Устройство для волочения труб с наложением на инструмент ультразвуковых колебаний Советский патент 1983 года по МПК B21C3/00 

Изобретение относится к волочильному производству, в частности к устройствам, в которых волочильному инструменту сообщают колебания ультразвуковой частоты..

Известно устройство для двухниточного волочения труб с использованием ультразвуковой энергии, содержащее источник ультразвуковых колебаний и жестко соединенный с ним волокодержатель, ввшолненный в виде прямоугольного пареллелепипеда с меньшими, средними и большими гранями, внутри которого размещена охлаждающая камера и две волоки, паралельно расположенные и совершающие колебания вдоль оси волочения Ij.

,Недостатком известного устройства является то, что в волокодержателе можно закреплять только волоки типов Т-16 и Т-20, а это ограничивает по диаметру сортамент изготавливаемых труб.

Кроме того, охлаждение только внутренней поверхности волокодержателя препятствует созданию для него наиболее рационального теплового режима работы, в результате чего эффект ультразвукового воздействия, т.е. величина амплитуды ультразвуко ых колебаний, накладываемых на волоkH и, следовательно, производительйость устройства не являются максимальными.

Охлаждение волоки в процессе волочения труб только со стороны одного из ее торцов не обеспечивает интенсивного отвода тепла от ее поверхности, что отрицательно .сказывается как на стойкости самих волок, так и на тепловом режиме работы волокрдержателя.

Цель изобретения - повышение производительности устройства и расширение его технологических возможностей путем Повышения эффективности наложения ультразвуковых колебаний при интенсивном охлаждении.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для волочения труЬ с наложением иа инструмент ультразвуковых колебаний, содержащем источник ультразвуковых колебаний и жестко соединенный с ним волокодержатель в виде прямоугольного параллелепипеда с меньшими,средними и боль, шими гранями, в ну три которого размещена охлаждающая камера и. две параллельно расположенные волоки, в волокодержателе со стороны больших граней выполнены два отверстия, предназначенные для размещения волок, и сквозной Н-образной паз, образующий в волокот держателе. полость, перемычка которого перпендикулярна средней грани волкоде жателя, при этом вол окодержатель присоединен меньшей гранью к источнику ультразвуковых колебаний.

На фиг.1 представлено устройство, разрез в плоскости, перпендикулярной оси волочения; на фиг.2 - то же, в плоскости, параллельной оси волочения.

В предлагаемом устройстве волокодержатель вьтолнен в виде прямоугольного параллелепипеда с большими 1, средними 2 и меньшймк 3- гранями. К его ме2;1ьшим граням жестко присоединены источники ультразвуковых ко- лебаний, выполненные в виде магнитострикционных преобразователей 4 стержневого типа. Каждый из преобразователей, оси симметр,ии которых совпадают, снабжен обмоткой 5 воз- буждения и герметичны корпусом 6, оснащенным гибким трубопроводом 7. Обмотки возбуждения преобразователей соединены с ультразвуковым генератором (не показан). На больших гранях волокодержателя выполнены сквозные отверстия 8 и сквозной Н-образный паз 9, перемычка которого пер пбндикулярна средним граням волокодержателя и который образует в нем два активных 10 и два пассивных 11 элемента. Отверстия 8, геометрические центры которых лежат на оси симметрии преобразователей, выполнены в |форме усеченных конусов, что обесречивает возможность быстрой смены Ьолок 12 и качественный акустический контакт между ними и волокодержателе На боковой поверхности отверстий 8, на которых зaкpeпJ eны волоки, имеющи конусообразную внешнюю поверхность, вьлюлнены кольцевые ьыточки 13, расположенные на одинак.рвом расстоянии больших граней волокодержателя. Выточйи 13 цилиндрическими каналами 14 сообщены с Н- образным пазом 9 и посредством двух полых втулок 15 и гибких трубопроводов 7 - с корпусами б. К большим граням волокодержателя жестко присоединены прямоугольные пластины 16/ каждая из которых вьполнена с двумя цилиндрическими отверстиями 17 для протягивания труб .18. Пластины 16 в совокупности с отверстиями 8, Н-образным пазом 9 выточками 13 и каналами 14 образуют в волокодержателе охлажденную камеру, оснащенную полой втулкой 19. Герметизация устройства обеспечивается рядом прокладок, например, из вакуу лной резины. Устройство соединено с системой охлаждения (не показана), работающей по замкнутому циклу и включаккцей холодильную машину, электронасос и

