Способ крепления трубы в отверстии детали и устройство для его осуществления

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 20 ЯО.,(д 4 В 21 239 Т СССР ТНРЬТ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ АНИЕ ИЗОБРЕГЕНИЯ де СССР6.01.73ССР1978. В ОТВЕР- ЕГО(57) Изобретение отн крепления труб (Т) 1 (О) и позволяет созд ные соединения, наде не только при статич динамических нагруэк так и крутящих . При чи Т 1 в винтовой ка полненной по меньшей конце 0 с высотой и осится к техник в отверстиях авать нераэъемжно работающие еских, но и при ах как осевых, операции разданавке (К) 4, вы мере на одном рофиля, умен ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельстУ 452745, кл. В 21 0 39/06Авторское свидетельствоУ 703 192, кл . В 2 1 Э 39/06 4) СПОСОБ КРЕПЛЕНИЯ ТРУБИИ ДЕТАЛИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯУЩЕСТВЛЕНИЯ шающейся в направлении другого концаО, иэ стенок Т 1 формируется винтовая клиновидная шпонка, которая воспринимает нагрузку и исключает раэвинчивание соединения. Шпонку образуют подрывом устройства с зарядом 6взрывчатого вещества, который выполнен в виде нитей, расположенных ввинтовых К 4 матрицы 7 из инертноголегкоразрушаемого материала, Нитиб взрывчатого вещества могут иметьобщее начало из взрывчатого вещества со стороны системы инициирования,а также расположены в К 4, в количестве, с шагом и относительным угповым расположением, совпадающимис количеством , шагом и относительным угловым расположением винтовыхК 4 в 0 для крепления Т, При эксплуатации устройства перед его подрывом нити заряда совмещают по угло- .вому и осевому пбложению с К в 0для крепления. Т. 2 с. и 2 э.пИзобретение относится к техиикекрепления труб в отверстиях деталитипа втулки раздачей и могут бытьисполЬзованы в производстве неразборных узлов для передачи осевых 5и крутящих усилий, например парышестерня-вал, а также теплообменных аппаратов и паровых котлов длясоединения трубных решеток и труб,работающих в условиях динамических нагрузок и вибраций,Цель изобретения - повышение ра:,ботоспособности соедипения при дииамической нагрузке.На Фиг. 1 показано взаимное расположение трубы и охватывающей детали первд операцией раздачи; наФиг, 2 - то же после операции раздачи; на Фиг. 3 - установка. устройства в трубу (две диаметрально расположенные нити заряда в процессе установки совмещепыпо осевому и угловому положению с двумя диаметрально расположенными винтовыми канавками отверстия охватывающей трубудетали).Для соединения трубы 1 (Фиг. 1)с охватывающей деталью 2 в .ее отверстии 3 выполняют не менее одной30винтовой канавки 4, каждая иэ которых расположена на конце отверстия3 и изготовлена (нарезана, накатана и т.д.) с профилем высотой, уменьшаюрейся в направлении другого кон-ца отверстия, например, аналогичноконической резьбе. Канавки могутбыть выполнены по всей длипе отвер.стия 3 или только на ее части, содного (фиг. 3) или обоих концов(Фиг, 1), При этом канавки могут40быть выполнены аналогично одноэаходной или миогоэаходной резьбе, иметьразное, напримец, правое, направленИе с одйого конца отверстия и левое - с другого конца. Шаг, форма45и размеры профиля канавки задаютсяв зависимости от усилий, действу.ющих на соединение труба - деталь,и их материалов. Выполнение канавки 4 в отверстии детали 2, а не натрубе,как это делается при известном способе, не ослабляет поперечного сечения трубы и не вносит дополнительных источников концентрации напряжений, особо опасных придинамических нагрузках. Кроме того,операция выполнения канавки не натрубе, а в отверстии и на его конце является наиболее технологичной, так как может быть свободно выполнена на существующем оборудовании стандартным (метчики) или специальным инструментом и не требует специальной канавки для выхода инструмента, например резца. Резец при нарезании канавки, аналогичной конической резьбе в конце нарезаемой канавки выходит в отверстие 3, так как высота профиля канавки может сходить на нет.После изготовления канавки трубу 1 устанавливают в отверстие З.При этом в случае закрепления конца трубы достаточно канавки выполнить с одного конца отверстия, а трубу установить в отверстие торцом закрепляемого конца со стороны большей высоты профиля канавки. После установки трубы в отверстие осуществляют операцию раздачи трубы в зоне крепления. В процессе раздачи трубы из ее стенок формируют расположенную в винтовой канавке 4 винтовую с переменной по ее длине высотой шпонку, преимущественно клиновую, которая обеспечивает передачу значительных осевых и крутящих усилий и исключает развинчивание соединения при динамических нагрузках, в том числе и вибрациях. Операцию раздачи трубы можно осуществлять механическими устройствами типа роликов, задавая им сложное вращательно-поступательное движение, гидростатическим обжатием, требующим сложйого оборудования и технологической оснастки.Наиболее оптимальным для способа крепления является раздача трубы взрывом заряда взрывчатого вещества, так как ВВ позволяет обеспечить высокую работоспособность соединения при относительной простоте (не требуется специального оборудования и многочисленной технологической оснастки) и высокой производительности (групповое взрывание зарядов ВВ). На фиг. 3 показано устройство для этой цели. Устройство (фиг. 3) содержит систему 5 инициирования с зарядом, который выполнен в виде нитей 6, расположенных в винтовых канавках матрицы 7 из инертного легкораэрушаемого материала, Невидимые части нитей 6 и канавок матрицы показаны (Фиг. 3) пунктиром, а "отброшенные разрезом - линиями крайних по 3 12813ложений. Наиболее оптимальным является заряд с количеством нитей, ихшагом и угловым расположением, равным количеству, шагу и относительному угловому расположению винтовыхканавок 4 детали 2. При этом, располагая ВВ устройства напротив канавок 4 в отверстии охватывающей детали 2, можно малым количеством ВВполучить шпонкой по всей длине канавок 4. Нити И заряда могут быть выполнены из пластичного взрывчатоговещества, детонационного шнура ит.