SU1791050A1 - Устройство для деформирования трубных заготовок - Google Patents

Description

Изобретение относится к области машиностроения, к устройствам для крепления перегородок внутри корпуса глушителя выхлопа газов двигателей внутреннего сгорания (ДВС), для крепления плоских элементов в трубе путем деформирования трубных заготовок.

Известно устройство для крепления перегородок в глушителе выхлопа газов ДВС, предназначенное для сборки глушителя автомобиля ГАЗ-53..

Устройство состоит из охватывающей разъемной формы и внутренней оправки с кулачками-пуансонами, которые раздвигаются центральным клином и выдавливают одну гофру по борту перегородки, вставленной в корпус, одновременно продавливая стенку корпуса (трубы) в направлении от центра, и таким образом закрепляя перегородку в корпусе.

Крепление перегородок в глушителях таким устройством не оправдало себя. Например, при испытаниях на автомобилях ЗИЛ глушителей с перегородками, закрепленными одной гофрой наружу, оказалось, что перегородки через некоторое время начинают вибрировать, а при взрывах (хлопках) горючей смеси срываются с места заделки. Факт непрочной заделки перегородок - выдавливанием одной гофры наружу в двух слоях металла, в трубе и по борту перегородки одновременно, можно объяснить разной жесткостью и разной степенью деформации перегородок и корпуса, в результате чего между слоями появляются зазор-неплотность. В жестких условиях эксплуатации этот зазор быстро увеличивается, появляются дребезг и разрушения. Кроме того, выдавливание гофр наружу ослабляет трубу (корпус глушителя), так как стенки гофр при этом утоняются.

Известно также устройство (штамп) для изготовления гофрированных труб. В этом устройстве выдавливание гофр осуществляется путем применения разъемной формы и перемещаемых в направлении от центра при помощи центрального клина, разрезных кольцевых пуансонов, помещенных в обойме. Это устройство принято за прототип.

Недостаток этого устройства состоит в том, что после выдавливания гофры по борту перегородки(гофрой наружу) в сборе с корпусом (трубой) появляется зазор и оно не пригодно для надежного крепления перегородок в глушителе (в трубе).

Цель изобретения - обеспечение надежности крепления перегородок в трубе в основном в глушителях выхлопа газов ДВС, испытывающих жесткие нагрузки, постоян ную вибрацию, взрывы горючей смеси, высокую температуру, а также повышенную коррозию от действия конденсата внутри и от внешних воздействий.

Кроме того, изобретение улучшит качество, внешний вид и долговечность изделия, а также повышает культуру производства изделий, улучшает экологию, так как исключает контактную сварку,

Эта цель достигается применением предлагаемого устройства, в котором заложен принцип крепления перегородки двумя гофрами на корпусе (на трубе) без деформации перегородки. Выдавливание гофр выполняет обжатием (в направлении к центру трубы) на жесткий внутренней оправке в определенной последовательности, сначала формуются базовые гофры, затем после установки перегородки - закрепляющие, но при каждом приеме выполняется не менее двух гофр.

Сущность изобретения заключается в том, что внутренняя оправка выполнена цанговой с приводом от гидроцилиндра двойного действия, имеющего телескопический шток для ввода и раздачи цанги. На торце оправка имеет фиксатор для перегородки на время ее подачи к месту установки, а по наружной цилиндрической поверхности секторов она имеет ручьи (канавки) для формовки гофр. Цанговое исполнение внутренней оправки позволяет установить внутри трубы и, раздвигая цангу, создать жесткую основу для формовки, сначала базовой гофры на корпусе, без установки перегородки, причем цанга позволяет это сделать при отличающихся в пределах допуска размерах трубы.

Базовые гофры выполняются на первой позиции (операции) обжатием разъемной наружной формой на второй или третьей от фиксатора канавке (ручье) оправки. На второй операции используется фиксатор на торце оправки, который позволяет при установке перегородки подать ее внутрь трубы в заданном положении и плотно прижать к уже выполненной базовой стенке гофра. Сама перегородка теперь является “матрицей в совокупности с первой (от фиксатора формующей канавки оправки (в раздвинутом жестком положении) и на этой основе формуется (обжимается наружной формой), второй закрепляющий гофр, который своей рабочей стороной будет точно и надежно сопряжена с бортом перегородки. При этом борт перегородки при формовке закрепляющего гофра обжимается с гарантированным натягом”, т.е. до диаметра меньше предельно допустимого, но в пределах пружинения борта перегородки.

Таким образом, перегородка надежно защемляется между двумя гофрами трубы (как между обручами) при соблюдении условий, что размеры внутреннего диаметра трубы, наружного диаметра перегородки, ширины ее борта и расстояние между базовым и защемляющим гофрами будут согласованы в пределах соответствующих допусков. И еще ширина отбортовки перегородки (для сборки)должна быть несколько больше размера седловины между гофрами. Тем самым двумя последовательными операциями достигается напряженное, надежное сопряжение двух деталей-перегородки и труды по двум его гофрированным стенкам, иначе соединение с гарантированным натягом по двум поверхностям за счет обжатия металла трубы и пружинения борта перегородки. 6 этом смысле технологии, заложенной в предлагаемом устройстве. И поскольку оно имеет цанговую оправку с фиксатором для перегородки, форма исполнения которой позволяет эффективно выполнять обе операции, то это будет являться существенным признаком отличия формы оправки и заявленного устройства.

