Способ соединения трубчатых элементов с трубными решетками

 

Изобретеиие отиосится к машиностроению , преимущественно к изготовлению теплообменной аппаратуры, а именно к соединению трубчатых элементов с трубными решетками, и может быть использовано в коммунальном, энергетическом и химическом машиностроении . Целью изобретения является упрощение оборудования. Для этого вспомогательную деталь, посредством которой осуществляют сварку трением торца трубы с торцом отбор-товки отверстия трубиой решетки, вьшолняют в виде многогранника и устанавливают с зазором в углублении оправки , имеющем тот же контур. Величина зазора подбирается таким образом, чтобы при достижении максимального крутящего момента (в момент окончания стадии нагрева) грани вспомогательной детали срезались. При этом не требуются зажимные элементы для крепления вспомогательной детали в оправке. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. с (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 B 23 20/)2 3) 06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (l 13, )

Ие(." и,!!

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (21) 3787720/25-27 (22) 06. 09, 84 (46) 07.04.87.Бюл. )) 13 (72) А.А.Бородашкин, В.В.Штейнман, Ю.Д.Рындин, И.И.Болотов и Ю.С.Филипповский (53) 621,791.14 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 1047638, кл. В 23 К 20/12, 1981, Патент Великобритании В 1053149, кл, В 23 К 19/00, 1966. (54) СПОСОБ СОЕДИНЕНИЯ ТРУБЧАТЫХ

ЭЛЕМЕНТОВ С ТРУБНЫМИ РЕШЕТКАМИ (57) Изобретение относится к машиностроению, преимущественно к изготовлению теплообменной аппаратуры, а именно к соединению трубчатых элементов с трубными решетками, и может

80, „130 1612, А 1 быть использовано в коммунальном, энергетическом и химическом. машиностроении, Целью изобретения является упрощение оборудования. Для этого вспомогательную деталь, посредством которой осуществляют сварку трением торца трубы с торцом отбортовки отверстия трубной решетки, выполняют в виде многогранника и устанавливают с зазором в углублении оправки, имеющем тот же контур. Величина зазора подбирается таким образом, чтобы при достижении максимального крутящего момента (в момент окончания стадии нагрева) грани вспомогательной детали срезались, При этом не требуются зажимные элементы для крепления вспомогательной детали в оправке. l э.п. ф-лы, 2 ил.

1301б!2

Изобретение относится к машиностроению, преимущественно к изготовлению теплообменной аппаратуры, а

Именно к соединению трубчатых элементов с трубными решетками, и может быть использовано в коммунальном, энергетическом и химическом машиностроении, Цель изобретения — упрощение обо-рудования и повышение производительности

На фиг.1 показана операция сварки трением трубчатого элемента и трубной решетки при помощи вращающейся вспомогательной детали; на фиг.2 вспомогательная деталь.

Способ осуществляется следующим образом.

Собирают трубную решетку 1 с трубчатыми элементами под сварку так, чтобы торцы труб 2 устанавливались на уровне торцовых кромок отбортованных отверстий в трубной решетке 1, Сварку осуществляют посредством вспомогательной детали 3 в виде многогранниха с центральным отверстием диаметром d = D<, где D — внутренний диаметр трубы 2, причем диаметр вписанной в многогранник окружности равен наружному диаметру отбортованного отверстия. Благодаря тому, что вспомогательная деталь 3 имеет форму многогранника, например шестигранника, она может изготавливаться малоотходной штамповкой из отходов, полу.чающихся при раскрое трубной решетки 1. Вспомогательную деталь 3 вкладывают в гнездо оправки 4, имеющее контур детали 3, и подводят к торцам труб 2 и кромкам отбортованных отверстий в трубной решетке 1. Оправку 4 со вспомогательной деталью 3 приводят во вращение и подают с усилием P до соприкосновения детали 3 с трубной решеткой 1„ собранной с трубами 2, производя разогрев свариваемых деталей 3 — ll. По достижении температуры сварки осевое усилие увеличивают до величины Р,, и осуществляют сварку.

