Способ крепления трубы в отверстии детали и устройство для его осуществления

 

Изобретение О1;носится к технике крепления труб (Т) 1 в отверстиях

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1281320 (11 4 В 21 D 39/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕГЕНИЯ

Н ABTGPCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНЯТИЙ (21) 3933017/25-27 (22) 24.07.85 (46) 07.01.87. Бюл. N9 1 (72) M.À.Ëåáåäåâ и Д.M.Ëåáåäåâ (53) 621.774.72(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 452745, кл. В 21 D 39/06,26.01.73.

Авторское свидетельство СССР

N- 703 192, кл . В 2 1 D 39/06, 1978 . (54) СПОСОБ КРЕПЛЕНИЯ ТРУБЫ В ОТВЕРСТИИ ДЕТАЛИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО

ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к технике крепления труб (Т) I в отверстиях (О) и позволяет создавать нераэъемные соединения, надежно работающие не только при статических, но и при динамических нагрузках как осевых, так и крутящих . При операции раздачи Т 1 в винтовой канавке (К) 4, выполненной по меньшей мере на одном конце О с высотой профиля, уменьшающейся в направлении другого конца

О, иэ стенок Т t формируется винтовая клиновидная шлонка, которая вос- . принимает нагрузку и исключает раэвинчивание соединения. Шпонку образуют подрывом устройства с зарядом 6 взрывчатого вещества, который выполнен в виде нитей, расположенных в винтовых К 4 матрицы 7 из инертного легкоразрушаемого материала. Нити

6 взрывчатого вещества могут иметь общее начало из взрывчатого вещества со стороны системы инициирования, а также расположены в К 4, в количестве, с шагом и относительным угJIoBhM расположением, совпадающими с количеством, шагом и относительным угловым расположением винтовых

К 4 в 0 для крепления Т. При эксплуатации устройства перед его подрывом нити заряда совмещают по угло - . вому и осевому положению с K в 0 для крепления. Т. 2 с. и 2 э.п. флы 3 ил, 1281320 2

Изобретение относится к технике крепления труб в отверстиях детали типа втулки раздачей и могут быть исполЬзованы в производстве неразборных узлов для передачи осевых 5 и крутящих усилий, например пары шестерня-вал, а также теплообменных аппаратов и паровых котлов для соединения трубных решеток и труб, работающих в условиях динамических нагрузок и вибраций.

Цель изобретения — повышение ра:,ботоспособности соедипения при ди иамической нагрузке.

На фиг. 1 показано взаимное расположение трубы и охватывающей детали первд операцией раздачи; на фиг. 2 — то же после операции раздачи; на фиг. 3 — установка. устройства в трубу (две диаметрально расположенные нити заряда в процессе установки совмещеныпо осевому и угловому положению с двумя диаметрально расположенными винтовыми канавками отверстия охватывающей трубу детали).

Для соединения трубы 1 (фиг. 1) с охватывающей деталью 2 в -ее отверстии 3 выполняют не менее одной

30 винтовой канавки 4, каждая иэ которых расположена на конце отверстия

3 и изготовлена (нарезана, накатана и т.д.) с профилем высотой, уменьшающейся в направлении другого конца отверстия, например, аналогично конической резьбе. Канавки могут быть выполнены по всей длипе отвер.стия 3 или только на ее части, с одного (фиг. 3} или обоих концов (фиг. 1). При этом канавки могут

40 быть выполнены аналогично одноэаходной или миогоэаходной резьбе, иметь разное, например, правое, направленне с одйого конца отверстия и левое — с другого конца. Шаг, форма

45 и размеры профиля канавки задаются в зависимости от усилий, действу.ющих на соединение труба — деталь, и их материалов. Выполнение канавки 4 в отверстии детали 2, а не на трубе,как это делается при известном способе, не ослабляет поперечного сечения трубы и не вносит дополнительных источников концентрации напряжений, особо опасных при динамических нагрузках. Кроме того, операция выполнения канавки не на трубе, а в отверстии и íà его конце является наиболее технологичной, так как может быть свободно выполнена на существующем оборудовании стандартным (метчики) или специальным инструментом и не требует специальной канавки для выхода инструмента, например резца. Резец при нарезании канавки, аналогичной конической резьбе в конце нарезаемой канавки выходит в отверстие 3, так как высоrа профиля канавки может сходить на нет.

После изготовления канавки трубу

1 устанавливают в отверстие З.При этом в случае закрепления конца трубы достаточно канавки выполнить с одного конца отверстия, а трубу установить в отверстие торцом закрепляемого конца со стороны большей высоты профиля канавки. После установки трубы в отверстие осуществляют операцию раздачи трубы в зоне крепления. В процессе раздачи трубы из ее стенок формируют расположенную в винтовой канавке 4 винтовую с переменной по ее длине высотой шпонку, преимущественно клиновую, которая обеспечивает передачу значительных осевых и крутящих усилий и исключает развинчивание соединения при динамических нагрузках, в том числе и вибрациях.

Операцию раздачи трубы можно осуществлять механическими устройствами типа роликов, задавая им сложное вращательно-поступательное движение, гидростатическим обжатием, требующим сложного оборудования и технологической оснастки.

Наиболее оптимальным для способа крепления является раздача трубы взрывом заряда взрывчатого вещества, так как ВВ позволяет обеспечить высокую работоспособность соединения при относительной простоте (не требуется специального оборудования и многочисленной технологической оснастки) и высокой производительности (групповое взрывание зарядов ВВ).

