Устройство для импульсной деформации длинномерных трубчатых изделий Российский патент 2018 года по МПК B21D26/14 

Изобретение относится к металлообрабатывающей промышленности, а именно к устройствам для (магнито-импульсной) обработки металлов давлением в том числе, деформированием длинномерных изделий с содержанием металла и может быть использовано в различных областях машиностроения и других смежных областях применения.

Известно устройство для импульсной (магнито-импульсной) деформации трубчатых изделий, включающее блок индуктора с изолированными спиральными витками [1].

Основным недостатком известного устройства для магнито-импульсной деформации трубчатых изделий является практическая невозможность осуществления оперативного процесса обработки из-за достаточно сложной и длительной процедуры установки изделия (или его обрабатываемой части) в рабочей полости неразъемных спиральных витков.

Наиболее близким к заявляемому техническому изобретению по технической сущности и достигаемому техническому результату является устройство для импульсной деформации длинномерных трубчатых изделий, включающее блок разъемного индуктора с изолированными полувитками с возможностью их последовательного соединения в пространственную спираль приспособлением для прижимного соединения и разъединения торцевых частей полу витков [2].

Недостатком известного устройства является то, что вследствие необходимости выполнения некоторых обрабатывающих операций под водой для создания необходимой формы обрабатываемой части, работа устройства ненадежна из-за утечек тока на болтовых креплениях и, кроме того, существенны потери времени на осуществление операций прижима и разъединения полувитков друг с другом в водной среде с проточной водой (например, при осуществлении ремонтных работ в условиях естественной акватории). Это приводит к ненадежному и длительному процессу крепления с созданием значительного (для импульсных токов в десятки кА) переходного сопротивления в местах соединения полувитков из-за диэлектрических примесей в зоне контакта, что практически даже при однократном импульсе приводит к значительной (до нескольких мм) величине электроэрозии пятна сочленения полувитков и, как следствие, неработоспособности устройства в целом. Восстановление (замена) индуктора приводит к дополнительной потери времени и, соответственно, к снижению производительности процесса формования при многократной обработке различных частей длинномерного изделия.

Именно на решение задачи повышения надежности работы конструкции, при одновременном повышении производительности и эффективности многократной обработки длинномерных изделий как под водой, так и в естественных условиях, направлено настоящее изобретение.

Этот технический результат достигается тем, что в устройстве для импульсной деформации длинномерных трубчатых изделий, включающем блок разъемного индуктора с изолированными полувитками с возможностью их последовательного соединения в пространственную спираль приспособлением для прижимного соединения и разъединения торцевых частей полувитков, приспособление для прижимного соединения и разъединения полувитков выполнено в виде четырехзвенного паралеллограммного шарнира с гидроцилиндром и комплексным блоком варьирования давления сжатия, разъединения и очистки торцевых частей полувитков, причем торцевые части полувитков выполнены с вогнутыми и выпуклыми оппозитными поверхностями, при этом в каждом из полувитков с выпуклой торцевой поверхностью выполнен полый канал.

Благодаря тому, что приспособление для прижимного соединения и разъединения полувитков выполнено в виде четырехзвенного паралеллограммного рычажного шарнира с гидроцилиндром, осуществляется быстрый и надежный (разъединение и сочленение полувитков за несколько секунд) процесс подвода индуктора к необходимой зоне обработки длинномерного изделия со значительным (сотни килограмм) усилием прижатия торцевых частей витков друг к другу.

Также, за счет наличия у приспособления для прижимного соединения комплексного блока варьирования давления сжатия, разъединения и очистки торцевых частей полувитков, осуществляется «стыковка» полувитков с удалением нежелательных примесей (песок, крошки металла от заусениц и т.п.) из пятна контакта, что способствует протеканию импульсного тока без образования неоднородной плотности тока по сечению пятна контакта, т.е. с минимально возможной величиной электроэрозии, что непосредственно влияет на надежность работы устройства при многократной обработке длинномерных изделий.

Вместе с тем, поскольку торцевые части полувитков выполнены с вогнутыми и выпуклыми оппозитными поверхностями, а в каждом из полувитков с выпуклой торцевой поверхностью выполнен полый канал, осуществляется (при стыковке полувитков) гарантированная надежная стыковка без поперечного смещения стыковочных торцов полувитков с одновременной очисткой (вакуумный отсос примесей) стыковочных пятен торцов полувитков. При расстыковке торцов полувитков в область стыковочного пятна по полым каналам подается давление (не менее 10 МПа), способствующее ускорению процесса разъединения полувитков четырехзвенным (четырехзвенным потому, что двухзвенный обладает недостаточной осевой устойчивостью для такого вида работ) шарниром. Полые каналы выполнены в полувитках с выпуклой поверхностью для снижения вероятности появления застойных зон как при отсосе примесей, так и при разъединении. Каналы выполнены именно в по оси торцов витков, для исключения уменьшения величины эффективного сечения, протекающего в поверхностном слое полувитков, импульсного высокочастотного тока.

