Инструмент для развальцовки труб

Инструмент для развальцовки труб

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сеюз Сееетскик

Социалистических

Республик (il)893334 (6l ) Дополнительное к авт. евид-ву 110 647041 (22} Заявлено 03.04.80 (21 } 2903387/25 — 27 с присоединением заявки,% (23 } Приоритет (51) М. Кл.

В 21 0 39/06

Гааударстваииый какнтет

СССР ао делам изобретений в аткрытнй

Опубликовано 30.12.81. Бюллетень .% 48

Дата опубликования описания. 30.12.81 (53) УД К621.97 (088.8} (72} Авторы изобретения

Ю, Г. Ермаков и В. Ф, Канер (71 } заявители (54} ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ РАЗВАЛЬЦОВКИ ТРУБ

Изобретение относится к устройствам для закрепления труб в отверстиях способом ме- . ханической развальцовки, используемым на предприятиях энергетического, транспортного, химического, пищевого машиностроения и судостроения, изготавливающих кожухотрубчатые теплообменные аппараты.

По основному авт.св. Р 647041 известен инструмент для развальцовки труб, содержащий сопряженные между собой рабочую часть и хвостовик. Рабочая часть инструмента изготовлена из материала, обладающего обратимым эффектом запоминания формы при многократном термоциклировании за счет обратимых пластических деформаций в материале, претерпевающем обратимое мартенситное превращение в упорядоченных фазах при нагреве и охлаждении соответственно выше и ниже интервала мартенситного превращения, например из сплава титан-никель, и имеет в нагретом состоянии при температуре выше начала, а в холодном состоянии при температуре ниже конца мартенситного превращения в материале рабочей части инструмента соответственно больший и меньший размер поперечного сечения (1) .

Этот инструмент для развальцовки труб имеет существенный недостаток — обладает узкими. технологическими возможностями, так как одним инструментом можно развальцовывать только трубы одного размера по диаметру, в узком диапазоне толшин стенки трубы, а также в ограниченном диапазоне степеней развальцовки труб. Таким инструментом нельзя надежно закреплять в отверстии трубы одного и того диаметра и толщины стенки, но из различных материалов, требующих для надежного уплотнения различных степеней развальцовки в отверстии трубной доски теплообменника. В связи с этим при широкой номенклатуре размеров труб, выполненных из различных материалов, подлежащих развальцовке, для оперативного ведения технологического процесса требуется довольно большой набор типоразмеров инструмента для развальцовки труб, что экономически нецелесообразно.

Цель. изобретения — расширение технологических воэможностей инструмента для разваль893334 4 цовки труб за счет обеспечения возможности развальцовывать трубы в расширенном диапазоне диаметров, с различными толщинами стенок из различного материала инструментом с одним и тем же диаметром рабочей части.

Эта цель достигается тем, что инструмент для развальцовки труб снабжен сменной гильзой, устанавливаемой на рабочую часть инструмента и выполненной из того же материала, что и рабочая часть.

Такое техническое решение обеспечивает. при одном диаметре рабочей части инструмента путем установки на нее гильзы различной толщины и наружного диаметра возможность надежно развальцовывать трубы с различной степенью развальцовки.

При этом наличие эффекта сверхупругости в материале сменной гильзы обеспечивает сверхупругое изменение размеров гильзы при

100 -ном возврате к исходным размерам и при степени упрутой деформации до 10—

15%, возникающей при изменении формы и размеров рабочей части инструмента, действую.. щего на охватывающую его гильзу в процессе раэвальцовки трубы.

На фиг. 1 показано положение инструмента в начале развальцовки; на фиг. 2 — положение инструмента по окончании развальцовки, Инструмент для раэвальцовки труб состоит из рабочей части 1 и хвостовика 2, разделенных упорным буртом 3. Рабочая часть 1 снабжена охватывающей ее сменной гильзой 4.

Рабочая часть 1 инструмента изготовлена из материала, обладающего обратимым эффектом запоминания формы при многократном термоциклировании, из сплава титан-никель (состав никеля 54 — 56, титан остальное) с интервалом температур мартенситного превращения от 40 до 60 C. Рабочая часть 1 инструмента (ее диаметр и длина) формируется при

500 C в соответствш с д>пипой и размером внутреннего диаметра наименьшей из выбранного диапазона диаметров развальцованных труб. Затем она подвергается отжигу при

500 С в течение 1 ч в,заневоленном состоянии о в закалочном штампе и охлаждается до 20 С.

