Устройство для обработки отверстий

Устройство для обработки отверстий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении теплообменных аппаратов для обработки отверстий трубных решеток перед закреплением в них труб. Цель изобретения - расширение технологических возможностей за счет формирования кольцевых выступов отверстий трубных решеток теплообменных аппаратов. Устройство содержит коническое веретено 1, размещенное внутри сепаратора 2, имеющего по меньшей мере два ряда окон, расположенных в различных сечениях сепаратора, с находящимися в них шариками 3 и 4. Расстояние между соседними рядами окон определяется зависимостью A<SB POS="POST">I</SB>=(D<SB POS="POST">I</SB>+D<SB POS="POST">I+1</SB>):4-(0,05-0,15)D<SB POS="POST">I+1</SB>, где D - диаметр деформирующих элементов, I - порядковый номер ряда, при этом D<SB POS="POST">I+1</SB>Δ<SB POS="POST">I</SB>, а диаметры шариков в третьем и последующих рядах определяются зависимостью D<SB POS="POST">I+2</SB>=2D<SB POS="POST">I+1</SB>-D<SB POS="POST">I</SB>. Определение расстояния между соседними рядами окон придает устройству способность формировать в отверстиях трубных решеток кольцевые выступы определенных профиля, твердости и высоты, повышающие герметичность и прочность соединений при закреплении труб в трубных решетках. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (gi) 4 В 24 В 39/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К Д BTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4310762/31-27 (22) 28 ° 09.87 (46) 07.09.89. Бюп. М- 33 (71) Ленинградский кораблестроительный институт (72) В.П.Санников, Ю.С.Жоров, А.А.Лукашенко и И.Л.Кузнецов (53) 621.919.2(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР и 303153, кл. В 24 В 39/02, 04.05.70. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ОТВЕРСТИЙ (57) Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении теплообменных аппаратов для обработки отверстий трубных решеток перед закреплением в них труб. Цель изобретения — расширение технологических возможностей эа счет формирования кольцевых выступов в отверстиях трубных решеток теплообменных

„„SU „„1505764 А 1

2 аппаратов. Устройство содержит коническое веретено 1, размещенное внутри сепаратора 2, имеющего по меньшей мере два ряда окон,расположенных в различных сечениях сепаратора, с находящимися в них шариками 3 и 4..Расстояние между соседними рядами окон определяется зависимостью а, = (d< + d,+, ): 4 (0,05 — 0,15)d +,, где d — диаметр деформирующих элементов; i порядковый номер ряда, при этом

Й;, ) Й;, а диаметры шариков в третьем и последующих рядах определяются зависимостью й, = 2Й;, — di

Определение расстояния между соседними рядами окон придает устройст— ву способность формировать в отверстиях трубных решеток кольцевые выступы определенных профиля, твердости и высоты, повышающие герметичность и прочность соединений при закреплении труб в трубных решетках. 1 з.п. ф-лы, 2 ил .

3 1505764

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано при изготовлении теплообменных аппаратов для обработки отверстий трубных решеток.перед закреплением в них труб.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей за счет возможности формирования кольцевых выступов в отверстиях трубных решеток теплообмен-. ных аппаратов.

На фиг.1 изображено устройство, продольное сечение; на фиг.2 — кольцевые выступы.

Коническое веретено 1 установлено в сепараторе 2, в окнах которого размещены шарики 3-5 первого, второго и третьего рядов соответственно. Расстояния а, между первым и вторым рядами и а между вторым и третьим рядами определены в соответствии с зависимостью а, = = = — (О 05 — 0 15)d<

4 (2) при этом где d — диаметр шариков; — порядковый номер ряда, при этом Й ) d I °

Диаметры шариков d,, d u d > связаны зависимостью

d,) dq H dÚ d2

Сепаратор имеет по меньшей мере два ряда окон, расположенных в различных сечениях сепаратора, с находящимися в них шариками.

Зависимость (1), связывающая диаметры шариков в соседних рядах с расстоянием между рядами, позволяет при проектировании устройства придать ему способность формировать в отверстиях трубных решеток кольцевые выступы, обладающие свойствами, которые обеспечивают повышение герметичности и прочности соединений при закреплении труб в трубных решетках.