Отличительным признаком является также разъемная форма, состоящая из трех частей - верхней подвижной в вертикальном направлении и двух нижних - неподвижного ложемента, закрепленного на станине и подвижного, подпружиненного к станине ложемента (приподнятого на величину Z) и являющегося основанием для крепления гидроцилиндров с цанговыми инструментами, при этом кольцевые пуансоны расположены на верхней подвижной и нижней неподвижной частях. Это позволяет установить корпус (трубу) по общей оси цанговых инструментов и приподнятого подпружиненного ложемента, при этом нижние кольцевые пуансоны (полукольца) не будет этому препятствовать. Таким образом, обжатие корпуса (выдавливание гофр) происходит на инструментах в приподнятом подпружиненном положении. При этом нижние и верхние полукольца - пуансоны вдавливаются в трубу одновременно сверху и снизу, а подпружиненный ложемент вместе с трубой и инструментами опускается и, когда сомкнутся полукольца-пуансоны и все части разъемной формы до упора, произойдет полная формовка гофр и плотный охват трубы (корпуса) по всей поверхности. Кроме того, процесс обжатия усиливает корпус в районе заделки перегородок, т.к. стенки гофр при обжатии внутрь не утоняются до известного предела глубины гофр, за счет сокращения длины периметра дна гофр и в то же время такие гофры дают жесткость корпусу. Крепление перегородки получается надежным, что и подтверждено испытаниями.

Экспериментально установлено, что глубина гофр, при обжатии не влияющая на утонение стенок, составляет 2,5 толщины стенки при толщине стенки 1-1,5 мм, а отношение диаметра трубы к толщине стенки равно 100-200 (примерно).

Устройство также отличается от прототипа, тем, что имеет две оправки, действующие одновременно навстречу друг другу с двух торцов трубы по ее оси. Это расширяет возможности устройства, позволяет крепить по две перегородки одновременно, причем перегородки могут быть разного исполнения,

Нафиг. 1 показано положение цанговых оправок в корпусе (трубе) и наладка разъемной формы на первой позиции (первая операция - формовка базовых гофр и без перегородки); на фиг. 2 - положение цанговой оправки с перегородкой в корпусе, заделанной закрепляющим гофром, формовка базового гофра и калибровка ранее выполненного гофра, а также наладка разъемной формы на второй позиции (вторая операция); на фиг. 3 - положение цанговых инструментов с другими перегородками, заделанными в корпус закрепляющими гофрами и калибровке ранее выполненных гофр, наладка разъемной формы на третьей позиции (третья операция); на фиг. 4 изображено устройство для деформирования трубных заготовок в исходном положении; на фиг. 5 - положение разъемной формы; исходное, когда происходят обьем и установка корпуса, формовочный узел приподнят на величину z; прикрытое, когда разъемная форма прикрывает и удерживает корпус в соосном положении с цанговыми оправками, а между частями формы остается зазор z + z и формовочный узел еще приподнят на величину z; закрытое, когда все части формы сомкнулись и произошла формовка гофр); на фиг. 6 показана цанговая оправка с фиксатором в исходном положении и стабилизатор в пакете с регулируемым упором; на фиг. 7 - положение цанги в разжатом виде, обеспечивающем жесткую основу для формовки; на фиг. 8 - цанга с тыльной стороны; на фиг. 9 - стабилизатор в направляющих кожуха, вид с торца.

Применительно к условиям производства глушителей и в результате изготовления опытного образца получился вариант устройства для деформирования трубных заготовок.

Это устройство состоит из цанговых оправок 1, станины 2, разьемной формы, соΊ стоящей из трех частей: сдвоенной нижней части 3, верхней полуформы 4 со сменными полукольцами - пуансонами 5; нижняя часть состоит из комплекта неподвижных ложементов 6, со сменными полукольцами-пуансонами 5, закрепленного на станине 2, и второй нижней части - подпружиненного ложемента 7, имеющего небольшой ход относительно неподвижных ложементов б, которые проходят точно по оси в окнах подпружиненного ложемента 7, опирающегося на пружинные буфера 8. Верхняя полуформа 4 связана и приводится в действие гидроцилиндром 9. Цанговые оправки 1 приводятся в действие гидроцилиндрами 10 двойного действия, они точно выставлены по оси подпружиненного ложемента 7 и закреплены на нем. Формовочные сменные полукольца - пуансоны 5 применяются в двух исполнениях: с одним ребром для базовых гофр и с двумя ребрами для закрепляющих гофр и калибровки базовых гофр. Полуформа 4'и ложементы 6 и 7 на стыке со стороны рабочего места имеют продольный паз для ориентации корпуса (изделия) по его выступающему фальцевому шву.

