Способ крепления трубы в отверстии детали Советский патент 1986 года по МПК B21D39/06 

Изобретение относится к технике крепления труб в отверстиях детали типа втулка раздачей и может быть использовано в производстве неразборных узлов для передачи осевых и крутящих усилий, например пары шестерня - вал, а также теплообменных аппаратов и паровых котлов для соединения трубных решеток и труб. Цель изобретения - расширение диапазона использования путем повышения предела работоспособности соединения на кручение. На фиг. 1 показано взаимное расположение трубы и охватываюшей детали с размерами канавки перед операцией раздачи; на фиг. 2 - то же, после операции раздачи; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 1. Для соединения трубы 1 с охватываюшей деталью 2 в ее отверстии 3 диаметром d выполняют одну или несколько кольцевых канавок 4 диаметром D, расположенных с эксцентриситетом е относительно оси отверстия 3. Затем помешают трубу 1 в отверстие 3, после чего производят раздачу трубы на максимальную глубину А - е. Канавка 4 может иметь в поперечном сечении различный профиль: прямоугольный, клиновой, трапецеидальный, образованный частью окружности и т. д. При этом предельный крутящий момент, передаваемый соединением, определяется не только контактными напряжениями детали 2, но и сопротивлением шпонки на ее деформацию смятия. D-d, Условие Л: -2е необходимо для того, чтобы операцией раздачи трубы 1 сформировать на ней в канавке 4 серповидную шпонку переменной толщины. В случае невыполнения этого условия, что видно из геометрии, т. е. при , кольцевой выступ трубы в канавке не является шпонкой, труба 1 и деталь 2 могут прокручиваться относительно друг друга при превышении крутящего момента над моментом сопротивления кручению, обусловленным в последнем случае только контактными напряжениями по боковым стенкам канавки 4. При необходимости повышения предела работоспособности соединения в нем выполняется требуемое количество (п) канавок и, соответственно, шпонок. Кроме того, в устройствах, работающих при больших угловых скоростях вращения соединения вал - втулка (для уменьшения его дисбаланса путем равномерного углового расположения шпонок относительно оси вращения), канавки выполняются развернутыми вокруг оси относительно друг друга преи.мущественно на угол а 360°/п. Операцию раздачи трубы можно выполнять известными механическими устройствами типа роликов, геометрия профиля которых определяется геометрией профиля канавки и толщиной стенки трубы, гидростатическим обжатием или взрывом заряда. Способ раздачи трубы взрывом является (изза наличия эксцентриситета, а также прикрепления трубы вдали от ее конца) наиболее простым и экономичным, так как не требует дополнительного специального оборудования. . Кроме того, при взрыве достигаются высокие давления, позволяющие в отличие от других способов деформировать в заданной зоне трубу, выполненную из высокопрочного материала и имеющую большую толщину стенки. Таким образом, предлагаемое выполнение канавок с эксцентриситетом и разворот их вокруг оси относительно друг друга выгодно отличает способ от ранее известных, так как позволяет изготавливать неразъемные соединения, работающие не только в условиях нагружения осевыми усилиями, но и значительными крутящими моментами как в статических, так и в динамических условиях в широком диапазоне угловых скоростей. Пример. В стальной втулке с отверстием диаметром мм закрепляют стальную трубу с наружным диаметром 49 мм и толщиной стенки 2,5 мм. В отверстии втулки выполняют кольцевую канавку шириной 6 мм, диаметром мм и эксцентриситетом мм. Операцию раздачи трубы осуществляют кольцевым зарядом ВВ с поперечным сечением 5X4 мм, расположенным внутри трубы соосно с ней напротив канавки, и инициируемым одним капсюлемдетонатором. При этом в месте наименьшей глубины канавки получают раздачу трубы на всю глубину канавки, т. е. до контакта трубы с дном канавки, а в месте наибольшей глубины на величину р- мм. Таким образом, в соединении образуется серповидная шпонка с максимальной высотой 3 мм относительно отверстия во втулке. Формула изобретения 1. Способ крепления трубы в отверстии детали, заключающийся в предварительном выполнении в отверстии детали не менее одной кольцевой канавки, установке трубы в отверстие и раздаче ее диаметра, отличающийся тем, что, с целью повышения работоспособности соединения в условиях крутящих нагрузок, каждую кольцевую канавку выполняют относительно оси отверстия с эксцентриситетом, а трубу раздают на глубину , где D - диаметр канавки, d - диаметр отЕ ерстия, е - эксцентриситет.

Изобретение относится к технологии крепления труб (Т) 1 в отверстиях