Выступы имеют твердость более высокую чем твердость материалов трубы и трубной решетки, для обеспечения. внедрения выступов в поверхность трубы при закреплении ее в отверстии решетки. Если твердость выступов меньше или равна твердости трубы, выступы смяты трубой - не происходит их внедрения. Если твердость выступов равна твердости трубной решетки, то при закреплении трубы выступы также частично деформированы, и их внедрение в поверхность трубы незначительно.

Для повышения герметичности и прочности соединений необходимо обе-спечить максимально возможное внедрение выступов в поверхность трубы при закреплении. При этом в районе выступов возникает местное увеличение контактных давлений, уровень которых и определяет герметизирующую способность и прочность соединений. Чем более высокую твердость

I имеют кольцевые выступы, тем лучше условия их внедрения, тем выше уровень местных контактных давлений и тем выше герметичность и прочность соединений.

Выступы имеют в сечении профиль, обеспечивающий наилучшее внедрение выступа в поверхность трубы. Наилучшим будет выступ, имеющий заостренную вершину и достаточно широкое основание, обеспечивающее его прочность при деформировании.

Выступы имеют высоту, максимально возможную, но не превышающую половины минимального технологического зазора в соединении, предусмотренного для свободной установки трубы в отверстие перед закреплением.

Если высота выступов больше половины минимального технологического зазора, то установка трубы в отверстие становится невозможной.

Зависимость (1) получена опытным путем в результате экспериментов.

;l

Кольцевые выступы, сформированные двухрядным устройством, спроектированным в соответствии зависимости (1), имеют следующие свойства: твердость выступов превышает твердость материала трубной решетки на 35Х; в сечении выступы имеют профиль с заостренной вершиной и широким основанием (отношение высоты выступа к ширине его основания составляет

1505764

35

55

5 примерно 1:10); выступы имеют высоту, равную О, 17 мм при зазоре между трубой и отверстием, равном

0,4 мм;

Величина численного значения в

5 выражении (1) выбирается в зависимости от диаметров отверстий, в которых закрепляются трубы. Чем больше диаметр отверстия, тем больше

10 величины минимального зазора и тем большей может быть высота кольцевых выступов. При увеличении диаметров отверстий от 10 до 57 мм (диапазон диаметров труб, закрепляемых раз,вальцовкой) численный коэффициент соответственно уменьшается от 0 15 до 0,05. Высота кольцевых выступов при этом увеличивается, но не преВышает половины MHHHMBJIbHoI Î зазора °

В случае, если численный коэффициент меньше 0,05, то расстояние между рядами шариков увеличивается, что приводит к увеличению высоты выступов за пределы половины минимального зазора, т.е. установка трубы в отверстие становится невозможной.

Если же коэффициент больше 0,15, то расстояние между рядами шариков уменьшается настолько, что высота кольцевых выступов значительно меньше половины минимального зазора, а следовательно, снижаются герметизирующая способность и прочность соеди не ний.

Последующие испытания образцов соединений показывают, что герметичность соединений, в отверстиях решеток которых сформированы кольцевые выступы, в среднем в два раза больше, чем для гладких соединений, прочность соединения с кольцевыми выступами увеличилась в среднем в 2,5 раза по сравнению с гладкими соединениями.

В зависимости (1) диаметр шариков в последующем ряду d, должен быть больше диаметра шариков в предыдущем ряду d;;. Это обеспечивает с учетом конусности веретена равномерное внедрение шариков в поверхность стенок отверстия и формирование выступов путем выдавливания материала трубной решетки одновременно с двух сторон навстречу друг другу. При этом твердость выступа увеличивается за счет пластического деформирования материала (наклепа) .

Зависимость (2), связывающая диаметры шариков в рядах, позволяет при проектировании инструмента определить диаметры шариков в третьем и последующих рядах (когда число рядов больше двух). При этом диаметры шариков такие, которые обеспечивают равенство. высот кольцевых выступов в одном отверстии, что обеспечивают равенство контактных давлений в районе каждого выступа и равную герметизирующую способность каждого выступа.