Форма вспомогательной детали подобрана таким образом, чтобы без ее зажатия передавалось вращение от оправки и обеспечивался самопроизвольный (автоматический) вывод детали иэ зацепления с оправкой в момент окончания стадии нагрева, Этим двум усМ кр,g крутящий момент, необходимый для срезания граней вспомогательной детали, кГ мм; крутящий момент, действующий на вспомогательную деталь, кГ мм: кр.» где М„

1О

11кр — Р, (В. +А), 11кр 1 где Р, усилие, необходимое для срезания граней вспомогательной детали, кГ; плечо приложения силы,мм; зазор между оправкой и вспомогательной деталью, мм.

25

P, = n А t g где п число граней вспомогательной детали; длина хорды срезаемой грани, мм; толщина вспомогательной детали, мм; предел прочности вспомогательной детали при температуре окончания нагрева, кГ/мм .

А

35

Отсюда где Р— давление оправки на вспомогательную деталь в конце стадии нагрева;

Š— коэффициент трения;

R — радиус вписанной окружности вспомогательной детали.

Следовательно, неравенство, при выполнении которого в момент оконча50 ния стадии. нагрева срезают грани вспомогательной детали, в окончатель. ном виде выглядит следующим образом

n ° А ° t 5 (R+h) < — — i P f R

2, 9

Из данного соотношения можно определить величину зазора 1, с которым следует устанавливать деталь в оправке. ловиям удовлетворяет многогранник, в частности шестигранник, Срезание граней вспомогательной детали в момент окончания стадии наг5 рева происходит, если выдерживается следующее неравенство

13016

Пример. В качестве вспомогательной детали берется шестигранник из стали толщиной t -= -3 мм. Длина

его хорды A=5 мм (определена графически). Предел прочности вспомогаг тельной детали б = 8 кГ/мм при

1000 С. Радиус вписанной в шестигранник окружности R =- 11 мм. Давление

P оправки на вспомогательную деталь г в конце стадии нагрева 18 кГ/мм коэффициент трения f = 0,18. Подставив эти значения в формулу

«P fR

3 п.А ° t б

I получим Ь = 1,5 мм, Предлагаемый способ позволяет избежать использования зажимных элемен- 20 тов для крепления вспомогательной детали в оправке. Деталь просто вкладывают в углубление оправки, имеющее ее контур, В процессе сварки вспомогательная деталь вращается

25 вместе с оправкой, а при достижении максимального крутящего момента (в момент окончания стадии нагрева) грани детали срезаются. Это позволяет упростить контроль за процессом сварки, исключив точный контроль по

1Z 4 времени, отказаться от тормозных устройств.

Формула изобретения

1. Способ соединения трубчатых элементов с трубными решетками, при котором в отверстие с отбортовкой, выполненное в заготовке трубной решетки, вставляют трубу так, чтобы ее торец был на уровне торца отбортовки отверстия трубной решетки, и осуществляют их герметичное соединение сваркой трением посредством установленной в приводной оправке вспомогательной детали, которую вращают в процессе нагрева, а в момент окончания нагрева прекращают ее вращение и осуществляют проковку, не выводя вспомогательную деталь из оправки, отличающийся тем, что, с целью упрощения оборудования, вспомогательную деталь выполняют в форме многогранника, а прекращение ее вращения осуществляют за счет установки вспомогательной детали в оправке, имеющей тот же контур, с зазором, обеспечивающим срезание ее граней в момент окончания нагрева.

2. Способ по п.1, о т л и ч а ющ н и с я тем, что вспомогательную деталь выполняют в форме шестигранника.

Фиг.f,1301612

Составитель И.Фелицина

Техред Н.Глущенко

Редактор И.Рогулич

Корректор Л, Патай

Заказ 1 1 83/1 5

Тираж 976

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

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