Инструмент для развальцовки труб

цх тно-технолоетического етельство 9/00, 1965 ельство СС 9/06, 1980 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОПИСАНК АВТОРСКОМУ(71) Всесоюзный проеческий институт энерностроения,(прототип),(54) (57) ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ РАЗВАЛЬЦОВКИТРУБ, содержащий рабочую часть изматериалов с эффектом памяти формы иэффектом сверхупругости, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюобеспечения возможности регулированиястепени деформации инструментом, егорабочая часть выполнена из пучкачередующихся и параллельнорасположенных одна к другой проволок, однииз которых обладают эффектом памятиформы, а другие - эффектом сверхупругости11486 Изобретение относится к устройствам для закрепления труб в отверстиях трубных досок способом механической развальцовки и может быть применено на предприятиях энергетического, 5 транспортного, химического, пищевого машиностроения, а также в судостроении при изготовлении кожухотрубчатых теплообменных аппаратов.Известен инструмент для поверх- О ностного упрочнения деталей, рабочая часть которого выполнена в виде пучка параллельных проволок, что позволяет легко изменять ее конфигурацию 1 11.Однако этим инструментом нельзя раздавать трубы,Известен также инструмент для развальцовки труб, содержащий рабочую часть из материала наоснове сплавов с эффектом памяти формы и эффектом сверхупругости, изменяющую форму при изменении температуры. При применении известного инструмента сокращает" ся номенклатура устройств для развальцовки труб и расширяется их техноло- щ гическая возможность за счет наличия гильзы, устанавливаемой на рабочую часть инструмента и выполненной из материала, обладающего эффектом сверхупругости 2.36Однако в известном инструменте отсутствует возможность регулировки степени деформации.Цель изобретения - обеспечение возможности регулирования степени35 деформации инструментом. Поставленная цель достигается тем, что в инструменте для .развальцовки труб, содержащем рабочую часть из материалов с эффектом памяти формы 46 и эффектом сверхупругости, рабочая часть выполнена из пучка чередующихся и параллельно расположенных одна к другой проволок, одни из которых обладают эффектом памяти формы, а 45 другие - эффектом сверхупругости.Такое техническое решение обеспечивает возможность развальцовывать трубы с различным профилем их сечения и отличной степенью развальцовки Ю трубы.На фиг.1 изображено устройство, общий вид; на фиг. 2 - 5 - варианты возможных профилей сечений труб, подвергаемых развальцовке. 55Инструмент для развальцовки труб состоит из пучка параллельных проволочек 1 из сплава с эффектом памяти 78 2формы, которые предварительно подвергнуты холодному растяжению, например растяжению на разрывной машине при комнатной температуре. Проволочки 1 размещены между параллельными проволочками 2 из сплава с эффектом сверхупругости.В качестве материала проволочек 1 может быть выбран сплав титан-, никель (никель 54-567., титан - остальное) с интервалом температур мартенситного превращения 40-60 С, для проволочек 2 " сплав титан-никель (никель 56-57, титан - остальное) с интервалом температур мартенситного превращения, не превышающим температуру мартенситного превращения материала проволочек 1, например до 20 С. Для оптимизации эффекта сверхупругости проволочки 2 подвергаются отжигу при 500 С в течение 1 ч и охлаждаются без последующей пластической деформации.Проволочки 1 и 2 скреплены в пучок хомутом 3, а в центральной части инструмента размещен стержневой нагреватель 4. Позициями 5 и 6 обозначены труба и трубная доска соответственно.Набором определенного количества проволочек 1 и 2 в пучке собирают инструмент для различной степени развальцовки труб и различной Формы поперечного сечения, например квадратного, Поочередно вынимая одну, две, три и т.д. проволочки 1 или 2 и заменяя их одну на другую, т.е. проволочку 1 на проволочку 2 или наоборот, подбирают степень развальцовки трубы в трубной доске. Инструмент работает следующим образом.