УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ИЗДЕЛИЙ ЭНЕРГИЕЙ ВЗРЫВА Советский патент 1995 года по МПК B21D26/08 

Изобретение относится к обработке металлов давлением.

Целью изобретения является улучшение условий труда за счет иcключения истечения продуктов взрыва в окружающую среду и повышение технологичности.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, вид сбоку (крышка поднята); на фиг.2 - то же, вид сверху (крышка опущена на основание); на фиг.3 - вид А фиг.1 (с разрезом одного из сегментов байонетного кольца); на фиг.4 - разрез Б-Б фиг.3; на фиг.5 - схема сил, действующих на сегмент байонетного кольца при закусывании фланца корпуса.

Устройство для обработки изделий энергией взрыва содержит основание 1, крышку 2 с зубчатым фланцем 3 и байонетное кольцо 4 с зубьями, состоящее из сегментов 5. На торце фланца крышки 2 в канавке размещено уплотнение 6. Основание 1 имеет кронштейны, с помощью которых оно закреплено на раме 7. На основании 1 размещен рабочий стол 8. На раме 7 установлен механизм 9 подъема с гидроцилиндром для открывания крышки 2. Сегменты 5 байонетного кольца связаны между собой накладками 10-12. Накладки 11 и 12 соединены с накладками 10 шпильками 13 и закреплены гайками 14 с шайбами 15. Накладки 10-12, зафиксированные на сегментах 5 байонетного кольца установочными втулками 16, связывают также сегменты 5 с гидроцилиндрами 17 поворота байонетного кольца.

Сегменты 5, установленные с гарантированными зазорами В, образуют байонетное кольцо в виде шарнирного шестизвенника, благодаря чему оно может самоустанавливаться на фланце крышки 2. Хорда наибольшего из сегментов не превышает 0,92 диаметра d фланца крышки 2, что исключает возможность закусывания сегмента 5 на фланце. На сегментах 5 байонетного кольца закреплены газозаборники 18, перекрывающие зазоры В между сегментами 5. Газозаборники 18 сообщены трубами 19 с коллектором 20, от которого отходит гибкий трубопровод 21 к трубе 22 вытяжной вентиляции. На сегментах 5 байонетного кольца закреплен также экран 23 из листового материала, увеличивающий кольцевую полость, в которую попадают газы, вытекающие из-под крышки 2 при ее открывании. В основании 1 имеется отверстие 24.

На схеме сил, действующих на сегмент 5 байонетного кольца при закусывании фланца крышки 2, неприлегание сегмента к фланцу показано с преувеличением.

Устройство работает следующим образом. На рабочий стол 8 устанавливают обрабатываемое изделие и заряд ВВ. Крышку 2 с помощью механизма 9 подъема с гидроцилиндром опускают на основание 1. При этом зубья сегментов 5 байонетного кольца проходят между зубьями фланца основания 1. Стык между фланцами крышки 2 и основания 1 герметизируется уплотнением 6.

Гидроцилиндpы 17 поворота байонетного кольца посредством связанных с ними накладок 12 поворачивают его на один зуб, запирая крышку 2 установки. Производят подрыв заряда ВВ, и в устройстве происходит обработка изделия.

При взрыве заряда ВВ под крышкой 2 за счет образующихся продуктов детонации давление резко повышается. Газы из крышки 2 перетекают через отверстия 24 в полость основания 1 и далее попадают в трубу 22 вытяжной вентиляции. Внутри камеры давление становится нормальным.

При открывании затвора байонетное кольцо может свободно поворачиваться, так как при выбранном отношении длины хорды а наибольшего из сегментов 5 к диаметру d фланца крышки 2 (меньшем, чем 0,92) закусывания сегментами 5 фланца крышки 2 произойти не может, что подтверждается приведенным ниже расчетом.

При закусывании сегментом 5 фланца крышки 2 в точках контакта Д и Е появляются нормальные реакции R и R₁. При попытке снять сегмент 5 с фланца крышки 2 силой Р, приложенной к нему в точке К, в точках контакта Д и Е возникают силы трения F и F₁.

Условие равновесия сил, приложенных к сегменту 5, определяется выражением
P + R + R₁ + T + T₁ = 0
Спроектировав эти силы на ось О_х, получают
P_x + R_x + R_1x - T_x - T_1x = 0 (2)
Так как R_x = R_1x и T_x = T_1x, то
P_x + 2R_x - 2T_x = 0 (3)
Самососкальзывание сегмента 5 с фланца крышки 2 возможно тогда, когда сила Р, приложенная к сегменту 5 в точке К, равна нулю, т.е. Р = 0 и Р_х = 0. В этом случае из выражения (3) следует, что Р_х = 2Т_х - 2R_x = 0 и
Т_х - R_x = 0 (4)
Известно, что Т = fR где f - коэффициент трения;
R_x = R cosR_x= Rcos и T_x= Tsin и Т_х = Т sinTsin - Rcos = fRsin - Rcos = Rf sin - cos = 0 (5)
Подставив эти значения в выражение (4) с учетом формулы (5), получают
fsin - cos = 0
Так как R ≠ 0, то
sin = a/d (6)
видно, что sin cos = = = a/d, a
f·a/d - = 0
и выражение (6) можно записать в виде
(7)
решая уравнение (7), получают
f²(a/d)² = 1 - (a/d)²; (a/d)²(f² + 1) = 1
или a/d = 1 . (8)
Учитывая то, что сегменты байонетного кольца и фланец крышки установки для обработки изделий энергией взрыва выполняют из пластичных мягких сталей и возможно отсутствие смазки между трущимися поверхностями, коэффициент f целесообразно принимать равным 0,3.