Таким образом, указанная совокупность существенных признаков настоящего изобретения позволяет достичь заявленный технический результат - повышение надежности работы конструкции, при одновременном повышении производительности и эффективности многократной обработки длинномерных изделий как под водой, так и в естественных условиях.

Сущность изобретения поясняется графическим материалами и описанием работы устройства для импульсной деформации длинномерных трубчатых изделий.

На фиг. 1 показан общий вид устройства для импульсной деформации длинномерных трубчатых изделий (с разомкнутыми полувитками).

На фиг. 2 показан общий вид устройства для импульсной деформации длинномерных трубчатых изделий (с соединенными в спираль полувитками).

На фиг. 3 вид полувитков с оппозитными поверхностями торцевых частей с полыми каналами.

Устройство для импульсной деформации длинномерных трубчатых изделий, состоит из блока 1 разъемного индуктора с изолированными полувитками 2 и 3 с возможностью их последовательного соединения в пространственную спираль (не показана) приспособлением 4 для прижимного соединения и разъединения торцевых частей 5 и 6 полувитков 2 и 3. Приспособление 4 для прижимного соединения и разъединения полувитков 2 и 3 выполнено в виде четырехзвенного паралеллограммного рычажного шарнира 7 с гидроцилиндром 8 и комплексным блоком 9 варьирования давления сжатия, разъединения и очистки торцевых частей 5 и 6 полувитков 2 и 3, а торцевые части 5 и 6 полувитков выполнены с вогнутыми 10 и выпуклыми 11 оппозитными поверхностями, при этом в каждом из полувитков 2 с выпуклой торцевой поверхностью 11 выполнен полый канал 12. К каналам 12 подсоединены трубопроводы 13 для удаления примесей из пятна (не показано) стыковки торцевых частей 5 и 6. Трубопроводы 13 соединены с гидронасосом (не показан) высокого давления и вакуумным насосом (не показан). Блок 1 имеет полку 14 конусной формы для ускорения времени подвода блока 1 к длинномерному трубчатому изделию (не показано).

Работа устройства осуществляется следующим образом.

Блок 1 устройства любым из известных способов подводится полкой 14 под обрабатываемую часть изделия при разъединенных (фиг. 1) полувитках 2 и 3, посредством гидроцилиндра 8 и шарнира 7 осуществляется сочленение полувитков 2 и 3, перед окончанием процесса сочленения включается вакуумный насос (не показан) с удалением примесей в зоне сочленения витков 2 и 3 и осуществляется плотное прижатие торцевых частей 5 и 6. Часть обрабатываемого длинномерного изделия располагается в сквозной полости 15 и через силовой кабель 16 осуществляется подача высокоамперных (50 кА и более) импульсов тока на спираль (не показана) полувитков 2 и 3 до выполнения необходимого уровня формования.

Использование устройства для импульсной деформации длинномерных трубчатых изделий позволит существенно (на 30% и более) повысить надежность формования длинномерных трубчатых изделий в самых сложных (под водой) условиях работ при одновременном повышении производительности и эффективности многократной обработки таких изделий.

Источники информации, использованные при составлении описания:

1. Авторское свидетельство СССР №1759504, МПК ⁷ В21D 26/14, опубл. 07.09.1992.

2. Авторское свидетельство СССР №1765659, МПК ⁷ В21D 26/14, опубл. 07.10.1992.

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к устройствам для магнитоимпульсной обработки металлов давлением. Устройство содержит приспособление для прижимного соединения и разъединения торцевых частей полувитков блока разъемного индуктора. При этом указанное приспособление содержит четырехзвенный параллелограммный рычажный шарнир, гидроцилиндр и комплексный блок варьирования давления сжатия, разъединения и очистки торцевых частей полувитков. Причем торцевые части полувитков выполнены с вогнутыми и выпуклыми оппозитными поверхностями, при этом в каждом из полувитков с выпуклой торцевой поверхностью выполнен полый канал. Повышается надежность формования длинномерных трубчатых изделий в самых сложных условиях работ. 3 ил.

Устройство для импульсной деформации длинномерных трубчатых изделий, содержащее блок разъемного индуктора с изолированными полувитками, выполненными с возможностью их последовательного соединения в пространственную спираль, приспособление для прижимного соединения и разъединения торцевых частей полувитков, отличающееся тем, что приспособление для прижимного соединения и разъединения полувитков содержит четырехзвенный параллелограммный рычажный шарнир, гидроцилиндр и комплексный блок варьирования давления сжатия, разъединения и очистки торцевых частей полувитков, причем торцевые части полувитков выполнены с вогнутыми и выпуклыми оппозитными поверхностями, при этом в каждом из полувитков с выпуклой торцевой поверхностью выполнен полый канал.