Рабочую часть инструмента, состоящую из проволочек 1 и 2, при нормаль 1 ной температуре вводят в трубу 5 (из выбранного диапазона обрабатываемых труб и соответствующей конфигурации отверстия в трубной доске, например шестиугольной, фиг.2), установленную в отверстие трубной доски 6 (фиг.1) до бурта хомута 3 в торец трубы 5. Через стержневой нагреватель 4 инструмента подводят необходимое количество тепла, достаточное для нагрева рабочей части (проволочек 1) инструмента до температуры на 150-200 С вьппе интервала температур мартенситного превращения в его материале. При этом3 11486 проволочки 1 в соответствии с эффектом памяти формы увеличиваются в диаметре, одновременно укорачиваясь в размере, подвергая упругой раздаче все пучки 1 и 2 рабочей части инструмента, и развальцовывают трубу 5 в отверстии трубной доски 6,Возможно получение заделки труб 5 в трубной доске 6 с криволинейным профилем (фиг.5). 0Генерируемые напряжения в материале рабочей части инструмента достигают 60 кгс/мифчто обеспечивает сверхупругую деформацию проволочек 2 и надежное закрепление трубы 5 в 15 отверстии трубной доски 6 с необходимой степенью развальцовки.Под действием проявления эффекта памяти формы в проволочках 1 и за счет наличия проволочек 2 иэ материа ла, обладающего эффектом сверхупругости, осуществляется перераспределение их в плоскости с занятием оптимального положения для осуществления развальцовки трубы 5 в зависимос ти от кьнфигурации отверстия в трубной доске 6 (фиг. 2 - 5).По окончании развальцовки(подвод тепла к проволочкам 1 прекращается и инструмент охлаждается, например холодной водой. При снижении температуры проволочек 1 инструмента до комнатной в соответствии с эффектои памяти формы диаметры их уменьшаются до исходного размера (фиг.1). Сверх- упругий возврат формы проволочек 2способствует этому, так как упругие напряжения в материале проволочек 2 (до 60 кгс/миф) значительно превы" шают понижающийся при прямом мартен- ситном превращении вследствие охлаж 40 дения предел текучести (до 20 кгс/имф) материала проволочек 1, что обеспечивается различием (до 20 С) в температурах мартенситного превращения.45После этого инструмент может бытьсвободно вынут иэ закрепленной трубы5 и введен в следующую, подлежащуюзакреплению. 78 4Аналогичным образом развальцовка предлагаемым инструментом обеспечивается и для других труб в различных конфигурациях отверстий трубной доски 6.В случае развальцовки трубы 5 в криволинейном канале трубной доски 6 (Фиг.5) процесс закрепления трубы 5 происходит аналогично. Если по каким-либо причинам полностью извлечь инструмент из канала не удается, это можно осуществить путем извлечения одной, двух, трех проволочек 1 или 2, чем обеспечивается уменьшение его размеров.Использование изобретения позволяет существенно расширить технологические возможности инструментов развальцовки труб, снизить затраты на их изготовление, уменьшить номенклатуру типоразмеров и тем самым повысить эффективность производства теплообменных аппаратов.Кроме того, расширение технологических возможностей инструментов с набором элементов, обладающих эффектом памяти формы и эффектом сверхупругости, позволит эффективно использовать их для размерной раздачи трубчатых изделий на различных участках по длине и на концах закреплением или для закрепления этих участков в отверстиях аппаратов и машин различного назначения.При этом таким инструментом можно закреплять трубы в отверстиях с различной конфигурацией, форму инструмента под которые легко подогнать. Одновременно можно обеспечить заданное усилие деформации трубы с автоматическим ограничением ее величины за счет соответствующего количества введенных в инструмент проволочек из материала, обладающего эффектам сверхупругости. Наличие элементов с таким эффектом обеспечивает надежную и долговечную (свьппе 10 циклов)7 работу инструмента, стабилизируя свойства элементов из материала, обладающих эффектом памяти форм,аказ 1787 б атент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 иал Тираж 775ИИПИ Государственногопо делам изобретений3035, Москва, Ж, Р Подписноекомитета СССРи открытийаушская наб д. 4/5