Способ высадки труб без формообразующих элементов

(51)5 В 2 САНИЕ И РЕ О ПАТЕ Н моЯзаг ечногос ти тру ольшим и утолщаемои ча е утолщения с ируемом процес ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТВЕДОМСТВО СССР(56) 1. Авторское свидетельство СССРМ 104402, кл. В 21 3 5/ОВ, 1956.2, Авторское свидетельство СССРМ 114615, кл. В 21 3 5/08. 9/08, 1958.(54) СПОСОБ ВЫСАДКИ ТРУБ БЕЗ ФООБРАЗУЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ Изобретение относится к безматричной (свободной, без формообразующих элементов) высадке труб с локальным индукционным нагревом.Известен способ высадки труб без матриц с помощью осаживающего механизма, действующего в направлении оси трубы, деформируемый участок которой нагревается кольцевым индуктором и индуктор этот перемещается со скоростью, пропорциональной скорости осаживающего механизма,Известна и машина для осуществления этого способа - прототип.Способ позволяет получать утолщения удовлетворительной геометрии с козффициЛЗ ентом высадки р не более 1-1,2 (р = - =Ъаг8 т 5 загут - площади попе - У -- , ГД 8 Явам. И Бения заготовк . Качественн при неконтро 797512 АЗ(57) Использование: изобретение относится к безматричной (свободной) высадке трубных заготовок с локальным индукционным нагревом. Сущность изобретения: локально нагревают участок заготовки кольцевым индуктором, Индуктор перемещают вдоль оси заготовки в соответствии с движением осаживающего механизма. Осаживающий механизм перемещается с ускорением. Ускорение осаживающего механизма ограничивают воздействием на усилие высадки. Уровень этих ограничений выбирают пропорциональным скорости движения индуктора. 1 ил,се осадки невозможно получить по следующим причинам:1. При возрастании р повышаются требования к стабильности геометрии зоны деформации, поскольку именно геометрия ее определяет картину распределения магнитного потока индуктора, а значит и интенсивность нагрева в сечениях зоны (интенсивность нагрева зависит от расстояния нагреваемого металла до индуктора). Известно, что скорость деформации металла зависит от двух параметров - температуры и напряжения деформации;При стабильной геометрии расстояние от металла до индуктора и интенсивность нагрева того или иного сечения зоны в процессе высадки не меняется, значит не меняется и температура того или иного участка зоны, что обуславливает стабильность скорости деформации по сечениям эоньг и интеграла этой скорости - скорости осадки,2, В свою очередь, нестабильность скорости деформации и слишком резкое изме 1797512нение скорости осадки вызывает, согласно . описанию способа по Л 1, столь же резкое изменение скорости индуктора чом его задержку или ускорение, Это означает и резкое изменение геометрии зоны дефор мации,поскольку эту зону нужно рассматривать в координатной сетке индуктора,Скорость осадки, если не принимать специальныхмер по ее стабильности, может меняться в 3-6 раз на пути индуктора 10 равному ширине зоны деформации, вызывая и столь же неравномерное, толчкооб-.разное движение индуктора, а значит, и неравномерный прогрев по длине трубы, Образуются дефекты типа гофр. 15Из-за равномерной скорости осадки и скорости движения индуктора, что вызывает неравномерное поступление металла в зону деформации, меняется геометрия этой зоны и угол ее наклона а. С изменением 0 этогоугла изменяется и картина распределения магнитного потока, а значит, и прогрев по длине зоны, причем чем больше угол а, тем круче волны деформации, тем неравномернее прогрев металла, потому что слои, близлежащие к индуктору, прогреваются сильнее. Для стабилизации геометрии эоны деформации, а значит идля стабилизации . распределения интенсивности процесса по длине этой зоны, ускорение осаживающего ЗОбчомеханйзма -- ограничивают воздейстйвием на усиление высадки, причем уровень этого ограничения выбирают пропорциональным скорости движения индуктора. 