На фиг. 3 показано устройство для этой цели. Устройство (фиг. 3) содержит систему 5 инициирования с зарядом, который выполнен в виде нитей

6, расположенных в винтовых канавках матрицы 7 из инертного легкораэрушаемого материала. Невидимые части нитей 6 и канавок матрицы показаны (фиг. 3) пунктиром, а "отброшенные разрезом — линиями крайних по3 12813 ложений. Наиболее оптимальным является заряд с количеством нитей, их шагом и угловым расположением, равным количеству, mary и относительному угловому расположению винтовых канавок 4 детали 2. При этом, располагая ВВ устройства напротив канаI вок 4 в отверстии охватывающей детали 2, можно малым количеством ВВ получить шпонкой по всей длине кана- 10 вок 4. Нити 6 заряда могут быть выполнены из пластичного взрывчатого вещества, детонационного шнура и т.д. Нить 6 может быть выполнена как с постоянным, так и с перемен- 15 ным по ее длине поперечным сечением (преимущественно увеличивающимся в соответствии с увеличением высоты профиля канавки 4 слоем ВВ над ней).

При наличии нескольких нитей 6 они 20 снабжены общим началом 8, выполненным из ВВ.

Устройство работает следующим образом.

При срабатывании системы 5 иници;ирования детонация передается ни.тям 6. При детонации нитей 6 в зо не их расположения создается высокое давление, достаточное для формирования их стенок трубы шпонки 30 в канавках детали 2. При этом благодаря выполнению заряда ВВ в виде нитей, приближенных к стенкам трубы почти вплотную, появляется возможность малым количеством ВВ создать высокие давления в зоне формирования шпонки. При этом ударная волна от нити относительно малого поперечного сечения, в отличие от сосредоточенного по оси и более массивного 40 по сравнению с нитью 6, особенно при большом диаметре закрепляемой трубы заряда, быстро затухает и достаточно исключить прямой контакт между ВВ и стенкой трубы, что в большин- 45 стве случаев достигается постановкой устройства в раздаваемую трубу с зазором не более 1 мм,,чтобы устранить вредное влияние бризантности ВВ, вызывающей отколы в матерна- 50 ле трубы и, сохранив фугасный эффект приблизить проЦесс раздачи трубы к адиабатйческому и тем самым обеспечить высокое качество соединения.Ма-. териал матрицы 7, например пено- - . $$ пласт, в процессе формирования шпонки за счет подпора повышает КПД заряда, сам разрушается и эвакуируется из трубы продуктами взрыва ВВ.

При эксплуатации устройства наилучшие результаты по повышению работоспособности соединения в условиях динамических нагрузок достига" ются, когда при установке устройства в трубу нити заряда совмещают по угловому и осевому положению с канавками в отверстии детали 2. При этом обеспечивается наиболее плотное и равномерное по всей длине винтовой канавки вхождение в нее стенок трубы.

Таким образом, выполнение винтовых канавок с переменной высотой профиля, заряда ВВ в устройстве в виде нитей, расположенньК в винтовых канавках матрицы из инертного легкоразру- шаемого материала и совмещение их при эксплуатации устройства по угловому и осевому положению с винтовыми канавками отверстия для крепления трубы выгодно отличает предлагаемые способ и устройство от известных, так как позволяет повысить работоспособность соединения при динамических нагрузках и тем самым расширить диапазон его использования.

При этом одновременно повышается производительность за сует использования для операции раздачи трубы устройства с зарядом ВВ:

При проведении испытаний предлагаемых способа и устройства (фиг. 3) в стальной детали 2 с отверстием 3 диаметром 50 мм закреплялась стальная труба 1 с наружным диаметром

49 мм и толщиной стенки 2,5 мм. В отверстии втулки выполнялись две диаметрально расположенные винтовые канавки 4 правого направления с прямоугольным со скругленным радиусом 1-1,5 мм углами профилем, высота которого на длине 50 мм плавно из.менялась от 4 до 2,5 мм и шагом

40 мм. Устройство для раздачи труб содержало две нити ВВ с поперечным и сечением 5х4 мм с общим началом, выполненным из листового ВВ толщиной 1 мм и расположенным со стороны системы 5 инициирования, в качестве которой использовался электродетонатор. Нити 6 располагались с утопанием 1 мм в матрице 7 из пенопласта наружным диаметром 44 мм в ее винтовых диаметрально расположенных канавках правого направления с шагом 40 мм и прямоугольным профилем 5 х 5 мм.. В опытах угловое и

Составитель И.Капитонов

Техред Л. Олейник Корректор М.Шароши

Редактор Н.Тупица

Тираж 730 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 7187/7

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 2813 осевое положение нитей ВВ и канавок

4 в отверстии 3 совмещалось между собой. В результате испытаний в канавках втулки образованы две винтовые клиновые шпонки. 5

Формула иэ обретения

1. Способ крепления трубы в от-! верстии детали, при котором предварительно на одной иэ соединительных поверхностей выполняют не менее одной канавки, располагают трубу в отверстии и раздают ее,циаметр, о тл и ч а ю шийся тем, что, с !

5 целью повышения работоспособности соединения при динамической нагрузке-, винтовую канавку располагают на поверхности отверстия, а высоту ее профиля выполняют уменьшающейся в направлении от торца отверстия.

2. Способ по и. 1, о т л и ч аю шийся тем, что торец трубы располагают со стороны большей высоты профиля канавки.

3. Устройство для крепления трубы в отверстии трубной решетки, содержащее размещенный в корпусе заряд взрывчатого вещества в виде винтовых нитей, а также систему его инициирования, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что нити взяты в количестве с шагом и относительным угловым расположением канавок в отверстии детали для укрепления трубы.

4. Устройство по п.3, о т л ич а ю щ е е с я тем, что каждая нить уложена в винтовую канавку корпуса,