д. Нить И может быть выполненакак с постоянным, так и с переменным по ее длине поперечным сечением о (преимущественно увеличивающимсяв соответствии с увеличением высотыпрофиля канавки 4 слоем ВВ над ней).При наличии нескольких нитей И они 20снабжены общим началом 8, выполненным из ВВ.Устройство работает следующим образом.При срабатывании системы 5 иници;ирования детонация передается нитям И. При детонации нитей И в зоне их расположения создается высокое давление, достаточное для формирования их стенок трубы шпонки 30в канавках детали 2. При этом благодаря выполнению заряда ВВ в виде нитей, приближенных к стенкам трубыпочти вплотную, появляется возможность малым количеством ВВ создатьвысокие давления в зоне формированияшпонки. При этом ударная волна отнити относительно малого поперечного сечения, в отличие от сосредоточенного по оси и более массивного 40по сравнению с нитью И, особеннопри большом диаметре закрепляемойтрубы заряда, быстро затухает и достаточно исключить прямой контакт между ВВ и стенкой трубы, что в большинстве случаев достигается постановкой устройства в раздаваемую трубус зазором не более 1 ммчтобыустранить вредное влияние бризантнос.ти ВВ, вызывающей отколы в матернале трубы и, сохранив фугасный эффектприблизить процесс раздачи трубы кадиабатйческому и тем самым обеспечить высокое качество соединения.Ма-.териал матрицы 7, например пенопласт, в процессе формирования шпонки за счет подпора повышает КПД заряда, сам разрушается и .эвакуируется из трубы продуктами взрыва ВВ. 20При эксплуатации устройства наилучшие результаты по повышению работоспособности соединения в условиях динамических нагрузок достига" ются, когда при установке устройства в трубу нити заряда совмещают по угловому и осевому положению с канавками в отверстии детали 2, При этом обеспечивается наиболее плотное и равномерное по всей длине винтовой канавки вхождение в нее стенок трубы.Таким образом, выполнение винтовых канавок с переменной высотой профиля, заряда ВВ в устройстве в виде нитей, расположенньК в винтовых канавках матрицы из инертного легкоразру- шаемого материала и совмещение их при эксплуатации устройства по угловому и осевому положению с винтовыми канавками отверстия для крепления трубы выгодно отличает предлагаемые способ и устройство от известных, так как позволяет повысить работоспособность соединения при динамических нагрузках и тем самым расширить диапазон его использования. При этом одновременно повышается производительность за счет использования для операции раздачи трубы устройства с зарядом ВВ: При проведении испытаний предлагаемых способа и устройства (фиг. 3) в стальной детали 2 с отверстием 3 диаметром 50 мм закреплялась стальная труба 1 с наружным диаметром 49 мм и толщиной стенки 2,5 мм. В отверстии втулки выполнялись две диаметрально расположенные винтовые канавки 4 правого направления с прямоугольным со скругленным радиусом 1-1,5 мм углами профилем, высота которого на длине 50 мм плавно изменялась от 4 до 2,5 мм и шагом 40 мм. Устройство для раздачи труб содержало две нити ВВ с поперечнымйсечением 5 х 4 мм с общим началом, выполненным из листового ВВ толщиной 1 мм и расположенным со стороны системы 5 инициирования, в качестве которой использовался электродетонатор. Нити И располагались с утопанием 1 мм в матрице 7 из пенопласта наружным диаметром 44 мм в ее винтовых диаметрально расположенных канавках правого направления с шагом 40 мм и прямоугольным профилем 5 х 5 мм В опытах угловое и220 ее профиля выполняют уменьшающейся в направлении от торца отверстия.2. Способ по и. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что торец трубы располагают со стороны большей высоты профиля канавки,3, Устройство для крепления трубы в отверстии трубной решетки, содержащее размещенный в корпусе за" ряд взрывчатого вещества в виде винтовых нитей, а также систему его инициирования, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что нити взяты в количестве с шагом и относительным угловым расположением канавок в отверстии детали для укрепления трубы.4. Устройство по п,3, о т л ич а ю щ е е с я тем, что каждая нить уложена в винтовую канавку корпуса. оставитель И.Капитехред Л. Олейник дактор Н.Тупиц орректор М.Шар Заказ 7187/7 Тираж 730 ПодписНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб. е/5 изводственно-полиграфическое предприят 52813 осевое положение нитей ВВ и канавок 4 в отверстии 3 совмещалось между собой. В результате испытаний в канавках втулки образованы две винтовые клиновые шпонки. 5 Формула изобретения 1, Способ крепления трубы в отверстии детали, при котором предварительно на одной иэ соединительных поверхностей выполняют не менее одной канавки, располагают трубу в отверстии и раздают ее,циаметр, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с15 целью повышения работоспособности соединения при динамической нагрузке., винтовую канавку располагают на поверхности отверстия, а высоту Ужгород, ул. Проектная, 4