Подставив значение f = 0,3 в выражение (8), получают
a/d = 1 = 0,92
Таким образом, при отношении хорды наибольшего сегмента к диаметру фланца крышки меньшем, чем 0,92, закусывания сегментами фланца крышки в реальных условиях эксплуатации произойти не может.

Кроме изложенного выше заедания байонетного кольца на фланце крышки 2 произойти не может и потому, что оно представляет собой шарнирный шестизвенник, который самоустанавливается на фланце.

С помощью гидроцилиндров 17 затвор открывают и механизмом 9 подъема с гидроцилиндром медленно поднимают крышку 2. При подъеме крышки 2 оставшиеся под ней нагретые продукты детонации (газы) перетекают, поднимаясь вверх, через ее край и попадают в кольцевую полость, образованную байонетным кольцом и экраном 23 и через гарантированные зазоры В между сегментами 5, газозаборники 18, трубы 19, коллектор 20, гибкий трубопровод 21 и трубу 22 отсасываются вентиляционной установкой.

Обработанное изделие снимают с рабочего стола 8 и цикл работы установки повторяется.

П р и м е р. При открывании камеры крышка, поднимаясь вверх, устанавливается под углом 65^о, с целью обеспечения беспрепятственного доступа к рабочему столу установки.

Диаметр крышки (внутренний) 2200 мм; высота крышки 2200 мм; диаметр фланца крышки 2520 мм; масса крышки 9600 кг; диаметр байонетного кольца (наружный) 2690 мм; высота байонетного кольца 345 мм; масса байонетного кольца 2200 кг; материал крышки и байонетного кольца сталь 20; термообработка крышки и байонетного кольца - отжиг.

Устройство имеет байонетное кольцо, состоящее из трех сегментов, у которых отношение длины хорды к диаметру фланца крышки равно 0,86. Ширина гарантированных зазоров между сегментами байонетного кольца 20 мм, их площадь 60 см², что больше площади поперечного сечения труб с внутренним диаметром 40 мм, соединяющих газозаборники с трубой вытяжной вентиляционной установки.

На байонетном кольце закреплен кольцевой экран высотой 150 мм из листовой стали.

Сегменты байонетного кольца скреплены накладками, выполненными из листа. Установочные втулки, фиксирующие накладки на сегментах, допускают относительное перемещение сегментов байонетного кольца и после установки его на фланце крышки.

Использование изобретения облегчает изготовление устройства, а также техническое обслуживание его в период эксплуатации и ремонта. Кроме того, улучшаются гигиенические условия труда в цехе для взрывной обработки, особенно для рабочих, занятых установкой изделий и зарядов ВВ в камеру и выгрузкой обработанных изделий из нее.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при импульсной обработке. Цель изобретения - улучшение условий труда за счет исключения истечения продуктов взрыва в окружающую среду и повышение технологичности. После взрыва заряда в полости крышки (К) 2 газы перетекают через отверстия 24 в основании 1 в магистраль (трубу 22) вытяжной вентиляции. Давление в устройстве падает. При открывании затвора байонетное кольца (БК) 4 свободно поворачивается при выбранном отношении длины хорды одного из сегментов БК 4 к диаметру фланца К 2. При подъеме К 2 оставшиеся в ней нагретые продукты детонации перетекают в кольцевую полость, образованную БК 4 и экраном 23, и через гарантированные зазоры между сегментами 5 БК 4, газозаборники 18, трубы 19 и магистраль вытяжной вентиляции отсасываются. Обработанное изделие удаляют с рабочего стола. Изобретение облегчает обслуживание устройства. 5 ил.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ИЗДЕЛИЙ ЭНЕРГИЕЙ ВЗРЫВА, содержащее основание, смонтированные на нем рабочий стол и крышку с фланцем и приводом ее перемещения, а также размещенное на фланце крышки составное байонетное кольцо с сегментами, скрепленными между собой накладками, и магистраль вытяжной вентиляции для сообщения полости крышки с окружающей средой, отличающееся тем, что, с целью улучшения условий труда за счет исключения истечения продуктов взрыва в окружающую среду и повышения технологичности, оно снабжено кольцевым экраном и газосборниками, при этом байонетное кольцо выполнено по меньшей мере из трех сегментов, смонтированных с зазором один относительно другого и установленных с возможностью относительного перемещения, кольцевой экран закреплен на байонетном кольце со стороны основания, а газосборники установлены у зазоров между сегментами байонетного кольца с их перекрытием и сообщены трубами с магистралью вытяжной вентиляции, при этом площадь зазора между сегментами байонетного кольца не меньше площади внутреннего диаметра трубы, а отношение длины хорды сегмента байонетного кольца к диаметру фланца крышки менее 0,92.