Способ закрепления труб в трубной решетке

 

Изобретение относится к срособам закрепления труб (Т) в трубной решетке (ТР) путем раздачи Т дорном (Д), рабочая часть (РЧ) которого изготовлена КЗ предварительно термоциклиррванного материала с термомеханическим эффектом памяти формы. Способ позволяет уменьшить мощность привода дорна и повысить качество соединения Т с ТР за счет того, что диаметр РЧ увеличивают после прохождения его в глубь Т и осущестйляют дополнительную раздачу Т при обратном движении Д. Диаметр РЧ увеличивают путем ее нагр«ва. Раздачу Т производят за четное количество проходов . Перед каждым проходом .диаметр РЧ ступенчато увеличивают. ,ф-лы, Д ил. 2 з.П( (Л - СО 4

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„.SU<»> 125 (50 4 В 2! D 39/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРС ВФННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3818209/25-27 (22) 04.12,84 (46) 15.09.86, Бюл. У 34 (71) Куйбышевский ордена Трудового

Красного Знамени авиационный институт им. акад. С.П.Королева (72) В.С.Феоктистов, В.А.Глущенков, А.Н.Дунаев и F,.Ï.Ñìåëÿêîâ (53) 621.774.7?(088.8) (56) Горбунов M.Н. Штамповка деталей иэ трубчатых заготовок. М.: Машгиз, 1960, с. 98, рис. 50. (54) СПОСОБ ЗАКРЕПЛЕНИЯ ТРУБ В ТРУБНОЙ РЕШЕТКЕ (57) Изобретение относится к способам закрепления труб (Т) в трубной решетке (ТР) путем раздачи Т дорном (Д), рабочая часть (РЧ) которого изготовлена из предварительно термоциклированногб материала с термомеханическим эффектом "памяти" формы, Способ позволяет уменьшить мощность привода дорна и повысить качество соединения Т с TP sa счет того, что диаметр РЧ увеличивают после прохождения его в глубь Т и осуществляют дополнительную раздачу Т при обратном движении Д. Диаметр РЧ увеличивают путем ее.нагрева. Раздачу Т производят за четное количество проходов. Перед каждым проходом диаметр1

РЧ ступенчато увеличивают. 2 з.п. ф .ф-лы, 4 ил.

1256834

1

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для сборки теплообменных аппаратов, раздачи труб и обработки отверстий деталей поверхностным пластическим деформированием.

Целью изобретения является уменьшение мощности привода дорна и повышение качества закрепления.

На фиг. 1 представлено соединение в исходном положении, разрез, на фиг. 2 - то же, после прохожде1 ния дорна в глубь трубы; на фиг. 3-! то же, после нагрева дорна, на фиг. 4 — то же, после извлечения дорна.

Дорн для осуществления предлагаемого способа закрепления труб в трубной решетке состоит из рабочей части 1, расположенной между направляющей 2 и хвостовиком 3 и отделенной от них теплоизолирующими прокладками 4 (фиг. 1) . Рабочая часть

1 выполнена в виде кольца, наружная поверхность которого является рабочей поверхностью дорна, и установлена через теплоизолирующую прокладку

5 на цилиндрической части хвостовика 3, соединяющей его с направляющей 2 при помощи резьбы. На наружных поверхностях направляющей 2 и хвостовика 3 в области их соприкосновения с рабочей частью 1 выполнены соединенные между собой каналом канавки, в которых установлены энергоноситель 6, представляющий собой электрическую спираль с теплоизоляцией (не показаны). Рабочая часть 1 изготовлена из предварительно термоциклированного материала с термомеханическим эффектом

"памяти" формы, например из никелида титана ТН-1. Термоциклирование позволяет получить строгую зависимость формы (наружного рабочего диаметра) рабочей части 1 дорна от ее температуры и придает материалу рабочей части 1 способность работать циклически, Теплоизолирующие прокладки 4 и 5 предназначены для уменьшения тепловых потерь при работе дорна.

Подготовленное к закреплению соединение содержит трубу 7„ трубную решетку 8 и дорн 9 (фиг. 1).

Способ осуществляется следующим образом.

Конец трубы 7 вставляют и фиксируют в отверстии трубной решетки 8 (оборудование для фиксации трубы не показано). В отверстие трубы 7 свободно вводят направляющую 2 дорна

9, рабочая часть 1 которого предварительно термоциклирована на необходимые рабочие диаметры (фиг. 1) . После этого к хвостовику 3 дорна 9 при10 кладывают осевое усилие (оборудование не показано) и продавливают его в глубь трубы 7 (фиг. 2) . Под действием радиальных усилий в трубе 7 возникают радиальные упругопластические деформации, величина которых зависит от величины выбранного натяга. Труба 7 раздается. Между поверхностями трубы 7 и отверстия трубной решетки 8 за счет остаточных радиаль20 ных напряжений возникает напряженное состояние. Под действием меньших по величине осевых усилий происходит некоторое утонение стенки трубы 7 и в ее поверхностном слое возника25 ют осевые остаточные напряжения.