,резервуар для.-.хранения охладителя.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Перед возбуждением преобразователей 4 fe устройство подают охладитель например техническую воду. Для этого включают элект)онасос и холодильную машину.Вода из резервуара, в кртром она хранится, поступает в холодильную машину, а из нее, будучи охлажденной до S-IO C, через полую втулку 19 - в охлаждающую камеру. Заполняя Н-образный паз 9, вода омквает внешние стенкн активных элементов 10 и охлёждает их,Поскольку волоки 12 частьк своей внешней поверхности находятся в контакте с активными элементами 10, то они часть своей тепловой энергии передают-этим элементам и, следовательно, охлаждаются. Из Н-овразного паза 9 ввода через цилиндрический канал 14 поступает в кольцевые выточки 13, в которых омывает внутреннюю поверхность активных элементов 10 и часть внешней поверхности волок 12, и тем самым охглаждает их. Из кольцевых выточек 13 вода по цилиндрическому каналу 14 через полые втулки 15 выходит из охлажт дающей камеры и через трубопроводы 7 поступает в гегметичные корпуса б. Заполнив их и, следовательно, обеспечив эффективный температурный режим работы преобразователей 4, вода поступает в резервуар, из которого и начинается ее циркуляция по системе охлаждения и устройству.

После того, как волокодержатель и корпуса 6 преобразователей 4 запрлнены охлаждающей их водой, на обмотки 5 возбуждения с ультразвукового генератора подают переменное напряжение ультразвуковой частоты. Под действием магнитных сил преобразователи 4 начинают совершать колебания в направлении, перпендикулярном к оси волочения. Колебания торцов преобразователей , которымиони присоединены к волокодержателю, передаются его активным элементам 10. Приэтом в каждом активном элементе 10 возбуждается изгибная ультразвуковая волна,возбуждаюс ач в них колебания. Кроме этого, колебания возбуждаются непосредственно и от преобразователе Эти колебания складываются, в результате чего стенки отверстий 8 со.вершают интенсивные радиальные колебания, которые и передаются волокам 12.

После Нсшожения на волоки колебаний ультразвуковой частоты в них задают деформированные трубы -1.8 для обработки.

Сопоставленный анализ известного и. предлагаемого устройств,-для волоче ния труб показывают, что предлагаемое устройство является более эффективным, поскольку характеризуется широкими технологическими возможностями, высокой производительностью и стойкостью волок.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЛОЧЕНИЯ ТРУБ С НАЛОЖЕНИЕМ НА ИНСТРУМЕНТ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ КОЛЕБАНИЙ, содержагде источн11к ультразвуковых колебаний и жестко соединенный с ним волокоре жатель в виде прямоугольного параллелепипеда с меньшими, средними и большими гранями,, .йнутри которого ЛЯ Х-УУУ% ; Д размещена .охлаждающая камера и две парашлельно распо тоженные волоки, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности и расширения технологических возможностей путем повышения эффективности Нсшожения ультразвуковых колебаний при интенсивном охлаждении, в волокодержателе со стороны больших граней выполнены два отверстия, пред назначенные для размещения волок, и сквозной Н-образный паз, образующий в волокодержателе полость, перемычка которого перпендикулярна средней грани волокодержателя, при этом. волокодержатель присоединен меньшей гранью к источнику ультразвуковых колебаний.,

д 5 ч.

J 5&