Способ ломки труб Советский патент 1976 года по МПК B23D27/00 

(54) СПОСОБ ЛОМКИ ТРУБ

Изобретение относится к машинсх троению и может быть использовано в заготовительных цехах подшипниковых заводов для холодной ломки труб из стали ШХ - 15,

Известны способы холодной ломки труб, : состоящие в том, что разделение f трубы осу- ществляеТся по схеме трехточечного изгиба, что не обеспечивает достаточного качества получаемой трубной заготовки и требует технологического оборудования значительной

гГ мощности и габаритов,

Известен способ холодной ломки труб, состоящий в том, что ломающее усилие в трубе, в зоне с концентратором, создают путем приложения равномерно пс периметру стенки с внещней и внутренней стороны распределенной гидростатической нагрузки.

Однако нагрузку необходимо прикладывать с внутренней и внещней стороны трубы, §роме того, высокое гидростатическоедавление надо строго соизмерять с внещней и внутренней стороны, чтобы исключить смятие или выпучивание стенки трубы в процессе нагружения.

Цель изобретения - уменьшить гидростати

(ческое давление и повысить произвопительность ,

Это достигается тем, что трубу с ггредварительно нанесенными по всей длине концентраторами напряжений и нагруженную с внутренней стороны высоким гидростатическим давлением импульсно охлаждают с внеиней стороны жидким азотом, а затем удар;ной волной сжатия, возбуждаемой с одного 1из торцов, ломают на мерные заготовки.

На фи1 1 показана принципиальная схеAla ломки труб; на фиг, 2 показана эпюра |напряжений при воздействии на трубу всех ломающих нагрузок; на фиг. 3 - эпюра нв- пряженийв2,7, вдоль условной оси симметрии трубы от всех нагрузок; на фиг, 4 дана схема разделения трубы.

Трубу 1 с предварительно нанесенными по всей длине концентраторами напряжений 2 нагружают с внутренней стороны высоким гидростатическим давл ением Р, а затем в течение 15-2 О сек охлаждают жидким азо.том Nj , омывающим трубу с внещней стороны, В результате нагружения трубы с внутренней стороны высоким гидростнтичес им давлением в ней возникают напряжения г(V)Hf)( фиг. 2), которые можно описать следующими уравнениями

б. Р

еЗ

б, Р

-(1 - ft-p# .

(Э, Р

(л , Т оС Е гЮ -- 2ТГГ7 У

НО--77Г7Г

т е

G

ZLCn-где Е - модуль Юнга, кг/см ; Л- коэффициент линеййого рчсширения металла, 1/град; коэф4н1циент Пуассона

sQ.er-(P-i

б., г,..1

u(p,t) 2(MM)j(f7J

К/В Jj5«JL™ /

e(p.f)Y оС ) , J г-текущий радиус. Полагая, что ttf , получаем анач ашя б&еСРД)) StflP-i)-, z(P-t) внутрешей и внешней поверхности стенки (ом. фиг, 2). Суммарные напряжения 6g,S ( рл) необхо- димс получить порядка 0,5-0,7:. в 9 т. е. ТЁЖим, когда разрушение невозможно, но в его начала упругой энергии, запасенной Off Р, t , будет достаточно для движения ломающей трещинь. Через 15-20 сек после начала охлаждения жидким азотом внешней поверхности стенки Tpyfei на одном из .торцов возбуждают ударную волну сжатия

где Р - гидростатическое давление; радиусы трубы.

При этом . вершине концентратора имеют положительный знак, а S -отрицательный,

В- результате охлаждения трубы с анешней стороны в ней возникают напряжения ъ (f) ; i(i) i ((.о) достигающие из-за быстрого режима охлаждения значительной величины (см. фиг. 2), и которые могут быть описаны следующими уравнениями

(,

...

(2|-sf)«

1-2С« if

зйГ

2(-.Ц

IFT перепад температур относительно внешней и внутренней поверкностк трубыо Одновременное действие давления и температуры можно определить выражениями интенсивностью О, , которая распространяется вдоль трубы,пока не д х;тигне.т противоположного свободного торца н отразится от него импульсом растяжения, имеющим ту же форму и величину, что и импульс сжаткя. Если растягивающее напряжение (ts у создаинбё траженным импульсом, превышает в сумме с ранее созданным суммарным, напряжением e-j /р,{)прочность стали ШХ - 15Сб(,р) то будет развиваться разрушение от концентратора напряжений внутренней трубы (см. фиг. 4). Скорость перемещения ударной волны растяжения вдоль трубы не должна быть больше скорости декомпрессии давления )синкости внутри трубы, чтобы исключить снятие

напряжений в стенках грубы, прежде чем туда дойдет ударная волна растяжения.

Предложенный способ холодной ломки труб при своей относительной простоте и g нивкой себестоимости позволяет повысить производительность ломки труб из стали ШХ-15 в сравнении с имеющимися средствами разделения. Кроме того, излом имеет чистую поверхность с микронеровностями в ю пределах зерна, без сколов, вырывов, макро-, микротрещин и смятия.

/ 2

Формула изобретения Способ лоМки труб, включающий нанесение конпеитраторов напряжений на наружнук поверхность трубы и приложение к внутрен: ней поверхности трубы высокого гидравличес:кого давления, отличающийся тем, что, с целью уменьшения гидростатического давления и повышения производительности ломки, трубу с внещяей стороны охлаждаю г до температуры жидкого азота, а затем с одного из торцов возбуждают продольную ударную волну сжатия.

Фиг 1

г ( i(tJ

.г

I ; Валиа растяжения

2