Перед установкой в отверстие трубной решетки коническое веретено

1 смещают влево (фиг ° 1) и устанавливают устройство в отверстие до упора буртика сепаратора 2 в поверхность решетки. После этого веретену сообщают вращательное движение и одновременно прикладывают к нему осевое усилие. Вращаясь и перемещаясь в осевом направлении (фиг.1, вправо), веретено приводит во вращение шарики 3-5. Шарики, вдавливаясь в поверхность стенок отверстия, формируют кольцевые канавки. При этом часть материала решетки вьдавливается из канавок в осевом направлении с двух сторон от каждого ряда шариков. Между рядами выдавливание материала идет во встречных направлениях, в результате чего материал решетки упрочняется (повышается его твердость) и формирует между рядами кольцевые выступы. В отверстии трубной решетки 6 сформированы кольцевые выступы 7, высота которых h определена точками 8 пересечения проекций шариков диаметрами d, dz и d> на плоскость.

По достижении кольцевыми выступами высоты h веретено 1 устройства, продолжая вращать, перемещают в осевом направлении (фиг.1, влево) и инструмент извлекают из отверстия.

В результате в отверстии сформированы кольцевые выступы, имеющие твердость, превышающую твердость материала решетки, заостренную вершину, широкое основание и высоту, не превышающую половины минимального зазора в соединении. Наличие полученных кольцевых выступов в отверстиях решетки приводит к повышению г ерметич ности и пр оч ности соединений при закреплении труб.

1505764

Пример. Изготовляют трехряд- ный шариковый раскатник для формирования кольцевых выступов в отверстиях диаметрами 29 и 30 мм. Диаметр шариков первого ряда d1

9, 128 мм, второго ряда d =9,525 мм.

Численный коэффициент, учитывающий

1. диаметр обрабатываемого отверстия, принят равным 0,11. Диаметр шариков третьего ряда d, рассчитанный по зависимости (2), равен 9,922 мм.

Расстояния между рядами шариков, рассчитанные по зависимости (1), а, = 3 6 мм и а .= 3 8 мм.

При обкатывании отверстий диамет1 ром 29,4 мм (минимальный зазор равен 0,4 мм) высота кольцевых выступов равна 0,17 мм, что не превышает половины минимального зазора, т.е.

1 позволяет свободно установить трубу диаметром 29 мм в отверстие. Твердость выступов при, этом Р р =42 кг/мм2, ! твердость материала решетки (сталь

15 m) Рао = 31 кг/мм . Последующие испытания партии. образцов соединений, полученных путем развальцовки в них труб из Ст.10, показывают, t что среднее давление разгерметизации составляет 81,0 ИПа.

Определение расстояния между соседними рядами окон при проектировании устройства в соответствии с зависимостью (1) придает устройству способность формировать в отверстиях трубных решеток кольцевые выступы определенного профиля, твердости и высоты, повышающие герметичность и прочность при закреплении труб в трубных решетках.

Технический эффект, достигаемый

I при использовании предлагаемого устройства, заключается в возможности формирования в отверстиях трубных решеток кольцевых выступов, повышающих герметичность и прочность соединений при закреплении труб в трубных решетках.

Формула изобретения

1. Устройство для обработки отверстий, содержащее сепаратор с выполненными в его различных диаметральных сечениях окнами, в которых размещены деформирующие элементы контак тирующие с коническим опорным элементом, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения технологических возможностей за счет воэможности формирования кольцевых выступов в отверстиях трубных решеток теплообменных аппаратов, расстояние между соседними рядами окон а; определяется зависимостью

25 d< + di> а = — — — — — — (О 05-0 15) d

9 9

4 где d — диаметр деформирующнх элементов;

30 i — порядковый номер ряда, нри этом в качестве деформирующих элементов использованы шары и диаметр шара последующего ряда больше диаметра шара предыдущего ряда.

35 2. Устройство по п. 1, о т л и ч; ю щ е е с я тем, что деформирующи элементы выполнены с диаметрами в третьем и последующих рядах, определяемыми зависимостью

d 1+2 .= 2d i+i

1505764

tpu Z

Составитель В.Соколова

Редактор Н.Бобкова. Техред А.Кравчук. Корректор М.Пожо т

Заказ 5381/16 Тираж 662 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", .г. Ужгород, ул. Гагарина, 101