Устройство для раздачи труб

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК9) П) 53 А 1 ЕИЗ ИСА СТ ля со сти ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(71) Днепропетровский металлургическийинститут и Специализированный трест поремонту объектов коксохимического производства "Коксохимремонт"(56) Авторское свидетельство СССРМ 884802, кл, В 21 О 41/02, 1979.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗДАЧИ ТРУБ Изобретение относится к обработке металлов давлением, а конкретно, к устройствам для изменения формы и размеров концевых участков труб и может быть использовано для получения высококачественных соединений труб с трубными решетками, например, для закрепления с повышенной герметичностью труб в решетках теплообменных агрегатов.Известен штамп для раздачи оболочек, содержащий разжимные секторы, расположенные на конусе, а также опорную и прижимную платы, причем конус выполнен с продольными выступами на боковой поверхности, угол наклона образующей которых превышает угол наклона образующей конуса, а штамп снабжен установленными на выступах калибрующими секторами, Данный штамп позволяетустранить огранку деформированной поверхности и улучшить за счет этого качество оболочки, Наиболее существенным недостатком этого штампа явется его низкое технологическое вершенство из-за повышенной сложноизготовления конуса с выступами, кроме ц 5 В 21 О 41/02, 39/06(57) Использование: для закрепления труб в трубных решетках. Сущность изобретения: клиновидная оправка раздвигает деформирующие элементы в виде чередующихся клиновых и трапециевидных сегментов (С). Контактирующие боковые плоскости С расположены под углом к оси перемещения соответствующего трапециевидного С, не превышающем величину угла трения материала. На внешней поверхности С выполнена кольцевая канавка, в которой установлен фиксатор в виде пружинной проволоки, 1 ил. того значительная разность углов наклона трущихся поверхностей вызывает разные . условия трения секторов и ускоренный выход из эксплуатации калибрующих секторов.Наиболее близким к предлагаемому устройству по технической сущности является устройство для раздачи кольцевых заготовок, содержащее коническую оправку, взаимодействующую с подвижными в радиальном направлении деформирующими элементами, контактирующими между собой боковыми поверхностями, которые расположены под равными углами к линии перемещения. Данное устройство позволяет повысить качество деформированной поверхности за счет устранения ее огранки,Наиболее существенными недостатками этого устройства являются повышенный износ в местах контакта оправки с опорными полками деформирующих элементов изза малых поверхностей контакта, а также усложненная технология изготовления деформирующих элементов. Кроме того, из-за ограниченной. толщины цилиндрическихучастков деформирующих элементов(вследствие предлагаемых особенностейконструкции) существует трудноустранимаявозможность отклонения деформированных поверхностей от цилиндрической формы,Целью изобретения является повышение технологичности изготовления и обеспечение цилиндричности изделий.Указанная цель достигается эа счет того, что разжимные элементы выполнены ввиде чередующихся клиновых и трапецие-видных сегментов, у которых угол междубоковой поверхностью и сетью перемещения соответствующего трапециевидного 15сегмента не превышает величину угла трения материала сегментов, при этом опоравыполнена в виде разжимных секторов, размещенных вокруг оправки ближе к ее вершине относительно разжимных сегментов, 20а на наружной поверхности сегментов и секторов выполнены кольцевые канавки, в которых расположены фиксаторы,выполненные в виде нескольких витков пружинной проволоки, 25На чертежепоказан схематический виддвух проекций устройства в разрезе (слеваот вертикальной оси симметрии устройствопоказано в исходном положении, справа - витоговом рабочем положении), причем на 30виде сверху оправка снята.Устройство для раздачи труб включаетпирамидальную оправку 1, клиновые .2 и.трапециевидные 3 сегменты, скрепленныекольцевыми фиксаторами 4. Оправка 1 закреплена на штоке 5 приводного гидроцилиндра (условно не показано), а сегменты 2и 3 упираются в разжимную опору, сектора6 которой скреплены кольцевыми фиксаторами 7 и установлены на стакане 8, а устройство введено в трубу 9, концевой участоккоторой размещен в отверстии трубной решетки 10.У краев внешних поверхностей сегмен. тов выполнены окружные канавки, в кото-,45рых находятся кольцевые фиксаторы 4,причем в исходном положении устройствафиксаторы 4 находятся только в канавкахпромежуточных сегментов, Кольцевые фиксаторы 4 целесообразно выполнять в виде 50нескольких плотно сжатых витков пружинной проволоки, которые создают достаточные радиальные усилия для закреплениясегментов 2 и 3 на оправке 1 в исходномположении и возвращения их в исходное 55положение из предельного рабочего положения. Канавки под фиксаторы 4 целесообразно выполнять с минимальновозможными глубиной и шириной. Плоскости контакта боковых поверхностей соседних сегментов 2 и 3 выполнены под углом р к направлению перемещения трапециевидного сегмента 3 под воздействием радиального усилия от оправки 1 и фиксатора 4, не превышающим угол трения материала сегментов. Плоскости контакта сегментов 6 являются радиальными, а число сегментов 6 разжимной опоры равно числу клиновых сегментов 2, причем внутренние поверхности всех сегментов выполнены с одинаковым углом наклона к продольной оси устройства, равным углу наклона грани пирамидальной оправки 1,Для обеспечения введения устройства в концевой участок трубы 9, а последнего в отверстии решетки 10, необходимо наличие между этими элементами технологических зазоров, Исходя иэ величины этих зазоров и геометрических параметров трубы и решетки определяют количество