Способ изготовления оребрения теплообменников и устройство для его осуществления

СОЮЗ СОРЕ ГСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 9) И(51) 5 В 53 0 А ЗОБ РЕТ Оп ОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИРИ ГКНТ СССР ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Камское объединение по производствубольшегрузных автомобилей(56) Авторское свидетельство СССРМ 1180127, кл, В 21 О 53/02, 03.02.84,(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОРЕБРЕНИЯ ТЕПЛООБМЕННИКОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к технологииизготовления теплообменников. Цель изоИзобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к технологии изготовления теплообменных аппаратов.Целью изобретения является повышение эффективности теплоотдачи теплообменника путем уменьшения толщины ребер и их кривизны, а также повышения их качества.На фиг. 1 схематично показан режущий элемент; на фиг, 2 - сечение А - А на фиг, 1; на фиг. 3 - схема подрезания ребер на поверхности теплообменника с двумя отогнутыми ребрами; на фиг, 4 - вид Б на фиг. 3; на фиг, 5 - 7 поперечное сечение ребра соответственно в начальный, промежуточный и конечный моменты подрезания; на фиг. 8 - схема получения зависимости скорости подрезания одного из поперечных сечений ребра от текущей длины ребра; на фиг, 9 - схема получения зависимости угла отгибания ребра от текущей длины ребра; на фиг.10 - режущий элемент, вид в аксонометрии,бретения - повышение эффективности теплоотдачи теплообменника путем уменьшения толщины ребер и их кривизны, а также повышения их качества. Способ изготовления оребрения теплообменников заключается в том, что отгибку ребер ведут с переменньм углом отгибания и скоростью подрезания. Угол отгибания ребра увеличивают, а скорость подрезания уменьшают в процессе получения ребра. Устройство для осуществления способа . содержит режущий элемент. Образующая поверхности отгибания режущего элемента наклонна к его плоскости подрезания под углом, изменяющимся от начальной до конечной точки на подрезающей кромке, 2 с.п, ф-лы, 10 ил,Режущий элемент содержит отгибающую поверхность П 0, заднюю поверхность Пз, подреэающую кромку К, которая является пересечением поверхностей По и Пз Образующая отгибающей поверхности наклона к плоскости подрезания Пп в конечной точке подреэающей кромки на угол у(15 - 45)0. Конкретная величина угла у вы. бирается в зависимости от величины угла наклона плоскости подрезания Пп к поверхности теплообменника д. Чем меньше угол д, тем больше должен быть угол у . Ориентировочно для получения ребер, перпендикулярных к поверхности теплообменника, у= 90 - д, (в конкретном случае требуется опытная проверка), Угол же д выбирается с учетом получения необходимых параметров ребер, Влияние угла д на параметры получаемых ребер показано при описании процесса подрезания, Задняя поверхность П, наклонена к плоскости подрезания Пп под углом а, величина которого выбирается в(уравнение окружности в системе координатХ Тну) у= агстц (т 9 у "у 45 50 55 Ву+ Вр-ВВу аа Взяв пеподрезаниязания ребра1в=ч -ю от величи вую проиэво по .х, получа в поперечно скорость подресечении 1-х 14 р (-х ь )точке Тн, 1. равна В начально подрезания и скорос зависимости от свойств материала оребряемой детали и лежит в пределах 0 - 3, Угол входа Ъ подрезающей кромки в материал выбирается в пределах 10-60 и зависит от свойств материала оребряемой детали. Радиус кривизны Вр подрезающей кромки выбирается в зависимости от параметров получаемого ребра теплообменника (высота, материал и т,д.), а также от принятой величины угла входа рн и длины ребра в продольном направлении , При одинаковой высоте ребра, чем больше угол уъ и меньше величина 1, тем меньше должен быть радиус кривизны подрезающей кромки. Отгибающая поверхность представляет собой конусную поверхность, которая обеспечивает увеличение угла отгибания, а также уменьшение скорости подрезания от начальной точки Тн к конечной точке Т, подреэающей кромки.Как мы видим параметры Кн, , В, р связаны между собой и влияют друг на друга. Используя схему, представленную на фиг. 9, можно вывести следующие зависимости;КВ1 - сов 2 нЕВр зи Ъ,На фиг. 4 показан режущий элемент, который перемещается в направлении Ч и занимает условно три положения; начальное(кромка Кн), промежуточное(кромка Кн), конечное (кромка К), Подрезающая кромка К режущего элемента подрезает одно из поперечных сечений ребра в направлении Чн от точки Тн к точке Т,1 и к точке Т, Зтот процесс показан на фиг,5 - 7, Используя схему на фиг. 8, можно вывести зависимость величины подрезания (Ву) от текущей длины ребра (Ь),(Ву + (Вр-В) + (3.-Ц - Я р,2 2В конечной точке Т Ь =-и скорость подрезания равна нулю, т.