Цанговый инструмент - оправка 1 состоит из секций 11, 12, охваченных двумя пружинными кольцами 12, фиксатора 13 для перегородок, закрепленного на конце штока 14 и связанного с подвижными секциями по торцу концентрическими выступами. Разжатие секций производится движением штока-поршня 15. На другом конце штока закреплена стабилизатор 16 в пакете с регулируемым упором 17 и свободно надета дистанционная втулка 18. Стабилизатор 16 связан пазами с направляющими кожуха 19 закрепленного на корпусе гидроцилиндра 10.

Устройство работает следующим образом.

Корпус (изделие) закладывается в подпружиненный ложемент 7, при этом фальцевый шов корпуса должен быть плотно совмещен с продольным пазом ложемента 7, затем включается гидросистема и все движения рабочий частей выполняются автоматически - верхний (гидроцилиндр 9 прикрывает полуформой 4 корпус, с зазором ζ + ζ между частями 6 и 4 (а между частями 7 и 7 зазор ζ) при этом корпус плотно садится в приподнятый ложемент 7, не касаясь нижних полуколец-пуансонов 5, (они пока находятся ниже и ось корпуса совмещается с общей осью цанговых оправок 1 и ложемента 7. Гидроцилиндры 10 двойного действия подают в корпус цанговые оправки 1 в сжатом положении до точного совмещения ребер колец 5 с ручьями цанговых оправок 1, за счет движения штока 14 и раздают движением штока-поршня 15 подвижные секции 11 до жесткой формы в ручьях которой происходит формовка базовых гофр корпуса при повторном включении гидроцилиндра 9 и дожатии до смыкания всех частей разъемной формы 3, 4, 6 и всех полуколец 5, при этом, зазоры ζ + ζ выбираются полностью и происходит одновременно калибровка поверхности корпуса, буфера 8 сжимаются. После этого цанговые оправки сжимаются обратным движением штокапоршня 15 и пружинными кольцами 12 и выводятся из корпуса, полуформа 4 поднимается и ложемент 7 приподнимается буферами 8 на величину ζ и вся система занимает исходное положение, корпус передается на вторую позицию.

На второй позиции корпус устанавливается так же как на 1 позиции, но теперь на фиксатор 13 цанговой оправки 1 устанавливается перегородка, в заданном формой фиксатора положении. При включении устройства в работу происходит все так же, как на первой позиции, за исключением того, что цанговая оправка здесь подают в корпус перегородку до упора в готовый базовый гофр, после этого происходит раздача цанг. Ход подачи цанговой оправки 1 и положение полуколец 5 на второй позиции соответствуют наладке второй операции (фиг. 2). На этой позиции формуется закрепляющий гофр, следующий базовый гофр и одновременно калибруется гофр 3, который был выполнен на первой позиции. Все движение до исходного положения совершаются автоматически. Далее корпус с заделанной перегородкой передается на третью позицию. Здесь положение полуколец-пуансонов 5, ход подачи цанговых оправок 1 соответствует наладке третьей операции (фиг. 3), при этом величина хода и точное совмещение ручьев оправки с формующими полукольцами-пуансонами 5 (на всех позициях, операциях) осуществляется за счет сменой дистанционной втулки 18 и регулируемого упора 17, соединенного в пакете со стабилизатором 16, который своими пазами скользит по направляющим кожуха 19 и таким образом обеспечивает прямолинейное движение оправки. На третьей позиции устанавливается и крепится две перегородки, формуются два закрепляющих гофра, калибруются выполненные ранее гофры, все движения рабочих органов аналогичны предыдущим операциями.

Данное устройство для крепления перегородок внутри трубы исключает сварку и очаги коррозии от сварки, улучшает экологическую обстановку, экономит электро9 энергию, дает возможность для применения стального листа с коррозионностойкими покрытием (например, алюминированного листа), который плохо сваривается контактным способом, повышает долговечность и качество изделия.

Claims (3)

1. Формула изобретения

   1. Устройство для деформирования трубных заготовок, содержащее установленные на станине разъемную форму с кольцевыми пуансонами и оправку с ответными ручьями, отличающееся тем, что, с целью расширения технологических возможностей за счет получения трубы с перегородками, устанавливаемыми внутри трубы, оправка выполнена цанговой, установлена с возможностью перемещения в осевом направлении и снабжена приводом этого перемещения в виде силового цилин дра и установленным на ее торце фиксатором для перегородки, а разъемная форма выполнена из трех частей - верхней, подвижной в вертикальном направлении, и 5 двух нижних - неподвижного и подвижного, подпружиненного к станине ложементов, при этом кольцевые пуансоны расположены на верхней подвижной и нижней неподвижной частях.

   10
2. 2. Устройство поп. ! отл и ч а ю щеес я тем, что противоположный от фиксатора конец оправки снабжен стабилизатором движения оправки и регулируемым упором.
3. 3. Устройство по пп. 1 и 2, о т л и ч а га15 щ е е с я тем, что оно снабжено второй оправкой, выполненной аналогично имеющейся, при этом обе оправки закреплены соосно на подпружиненном ложементе с возможностью встречного перемещения.

   « £

   Фиксатор

   Перегородка

   Фиг.З

   Фиг Λ

   Открытое, исходное

   Фиг. 5

   Фиг. 8

   ВиВВ