и геометрические параметры сегментов, для чего рассматривают геометрические соотношения в двух треугольниках, первом, составленном из величин хода двух соседних сегментов и величины выхода из контакта краев боковых поверхностей сегментов, обращенных к вершине пирамиды, и втором, составленном из радиуса внутренней поверхности трубы в деформированном состоянии, радиуса теоретической окружности, описанной вокруг трапециевидных сегментов в исходном положении, и величины хода трапециевидного сегмента. Причем все построения проводятся с учетом того, что в исходном положении с оправкой контактируют только клиновые сегменты, края внутренних поверхностей которых, обращенные к вершине пирамиды, соприкасаются боковыми точками, а в итоговом рабочем положении аналогичные края всех сегментов образуют правильный многоугольник, через вершины котброго проходят плоскости контакта боковых поверхностей. Критерием оценки правильности полученных значений числа сегментов и их геометрических параметров является равенство величин хода трапециевидного сегмента, полученных из соотношений названных двух треугольников. Это достигается методом последовательных расчетов с последовательным приближением значений величин хода трапециевидных сегментов с возможной разницей до нескольких процентов, что вызвано необходимостью получения целого числа сегментов.В результате этих расчетов определяется также величина хода клиновых сегментов, которая совместно с величиной угла наклона граней оправки определит величину ходаоправки ее высоту).1794553 30 40угол между боковой поверхностью и осью Работа предлагаемого устройства осуществляется следующим образом:оправку 1 устанавливают ходом штока 5 в исходное положение относительно размещенных на стакане 8 сегментов 6, сжатых в исходное положение кольцевым фиксатором 7, так, что верхний край Оправки находится в плоскости опорной поверхности сегментов 6;на гранях оправки (через одну) размещают клиновые сегменты 2, а снаружи них устанавливают трапециевидные сегменты 3, которые закрепляют установкой в их окружные канавки кольцевых фиксаторов 4 в виде нескольких витков пружинной проволоки;оправку 1 с закрепленными на ней сегментами 2 и 3 вводят внутрь концевого участка трубы 9, размещенного в отверстии трубной решетки 10, и ходом штока 5 приводного гидроцилиндра осуществляют раздачу трубы с закреплением ее в отверстии решетки;при упирании оправки 1 в края внутреннего отверстия опорного стакана 8 раздачу прекращают и ходом штока 5 возвращают оправку,1 в исходное положение, при этом все сегменты возвращаются в исходное положение за счет работы упругих сил проволоки кольцевых фиксаторов 4 и 7.Пример конкретного выполнения предлагаемого устройства для закрепления труб с внутренним диаметром 69 мм показан на чертеже, При определении параметров устройства исходили из следующего: радиальные технологические зазоры между сегментами и трубой, трубой и отверстием. решетки - 0,5 мм, радиальный ход внутренней стенки трубы для закрепления (после Формула изобретения Устройство для раздачи труб, содержащее приводную клиновидную оправку, смонтированную с возможностью осевого перемещения и окружающие ее разжимные деформирующие элементы с фиксатором, установленные с возможностью перемещения по опоре в радиальных направлениях от оправки и контактирующие между собой боковыми плоскостями, расположенными под углом к оси перемещения соответствующего разжимного элемента. о т л и ч а ю щ е ес я тем. что, с целью повышения технологичности изготовления и обеспечения цилинд 5 10 15 20 25 выборки зазора)2 мм, таким образом радиус теоретической окружности, описанной вокруг промежуточных сегментов - 34 мм, а радиус внутренней поверхности трубы в итоговом положении - 37 мм. Поскольку сегменты целесообразно выполнять из стали с высокими прочностными характеристиками, угол трения для них, исходя иэ величины коэффициента трения равной 0,15, можно принять равным 8,5. Аналогичным выполнен угол наклона грани оправки к продольной оси, что дает воэможность получить оптимальное значение усилия на штоке приводного гидроцилиндра.В результате расчетов получено, что необходимое число сегментов - 14 (при этом оговоренная выше разность величин хода промежуточного сегмента достигает 1,5, что составляет 0,04 мм и.не влияет на точность выполнения сегментов), величина хода клинового сегмента 12,4 мм, длина края внутренних поверхностей сегментов, обращенных к вершине пирамиды, 10,7 мм, высота оправки 106,4 мм, Для сравнения необходимо указать, что в случае увеличения радиальных зазоров до 1 мм число сегментов увеличится до 18.Экономический эффект от снижения трудоемкости изготовления деформирующих элементов по сравнению с прототипом составит 1,31,4 раза от стоимости оправки и сегментов. Кроме того обеспечение возможности получения идеальных цилиндрических деформированных поверхностей даст воэможность существенно расширить область применения устройства,особенно для создания высококачественных герметичных соединений труб с трубными решетками теплообменных агрегатов. ричности изделий, разжимные элементы выполнены в виде чередующихся клиновых и трапециевидных сегментов, у которых перемещения соответствующего трапециевидного сегмента не превышает величину угла трения материала сегментов, при этом опора выполнена в виде разжимных секторов, размещенных вокруг оправки ближе к его вершине относительно разжимных сегментов, а на наружной поверхности сегментов и секторов выполнены кольцевыеканавки, в которых расположены фиксаторы, выполненные в виде нескольких витковпружинной проволоки.1794553 Составитель В,ВоротниковТехред М.Моргентал Корректор Л.Ливрин тор С.Кул каз 387 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/б енно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 роизво