbine
US8991871B2 (en) Apparatus for connecting double jacketed pipes (two-part pipe coupling part)
JP4559774B2 (en) Flared steel pipes, steel pipe joints, steel pipe piles, steel pipe columns and flared steel pipe manufacturing methods
EP2241385A1 (en) Process for manufacturing ultrathin wall metallic pipe by cold drawing method
DE10143290A1 (en) Curved pipe for transporting e.g. cement comprises inner abrasion -resistant pipe mounted between rings attached to steel connecting collars, outer steel pipe being welded to ribs on outside of collars
RU2294258C2 (en) Rolling unit
DE102015013625A1 (en) Motor that can prevent the ingress of foreign bodies inside the housing
DE102016002796A1 (en) Compressor structure with a fitted disc
DE102016002784A1 (en) Compressor construction with a diffuser ring with lugs
EP3524838A1 (en) Sealed bearing module
DE3316332C2 (en)
US8112862B2 (en) Methods of assembling rotors having non-complementary flange openings
EP2077407A2 (en) Ball screw
EA039596B1 (en) Threaded joint for oilfield pipes
EP2871325A1 (en) Inner ring of a turbine engine and vane cluster
DE102018132806A1 (en) Transmission device of the bending engagement type
JP2009041681A (en) Pin type retainer and roller bearing
US2772716A (en) Tube-expanding tool
RU215379U1 (en) ROLL ROLL
RU2647063C1 (en) Method of pipeline manufacturing by welding of pipes
EP2397716B1 (en) Elastic coupling
CN218134039U (en) Annular roller and cold pilger rolling mill
EP3572628A1 (en) Steam turbine assembly

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20090422