Способ изготовления ребристых труб и валок для его осуществления

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОИ:КОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Соеетскнд Соцналнстнчеслнд Республнк(22) Заявлено 220578 (21) 2617624/25-27с присоединением заявки Йо(51)М. Кл. В 21 Н 3/04 Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытий(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ РЕБРИСТЫХ ТРУБ И ВАЛОК ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Изобретение относится к области обработки металлов давлением, а именно к поперечно-винтовой прокатке ребристых труб, и может быть наиболее эффективно использовано в произ водстве аппаратов воздушного охлаждения и отопительных конвекторов,Известен способ изготовления высокоребристых труб путем навивки на внутреннюю (стальную) трубу и за вальцовки алюминиевой лентыЭтот способ обладает следующими недостатками: снижение эффективности теплопередачи в процессе эксплуатации из-за подверженности труб воздействию атмосферной коррозии; снижение прочности трубы из-за наличия спиральной канавки под ребром, являющейся концентратом напряжений; производительность оребрения в 5 раз ниже, чем при прокатке.Наиболее близким решением из известных к изобретению является способ изготовления ребристых труб по- перечно-винтовой прокаткой путем 25 формообразования ребер на трубной заготовке и валок для его осуществления, содержащий набор дисков переменного профиля, образующих конический и цилиндрический участки 121. З 0 Недостатками этого способа иинструмента для его осуществленияявляется низкая эффективность ихприменения при накатывании ребристых труб с большим коэффициентоморебрения из-за низкой стойкостиинструмента и сложности ликвидацииполости на внутренней поверхностиоребренно трубы вследствии утяжкиметалла в ребро,Целью изобретения является повышение эффективности коэффициентаоребрения труб, ликвидация утяжкипод ребрами и увеличение стойкостивалков.Указанная цель достигается тем,что сформированные ребра последовательно деформируют в осевом направлении со смещением относительноцилиндрического основания ребристойтрубы в направлении выхода трубы иэвалков.Валок для осумествления способаотличается тем, что по крайней мереодин диск цилиндрического участкавыполнен в 1,2-2 раэ шире соседнего с ним в направлении коническогоучастка диска.При таком решении в момент смещения ребра увеличивается расстояние40 45 50 55 60 между смещенным и предыдущим ребрами, что позволяет установить междуними более толстый диск. Обладая повышенной прочностью и жесткостью, атакже в связи с иным направлениемдействующих на него осевых усилий,этот диск не только не изгибаетсясам, но поддерживает находящиеся перед ним тонкие диски, уменьшая ихизгиб, Таким образом, применение способа прокатки со смещением ребра позволяет получать трубу с шагом реберменьшим, чем толщина диска, осуществляющего смещение, и тем самым расширить диапазон размеров прокатываемых труб в сторону уменьшения шагаребер и повышения коэффициента ореб.рения свыше 15,На Фиг. 1 и на фиг. 2 показанасхема смещения ребра и обжатия утяжины; на Фиг. 3 - развертка прокатываемых ребер и их последовательностьперехода из калибра в калибр. В выходной части цилиндрическогоучастка валка за последним из Формирующих ребро тонких дисков 1 установлен диск 2, имеющий большую толщину (Фиг, 1). Входя в узкую канавку между ребрами своей профильноичастью, диск 2 смещает ребро 3 всторону выходы трубы до тех пор, пока оно не займет положения ребра 4.При этом он обжимает находившуюсяпод ребром полость утяжки. Вершинадиска 2 плав о сопряжена с боковыми сторонами большим радиусом округления и отполирована для обеспеченияомещеиия ребра без нарушения сплошности металла и предупреждения закатов и трещин.Ребро 3 при смещении его диском2 может изогнуться в положение ребра 5, Чтобы этого не произошло задиском 2 установлен диск 6, ширинапро,иля которого меньше ширины впадины между ребрами прокатанной трубы, Его назначение - только поддер-,ж.гь вершину прокатанного ребра, ноне производить деформацию ни ребер,ни основания трубы.