После прохождения дорна 9 в глубь трубы 7 энергоноситель б подключают к источнику тока промышленного напряжения и частоты и в неподвижном

30 положении дорна 9 производят нагрев его рабочей части 1 до необходимой температуры. При этом под действием температуры за счет деформационно-силовых свойств предварительно термоциклированного материала с эффектом "памяти" формы рабочая часть

1 дорна 9 увеличивает свой диаметр на величину выбранного натяга.

Соприкасающаяся с дорном 9 часть

40 трубы 7 раздается (фиг. 3), Время увеличения диаметра рабочей части 1 регулируется параметрами электрического тока, питающего энергоноситель 6. Теплоизолирующие прокладки

4$ 4 и 5 снижают тепловые потери рабочей части 1. К дорну 9 прикладывают

1 осевое тяговое усилие и, поддерживая постоянную температуру, извлекают его иэ трубы 7 (фиг, 4). Происходит дополнительная раздача трубы 7, а возникающие осевые остаточные напряжения компенсируют уже имеющиеся, так как создаются при обратном движении дорна 9 и, следовательно, имеют противоположный знак. Энергоноситель 6 отключают. Рабочая часть 1 дорна 9 охлаждается, например, за счет темпе-.

1256834

20

25 з ратуры окружающей среды и возвращается в исходное состояние.

Пример. Способ осуществлен во время проведения исследований закрепления трубы из алюминиевого сплава АИг6И размером 40 2,5 мм в трубной решетке из этого же сплава толщиной 15 мм на экспериментальной установке. Раздача трубы производилась дорном с рабочей частью из никелида титана ТН-1, термоциклированного при напряжении наведения 30 кг/мм на рабочие диаметры:

2 при1 =20 С вЂ” 35,6 мм, при t =250 С—

36,1 мм, Труба фиксировалась в отверстии трубной решетки диаметром

° 40,2 мм, В трубу свободно вводилась направляющая дорна диаметром

34,7 мм, и с усилием Р=970 кгс дорн продавливался на глубину 5=20 мм.

Производился нагрев рабочей части дорна до t =250 С. Затем с усилием

Р=970 кгс дорн извлекался из трубы.

Внутренний диаметр трубы после закрепления составил 36,02 мм.

При закреплении толстостенных труб их.необходимо раздавать на большие степени деформации. В этом случае раздачу трубы произвЬдят за несколько проходов дорна, причем их количество выбирают, исходя из технологических соображений (по необходимой величине натяга при каждом проходе с учетом силовых возможно35 стей имеющегося оборудования, и принимают четным, обеспечивая тем самым минимальный уровень осевых остаточных напряжений в готовом сое- динении. Диаметр дорна зависит от

/ его температуры. Следовательно, иэ меняя температуру дорна перед раздачей, можно создавать необходимый натяг. Температуру дорна повышает на необходимую величину перед каж- дым проходом дорна и поддерживают постоянной в процессе его движения (т,е, повышают ступенчато).

Использование предлагаемого способа закрепления труб в трубной ре-. шетке позволяет по сравнению с известным,применять оборудование меньшей мощности за счет снижения величины тягового усилия. Предлагаемым способом раздачу трубы на ту же величину, что и известным, осуществляют не за один, а за два прохода деформирующего инструмента.

Следовательно, вдвое снижается величина натяга, а значит, и тяговое усилие. Достигаются более высокое качество закрепления за счет достижения минимального уровня осевых остаточных напряжений при четном количестве встречных проходов дорна и более высокая произвбдительность труда, так как полезная работа (раздача трубы) производится как при прямом, так и при обратном движениях одного и того же инструмента.

Формула изобретения

1. Способ закрепления труб в трубной решетке, заключающийся в раэ. даче труб дорном, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью уменьшения мощности привода дорна и повышения качества закрепления, диаметр рабочей части дорна увеличивают по сле прохождения его в глубь трубы и осуществляют дополнительную раздачу трубы при обратном движении. дорна.

2, Способ по п. 1, о т,:л и ч аю щ и и с- я тем, что диаметр рабочей части дорна увеличивают путем нагревания его рабочей части, выполненной иэ предварительно термоцикли" рованного материала с термомеханическим эффектом "памяти - формы.

3. Способ по пп. 1 .и 2, о т л ич а ю шийся тем, что раздачу трубы производят за четное количество проходов, причем перед каждым . проходом диаметр рабочей части дорна, ступенчато увеличивают.

1256834

1256834 ф7иЕЗ Рие.4

Составитель И.Капитанов

Редактор Л.Повхан Техред М.Ходанич- Корректор С,Шекмар

Заказ 4861/7 Тирак 783 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4