е. скорость подрезания уменьшается при переходе от начальной точки подрезающей кромки Тн к конечной точке Т. Используя схему, представленную на фиг. 9, определим зависимость угла У 1 в про межуточной точке подрезания Т, отстоящей от точки Тн на расстоянии Е На фиг. 9 показан режущий элемент и его геометрические параметры в промежуточной точке под резания Тн, Условно из режущего элементаможно вырезать призму гппТл, Боковые грани призмы гпп; пТл; Тпв, перпендикулярны к плоскости подрезания нижняя грань совпадает с плоскостью подрезания, а верхняя 20 грань представляет собой часть конуснойповерхности, которую можно без особых погрешностей заменить на плоскость, наклоненную к плоскости подрезания на угол у В плоскости боковой грани призмы пТ, по верхность (плоскость) отгибания По наклонена к плоскости подрезания на угол у, а в плоскости боковой грани Тпв - на угол ул .Тангенсы этих углов связаны зависимостью, которая известна из курса стереометрии и 30 приводится без выводащ Уд = 19 Ус 03 (Ъ дик).Сделаем некоторые преобразования1 - 1эп ( Р Рк ) р35.1=. (,. - ,.1 =- , " ) Тогда угол наклона образующей отгибающей поверхности режущего элемента к плоскости подрезания в промежуточной точке подрезания Тп можно определить по следующей формуле; Анализируя полученную формулу, можно сделать вывод, что угол наклона образующей отгибающей поверхности к плоскости подрезания имеет максимальное значение в конечной точке подрезающей кромки Т и уменьшается по мере перехода к начальной точке Тн,Оребрение поверхности теплообменника осуществляется следующим образом (фиг, 3), Из конструктивных соображений выбираются глубина подрезаемого слоя В в плоскости подрезания, шаг ребер 3 и угол наклона плоскости подрезания Пп к поверхности теплообменника д, Толщина реберм уЪ = 45 и делаем расчет 50 где ул - угол наклона образующей поверхаметроврежущегоинструмен- ности отгибания к плоскости подрезания в подрезания точке на подрезающей кромке, находящей07ся на расстоянии 1 к от начальной точки под- А 1 - сов 45 резающей кромки;55у - угол наклона образующей поверх,071068 з 1 п 450=12,071068 мм; ности отгибания к.плоскости подрезания вконечной точке подрезающей кромки. 1068 м,=Яр з 1 п и расстояние между ними а, определяютсяпо следующим зависимостям;т=5 з 1 пд;а = Я (1-з 1 пд),где т - толщина ребра; 5а - расстояние между ребрами,Из приведенной зависимости, а такжесхемы на фиг. 4 видно, что чем меньше уголд, тем тоньше ребро и тем больше долженбыть угол отгибания для установки ребра 10вертикально.Режущий элемент устанавливается кповерхности теплообменника таким образом, чтобы подрезающая кромка К лежала вплоскости подрезания, а конструкция режущего элемента должна обеспечить в точкеТк необходимый угол отгибания, который вэтой точке максимален и уменьшается припереходе к точке Тн Было также доказано,что при переходе от конечной точки подрезания Тк к начальной Тн скорость подрезания возрастает. Очевидно, что чем большеугол отгибания, тем сильнее деформируетотгибающая поверхность режущего элемента подрезаемое ребро, тем меньше будет 25радиус изгиба ребра и больше его кривизна,Одновременно, чем дольше воздействуетотгибающая поверхность на подрезаемоеребро чем ниже скорость подрезания), темсильнеедеформируется подрезаемое ребро 30и тем больше его кривизна, Таким образом,учитывая сказанное по конструкции режущего элемента и процессе подрезания и отгибания ребер, получаем радиус кривизны вверхней части ребра йн, который получается 35в начальный момент подрезания, меньшерадиуса кривизны в нижней части ребра Я,получаемый в конечный момент подрезания, т,е: ребро выпрямляется от нижней части к верхней. 40Пусть требуется получить ребра, распо. ложенные перпендикулярно к поверхноститеплообменника, имеющие толщину г = 0,3мм, шаг Я =1 мм и высоту В =5 мм. Подсчитаем углы, ди ук. 45з 1 п д ==0,3Яд= агсз 1 п 03 = 17,457603ук = 900- д = 72,542397 О,Принимаеосновных парта и процессаВВ%р:Г Технико-экономические преимущества предлагаемого способа заключаются в возможности получения более тонких и качественных ребер. Формула изобретения 1. Способ изготовления оребрения теплообменников, включающий подрезание слоя материала на поверхности теплообменника режущим элементом и отгибку образующегося ребра, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества изготавливаемых теплообменников путем уменьшения толщины ребер и их кривизны, отгибку ребер ведут с переменными углом отгибания и скоростью подрезания, причем угол отгибания по мере увеличения глубины подрезания увеличивают, а скорость подрезания чн уменьшают согласно соотношению1 - 1 хЧн где 1 - длина ребра в продольном направлении, соответствующая длине подрезающей кромки режущего элемента;Ь - текущая длина ребра, отсчитываемая от начального момента подрезания, соответствующая текущей длине подрезающей кромки режущего элемента;Йр - радиус кривизны йодрезающей кромки режущего элемента.2, Устройство для изготовления оребрения теплообменников, содержащее по крайней мере один режущий элемент, с подрезающей кромкой, плоскостью подрезания и поверхностью отгибания, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, образующая поверхности отгибания режущего элемента наклонена к плоскости подрезания под углом, изменяющимся от начальной точки подреэающей кромки к конечной Согласно следующему соотношению:оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 10 аз 3268ВНИИПИ Госу Тираж 465 Подписноевенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5