5 Возможность регулирования скорости осадки путем. изменения усилия высадки очевидна, - существует однозначная зависимость при определенной температуре междускоростью и напряжением деформа О ции, Ограничение ускорения, уменьшабчоет амплитуду колебания скорости чо и за счет этого стабилизируется поступление хо-лодного металла в зону - стабилизируется 4" ее геометрия и связанная с ней относитель. ная интенсивность прогрева металла посечениям зоны деФормации. Но уровень этого ограничения должен выбираться в зависимости от скорости движения самой 5 Озоны вдоль трубы или от скорости движения индуктора, что одно и то же. Другими словами, изменение скорости осадки на единицу длины перемещения длины деформации не должно быть больше определен ной величины А. д- БАилиАили Ачи,дчо Очо ,с.очобЗи Чц ей к где Яи и чи - путь и скорость индуктора.Это требование можно сформулировать и иначе - относительное изменение скорости осадки на пути индуктора, равном ширине зоны деформации, не должно превышать определенной величины, которая определяет допустимое изменение геометрии этой зоны.Чем больше степень утолщения,и, тем медленнее при той же чо движется индуктори тем более строгие ограничения накладыкаЧоваются на ускорениеНа чертеже показан процесс образования дефектов типа гофр на заготовке 1, приееден график изменения скорости осадки чо в функции пути Яи, пройденного индуктором 2, Точки ака кривой чо соответствуют стадиям процесса, обозначенным теми же буквами,. Способ можно осугществить, используя регулируемый гидроэлектропривод осаживающего механизма, управляемый с помощью микропроцессорного устройства (МПУ), на вход которого подключены сигналы обратной связи по скорости осаживаю- щегомеханизма, индуктора и усилия высадки, а на выход - управляющий гидро- электроприводом сигнал. Датчики обратных связей и обработка их информации могут быть самыми разнообразными, например, с помощью обычного аналогового манометра замеряется давлением Р в гидроцилиндрах осаживающей траверсы и через аналогоцифровой преобразователь значение этого давления передается на порт ввода МПУ, где перемножается на известную плошадь сечения поршней гидроцилиндров; в качестве датчиков скорости осадки и индуктора используются импульсные датчики линейных перемещений, на выходе которых при прохождении соответствующими механизмами определенного расстояния Ь формируются электрические импульсы, поступающие на контроллер прерываний МПУ. При прохождении очередного импульса МПУ переходит на специальную подпрограмму его обработки, суть которой заключается в фиксировании времени, прошедшего со времени поступления предыдущего импульса Ьъ и вычислении скорости иЬ бч ч -щ- ускорения ч = к - - . Упц равляющий сигнал с выхода программного регулятора давления, реализованного в управляющей программе, снимается с порта вывода МПУ и через цифроаналоговый преобразователь подается на вход ре. о Р Щ Р 1допустимое изменение скоро мм пути движения зоны А = Но 0,1 м=0,037 мм/с; сти осадки н 1,5 ф/мм,Пусть по ратуры зоны каким-либо причинам темпе- возросла так, что чо увеличиСоставитель ехред М.Мо Ульяннтал дактор М. Куз орректор Н. Бучок аказ 660 ВНИИПИ Тираж Подписноеарственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4 й Производственно-издэ 1 ельский комбинат "Патент", г, У ул.Гагарина, 1 гулируемого электропривода. насосов гидросистемы,П р и м е р. Высаживается труба с внутренним радиусом В 1 = 112 мм; наружным - В 2 = 136 мм; заданный радиус комля ЯЗ = =186 мм; усилие высадки Р = 2500 кН; Формула изобретения .Способ высадки труб без формообразующих элементов, включающий локальный нагрев участка заготовки кольцевым индуктором, установленным концентрично трубной заготовке и перемещаемым со скоростью, соответствующей скорости движения осаживающего механизма, дейлась на пути индуктора, равном 1 мм, на 4.Управляющая программа фиксирует это и снижает плавно и постепенно задание на входе программного регулятора давления, а 5 значит, и само давление в гидроцилиндрахдо тех пор, пока ускорение осадки не станет меньше или равно 1,5/м, Практика показывает, что давление при таком способе регулирования нужно менять незначительно - 10 до 5%. Ограничение ускорения позволяетизбежать неравномерного, толчкообразного поступления металла в зону нагрева и стабилизировать процесс,ствующего в направлении оси, о т л и ч а ющ и й с я тем, что движение осаживающего механизма осуществляют с ускорением, ко торое ограничивают в процессе высадки ве личиной, пропорциональной скорости движения индуктора, путем регулирования усилил высадки.