Инструмент для развальцовки труб Советский патент 1985 года по МПК B21D39/06 

Изобретение относится к устройствам для закрепления труб в отверстия трубных досок способом механической развальцовки и может быть применено на предприятиях энергетического, транспортного, химического, пищевого машиностроения, а также в судостроении при изготовлении кожухотрубчатых теплообменньж аппаратов. Известен инструмент для поверхностного упрочнения деталей, рабочая часть которого выполнена в виде пучк параллельных проволок, что позволяет легко изменять ее конфигурацию СО. Однако этим инструментом нельзя раздавать трубы. Известен также инструмент для развальцовки труб, содержащий рабочу часть из материала на основе сплавов с эффектом памяти формы и эффектом сверхупругости, изменяющую форму при изменении температуры. При применении известного инструмента сокращает ся номенклатзфа устройств для развал цовки труб и расщиряется их технологическая возможность за счет наличия гильзы, устанавливаемой на рабочую часть инструмента и выполненной из материала, обладающего эффектом сверхупругости {2. Однако в известном инструменте от сутствует возможность регулировки степени деформации. Цель изобретения - обеспечение возможности регулирования степени деформации инструментом. Поставленная цель достигается тем что в инструменте для .развальцовки труб, содержащем рабочую часть из материалов с эффектом памяти формы и эффектом сверхупругости, рабочая часть вьшолнена из пучка чередующихся и параллельно расположенных одна к другой проволок, одни из которых обладают эффектом памяти формы, а другие - эффектом сверхупругости. Такое техническое решение обеспечивает возможность развальцовывать трубы с различным-профилем их сечения и отличной степенью развальцорки трубы. На фиг.1 изображено устройство, общий вид; на фиг. 2-5 - варианты возможных профилей сечений труб, под вергаемых развальцовке. Инструмент для развальцовки труб состоит из пучка параллельных проволочек 1 из сплава с эффектом памяти формы, которые предварительно подвергнуты холодному растяжению, например растяжению на разрьгоной машине при комнатной температуре. Проволочки 1 размещены между параллельными проволочками 2 из сплава с эффектом сверхупругости. В качестве материала проволочек 1 может быть выбран сплав титант никель (никель 54-56%, титан - остальное) с интервалом температур мартенситного превращения 40-60°С, для проволочек 2 - сплав титан-никель (никель 56-57%, титан - остальное) с интервалом температур мартенситного превращения, не превышающим температуру мартенситного превращения материала проволочек 1, например до . Для оптимизации эффекта сверхупругости проволочки 2 подвергаются отжигу при в течение 1 ч и охлаждаются без последукицей пластической деформации. Проволочки 1 и 2 скреплены в пучок хомутом 3, а в центральной части инструмента размещен стержневой нагреватель 4. Позициями 5 и 6 обозначены труба и трубная доска соответственно. Набором определенного количества проволочек t и 2 в пучке собирают инструмент для различной степени развальцовки труб и различной формы поперечного сечения, например квадратного. Поочередно вынимая одну, две, три и т.д. проволочки 1 или 2 и заменяя их одну на другую, т.е. проволочку 1 на проволочку 2 или наоборот, подбирают степень развальцовки трубы в трубной доске. Инструмент работает следующим образом. Рабочую часть инструмента, состоящую из проволочек 1 и 2, при нормаль(ной температуре вводят в трубу 5 (из выбранного диапазона обрабатьшаемых труб и соответствунщей конфигурации отверстия в трубной доске, например шестиугольной, фиг.2), установленную в отверстие трубной доски 6 (фиг.1) до бурта хомута 3 в торец трубы 5. Через стержневой нагреватель 4 инструмента подводят необходимое количество тепла, достаточное для нагрева рабочей части (проволочек 1) инструмента до Температуры на 150-200 С вьше интервала температур мартенситного превращения в его материале. При этом 31 проволочки 1 в соответствии с эффектом памяти формы увеличиваются в диаметре, одновременно укорачиваясь в размере, подвергая упругой раздаче все пучки 1 и 2 рабочей части инстру мента, и развальцовьшают трубу 5 в отверстии трубной доски 6. Возможно получение заделки труб 5 в трубной доске 6 с криволинейным профилем (фиг.5). Генерируемые напряжения в материа ле рабочей части инструмента достигают 60 кгс/мм, что обеспечивает сверхупругую деформацию проволочек 2 и надежное закрепление трубы 5 в отверстии трубной доски 6 с необходимой степенью развальцовки. Под действием проявления эффекта памяти формы в проволочках 1 и за счет наличия проволочек 2 из материа ла, обладакяцего эффектом сверхупругости, осуществляется перераспределение их в плоскости с занятием оптимального положения для осуществления развальцовки трубы 5 в зависимое ти от конфигурации отверстия в трубной доске 6 (фиг. 2 - 5). По окончании развальцовкисподвод тепла к проволочкам 1 прекращается и инструмент охлаждается, например, холодной водой. При снижении темпера туры проволочек I инст румента до , ком натной в cooTBieTCTBmi с эффект 1 памяти формы диаметры их уменьшаются до исходного размера (фиг.1). Сверхупругий возврат формы проволочек 2 способствует этому, так как упругие напряжения в материале проволочек 2 (до 60 кгс/мм) значительно превышают понижающийся при прямом мартенситном превращении вследствие охлаждения предел текучести (до 20 кгс/мм материала проволочек 1, что обеспечивается различием (до 20С) в температурах мартенситного превращения После этого инструмент может быть свободно вынут из закрепленной трубы 5 и введен в следующую, подлежащую закреплению. 8 Аналогичным образом развальцовка предлагаемым инструментом обеспечи/вается и для других труб в различных конфигурациях отверстий трубной доски 6. В случае развальцовки трубы 5 в криволинейном канале трубной доски 6 (фиг.5) процесс закрепления трубы 5 происходит аналогично. Если по каким-либо причинам полностью извлечь инструмент из канала не удается, это можно осуществить путем извлечения одной, двух, трех проволочек 1 или 2, чем обеспечивается уменьшение его размеров. Использование изобретения позволяет существенно расширить технологические возможности инструментов развальцовки труб, снизить затраты на их изготовление, уменьшить номенклатуру типоразмеров и тем самым повысить эффективность производства теллообменных аппаратов. Кроме того, расширение технологических возможностей инструментов с набором элементов, обладающих эффектом памяти формы и эффектом сверхупругости, позволит эффективно использовать их для размерной раздачи трубчатых изделий на различных участках по длине и на концах закреплением или для закрепления этих участков в отверстиях аппаратов и машин различного назначения. При этом таким инструментом можно закреплять трубы в отверстиях с различной конфигурацией, форму инструмента под которые легко подогнать. Одновременно можно обеспечить заданное усилие деформации трубы с автоматическим ограничением ее величины за счет соответствующего количества введенных в инструмент проволочек из материала, обладающего эффектом сверхупругости. Наличие элементов с таким эффектом обеспечивает надежную и долговечную (cBbmie 10 циклов) работу инструмента, стабилизируя свойства элементов из материала, обладающих эффектом памяти форм.

ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ РАЗВАЛЬЦОВКИ ТРУБ, содержащий рабочую часть из . материалов с эффектом памяти формы и эффектом сверхупругости, о т л ичающийся тем, что, с целью обеспечения возможности регулирования степени деформации инструментом, его рабочая часть выполнена из пучка чередующихся и параллельно расположенных одна к другой проволок, одни КЗ которых обладают эффектом памяти формы, а другие - эффектом сверхупругости.

2

Фиъ.