После этого рабочая часть 1 инструмента вью иимается из штампа и при 20 С пластически деформируется обжимом, до получения наружного диаметра, соответствующего размеру внутреннего диаметра наименьшей из выбранного диапазона диаметров труб до развальцовки (при степени деформации не более

10 — 15%) .

Сменные гильзы 4 изготавливают с внутренним диаметром, соответствующим наружному диаметру рабочей части 1 инструмента, а толщину стенки каждой гильзы 4 выбирают различной, исходя из размеров внутренних диа5

1О

49

4$ метров выбранного диапазона труб до их развальцовки. Кажду сменную гильзу 4 изготавливают из материала, обладающего эффектом сверхупругости, например из сплава титан-никель (состав, %: никеля 54 — 56, титан остальное) с интервалом, температур мартенситного превращения, не превышающим температуру мартенситного превращения материала рабочей части 1 инструмента, например, до 20 С, Для обеспечения эффекта сверхупругости сменная гильза 4 подвергается отжигу при 500 С в течение часа и охлаждается без последующей пластической деформации.

Инструмент работает следующим образом.

Рабочую часть 1 инструмента с надетой на нее сменной гильзой 4 при нормальной температуре вводят в трубу 5 (из выбранного диапазона обрабатываемых труб), установленную в отверстии б трубной доски 7 (фиг. 1) до упора бурта 3 в торец трубы 5, К хвостовику 2 подводят необходимое количество тепла любым нагревателем (не показан), достаточное для нагрева рабочей части 1 инструо мента до температуры на 150 — 200 С выше интервала температур мартенситного превращения в его материале. При этом рабочая часть

1 инструмента в соответствии с эффектом запоминания формы увеличивается в диаметре (фиг, 2), подвергая упругой раздаче сменную гильзу 4 и развальцовке трубу 5 в отверстии б труб ой доски 7. Генерируемые напряжения в материале рабочей части 1 инструмента достигают 60 кгс/мм, что обеспечивает сверхупрутую деформацию сменной гильзы 4 и надежное закрепление трубы 5 в отверстии 6 трубной доски 7 с необходимой степенью развальцовки.

По окончании развальцовки подвод тепла к хвостовику 2 прекращают и инструмент охлаждается, например, холодной водой, При достижении температуры рабочей части 1 инструмента до комнатной в соответствии с эффектом запоминания формы диаметр ее уменыпается до исходного размера (фиг, 1).

Сверхупрутий возврат формы сменной гильзой 4 способствует этому, так как упругие напряжения в материале гильзы 4 (до

60 кгс/мм2) значительно превышают понижающийся при прямом мартенситном превращении вследствие охлаждения предел текучести (до 20 кгс/мм ) материала рабочей части 1, что обеспечено различием (до 20 С) в температурах мартенситного превращения.

После этого инструмент может быть свободно вынут из закрепленной трубы 5 и введен в следующую, подлежащую закреплению.

Путем замены сменной гильзы 4 на другой ти поразмер обеспечивается развальцовка всех труб 5 иэ выбраннога диапазона их толщин стенок и материалов при высокой надежности закрепления в трубных досках.

Использование предлагаемого изобретения позволяет сущестзенно расширить технологические возможности инструментов для раэвальцовки труб, снизить затраты на их изготовление, уменьшить номенклатуру типоразмеров и тем самым повысить эффективность производства теплообменных аппаратов. Кроме того, расширение технологических возможностей инструментов с элементами, обладающими эффектом запоминания формы и эффектом сверхупругости, позволит эффективно испольэовать их для размерной раздачи трубчатых изделий на различных участках по длине и на концах с закреплением или без закрепления этих участков в отверстиях аппаратов и машин различного назначения. Наличие в инструментах для раэвальцовки труб элементов со свойствами сверхупругости обеспечивает надежную и долговечную (свыше 10 циклов) работу

893334 d элементов, обладающих эффектом запоминания формы, стабилизируя их термомеханические параметры. Все это в совокупности даст значительный экономический эффект в народном хозяйстве.

Формула изобретения

10 Инструмент для развальцовки труб по авт.cs. N 647041, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей за счет увеличения диапазона типоразмеров обрабатываемых детален, он

1S снабжен гильзой, устанавливаемой на рабочую часть инструмента и выполненной из того же материала, что и рабочая часть.

Источники информации принятые во в шмание при экспертизе

1. вторскоесвидетельство СССР N 647041,, кл. В 21 0 39/06, 1977.

ВНИИПИ Заказ 11324/10 Тираж 891 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4