Повышенная стойкость смещающихдисков 2 обеспечивается не толькоих большей толщиной, ио и изменением направления действующих на негоусилий. Так, если при известномспособе прокатки осевое усилие Рот ребра на диск направлено в сторону выхода трубы, то в предложенномспособе этому усилию противодействует осевое усилие Р, от смещаемого ребра, направленное в противоположную сторону,При смешении ребра диском 2 рас-стояние между соседними ребрами 4и 7 увеличивается, но при следующемобороте трубы диск 2 входит междуследующими двумя ребрами 7 и 8 исмещает ребро 7, расстояние междуребрами 4 и 7 уменьшается и шаг 5 10 15 20 25 30 35 восстанавливается или увеличиваетсянезначительно вследствие некоторойвытяжки основания,При прокатке на трехвалковом стане смещающие диски на трех валкахмогут быть одинаковой ширины. В этомслучае смещение ребра будет осуществлять только смещающий диск первогопо ходу прокатки валка.В зависимости от пластичности прокатываемых материалов смещение ребра может производиться постепеннодисками разной ширины, как показанона фиг. 2. Цифрами 1, и Ю обозначенпорядковый номер валка по ходу прокатки, стрелками показано направление вращения валков и перемещенияребер трубы (фиг. 3).Возможна также установка на каждом валке не одного, а двух и болеесмещающих дисков.Примером осуществления изобретения может служить технология прокатки биметаллических труб (алюминийсталь) с коэффициентом оребрения 20,имеющих выступ ребер 15 мм и шаг2,5 мм, Прокатку осуществляют натрехвалковом стане поперечно-винтовой прокатки с углом разворотавалков к оси заготовки на 1 О 10, Скорость вращения валков 700 об/мин. Валок состоит из приводного вала, накотором закреплено 30 дисков.Формирующие ребро диски имеют толщину ступицы Н 2,30,05 мм, наружный диаметр 0 от 116 до 128 мм,угол заостренияот 3 до 2 15, ширину профиля у вершины В от 1,3 до1,5 мм, радиус скругления г от 0,4до 0,6 мм. Смещающий диск имеет следующиеразмеры: Н=3,2+0,05 мм, 0=128 мм,(.=2, В=2,1 мм, г=1 мм и производит смещение ребра по основанию на0,6-0,7 мм,Размеры поддерживающего диска 6следующие: Н=2,3+0,05 мм, 0=128 мм,с=2 15, В=1,4 мм, г=0,4 мм. Размерыисходных заготовок: алюминиеваятруба (наружный диаметр, толщинастенки) - 396,3 мм, стальная труба - 25 х 2 мм.Прокатанные по приведенной технологии трубы не имеют утяжин подребрами, наружная труба плотно посажена на внутреннюю, усилие распрессовки на образцах длиной 100 ммот 1500 до 3500 кг.Способ прокатки со смещением ребер обеспечивает получение труб скоэффициентом оребрения выше 15,вследствие чего становится возможным повышение эксплуатационных характеристик теплообменных аппаратов, снижение их металлоемкостии себестоимости. Освоение производства труб с коэффициентом оребрения20 только по Таллинскому машзаводуобеспечит годовой экономический эф77473 б 0 20 8.1 фект 240 тыс. Руб., а во всей отрасли химического и нефтяного машиностроения для аппаратов воздушного охлаждения - свыше 3 млн, руб,Применение способа целесообразно также и при прокатке труб с коэффициентом оребрения менее 15, так как позволяет просто и надежно ликвидировать утяжку под ребрами и повысить стойкость прокатного инструмента.Испытания способа и валка в производственных условиях на Таллинском машзаводе показали возможность устойчивой прокатки труб с коэффициентом оребрения 20, причем по сравнению с прокаткой тех же труб известным способом без применения смещайщих дисков расход инструмента сократился в 8 раз, соответственно уменьшился простой прокатного оборудования,Формула изобретения 1. Способ изготовления ребристых труб поперечно-винтовой прокаткой путем последовательного фоРмирования ребер на трубной заготовке, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения коэффициента оребрениятруб, ликвидации утяжины под ребрамии увеличения стойкости валков, сформированные ребра последовательно деформируют в осевом направлении сосмещением относительно цилиндрического основания ребристой трубы в направлении выхода последней из валков,2. Валок для осуществления способа по п, 1, содержащий набор дисковпеременного профиля, образующих конический и цилиндрический участки,о т л и ч а ю щ и й с я тем, чтопо крайней мере один диск цилиндрического участка выполнен в 1,2-2раза шире соседнего с ним в направлении конического участка диска.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Черпилло Э.П. и др, Изготовление высокоребристых труб для аппаратов воздушного охлаждения, в "Химическое и нефтяное машиностроение",Р 2, 1973, с, 24-25,2, Авторское свидетельство СССРР 217344, кл, В 21 В 3/00, 1965.