Устройство для упрочнения деталей наклепом

 

Изобретение относится к технологии обработки металлов давлением, в частности может быть использовано в устройствах для наклепывания внутренней поверхности отверстий большой протяженности, например на обсадных трубах, используемых в нефтяной и газовой промышленности. Цель изобретения - расширение технологических возможностей обработки. Устройство оснащено помимо основного осевого ротора дополнительными роторами, установленными в каретках, зубчатыми колесами, закрепленными соосно на дополнительных роторах, и планетарной передачей от привода к осевому ротору. Каретки установлены с возможностью их качания на периферии осевого ротора соосно сателлитам планетарной передачи, взаимодействующей с зубчатыми колесами. Выполнение ударных тел в форме наборов шайб позволяет производить наклеп в тех местах поверхности, где имеются локальные дефекты: царапины, риски, выбоины и т.д. Устройством можно наклепывать отверстия любой длины, а также имеющие значительные отклонения от формы (эллипсовидность) или местные дефекты. 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51) 5 В 24 В 39/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPGHOIVIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР. 1 (21) 4230981/23-27 (22) 17.04.87 (46) 30.07.90. Бюл. У 28 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт по креплению скважин и буровым растворам (72) Г.Г. Крымский, В,Д.Голубенко, В.А.Мосин и С.А .Рябоконь (53) 621o923".77(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1154080, кл. В 24 В 39/02, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРОЧНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ НАКЛЕПОМ (57) Изобретение относится к технологии обработки металлов давлением, в частности может быть использовано в устройствах для наклепывания внутренней поверхности отверстий большой протяженности, например на обсадных трубах, используемых в нефтяной и газовой промышленности, Цель изобреУстройство относится к технологии обработки металлов давлением и, в частности, может быть использовано при наклепывании внутренней поверхности отверстий большой протяженности, например на обсадных трубах, используемых в нефтяной и газовой промьппленности, Целью устройства является расширение технологических возможностей за счет обработки длинномерных отверстий.

На фиг.1 изображено устройство, общий вид; на фиг.2 — сечение А-А

2 тения — расширение технологических возможностей обработки, Устройство оснащено помимо основного осевого ротора дополнительными роторами, установленными в каретках, зубчатыми колесами, закрепленными соосно на дополнительных роторах, и планетарной передачей от привода к осевому ротору. Каретки установлены с возможностью их качания на периферии в осевого ротора соосно сателлитам планетарной передачи, взаимодействующей с зубчатыми колесами. Выполнение ударных тел в форме наборов шайб позволя,ет производить наклеп даже в тех местах поверхности, где имеются локальЖ ные дефекты: царапины, риски выбоины и т.д. Устройством можно накпепыват отверстия любой длины, а также имеющие значительные отклонения от формы (,.„ (эллипсовидность) или местные дефекты. 5 ил. на фиг.1; на фиг.3 — сечение Б-Б на фиг.1; на фиг.4 — сечение В-В на фиг.2; на фиг.5 — сечение Г-Г на фиг.4.

Устройство содержит корпус 1 ци- . линдрической формы„ который на одном торце оснащен зубчатым венцом 2, а другим торцом соединен с двигателем вращения 3 (электро-, пневмо-, гидропривод и т.д.), и осевой ротор 4 который хвостовиком 5 установлен соосно с возможностью вращения в корпусе

1 при помощи подшипников 6 и 7 и по.ступательного перемещения, Хвостовик

1581566

5 при помощи муфты 8 соединен с валом

9 двигателя 3.

На периферии ротора 4 установлены планетарно зубчатому венцу 2 блоки

5 зубчатых колес 10 с возможностью вращения на осях 11 так, что зубчатые венцы 12 колес 10 зацеплены с венцом

2, а зубчатые венцы 13 колес 10 зацеплены с зубчатыми венцами 14, валиков 15, установленных с возможностью вращения на подшипниках 16 и

17 в каретках 18.

"Каретки 18 установлены в пазах ротора 4 с возможностью поворота на со- 15 осных осях 11 и 19. Внутри кареток 18 на валиках 15 установлены дополнительные роторы 20, на периферии которых на осях 21 размещены пакеты ударных тел в виде шайб 22, выполненных из твердого материала, например закаленной высокопрочной стали, или другого материала, шайбы 22 установлены с минимальным зазором между собой с возможностью перемещения относитель- 25 но друг друга.

Устройство работает следующим образом.

Устройство вводится в обрабатываемую трубу, затем приводится в движе- 30 ние двигатель 3, которь1й посредством муфты 8 передает вращение от вала 9 к хвостовику 5 и далее — к ротору 4 с некоторой частотой вращения и

Вращение ротора 4 передается в результате их планетарного движения по зубчатому венцу 2 блоками зубчатых колес

9 и далее роторам 19, частота вращения которых определяется соотношениЕ

eM n = n - 1где z u z - числа 40

2 1 2 зубьев венца 2 и блоков 9 соответственно.

В результате вращения ротора 4 каретки 18 под действием центробежных 45 сил поворачиваются вокруг осей 11 и

19 и прижимают роторы 20 к обрабатываемой поверхности, происходят соуда- рения шайб 22 с обрабатываемой поверхностью последовательно по всему периметру, так как роторы 20 с установленными на них шайбами 22 движутся планетарно. Так как твердость шайб 22 превьппает твердость обрабатываемой поверхности, то последняя деформируется и упрочняется, Частота соударений шайб 22 с обрабатываемой поверхностью определяется передаточным отношением планетарнои передачи и количеством шайб 22 и частотой вращения ротора 4.

Таким образом, предлагаемым устройством можно наклепывать отверстия любой длины, для чего достаточно протягивать или проталкивать его по трубе, при этом допустимо искривление трубы, что имеет место в реальных условиях, когда обсадная труба находится в скважине.

Кроме того, не имеет особого значения отклонения от правильной формы. внутреннего сечения трубы и шероховатость поверхности.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого устройства заключается в повьппении статической усталостной стойкости обработанной им поверхности металла.

Повьппение статической усталостной стойкости ведет к улучшению эксплуатационных свойств изделий, в частности стойкости против сероводородной коррозии, что очень важно для обсадных труб нефтяных и газовых скважин.

Таким образом, применение предлагаемого устройства для наклепа внутренней полости обсад ых труб позволит увеличить межремонтные сроки нефтяных и газовых скважин примерно на

25Ж.

Формула изобретения

Устройство для упрочнения деталей наклепом, содержащее корпус и установленный в нем с возможностью вращения и поступательного перемещения осевой ротор, а также дополнительный ротор с ударными телами, планетарную передачу и зубчатые колеса, установленные соосно на дополнительном роторе с возможностью взаимодействия с сателлитами планетарной передачи, отличающееся тем, что, с целью расширения технологичес- ких возможностей за счет обработки длинномерных отверстий, устройство снабжено. дополнительными роторами с ударными телами и каретками, причем последние установлены с возможностью качания на периферии осевого ротора, при этом оси качания кареток соосны сателлитам планетарной передачи, е дополнительные роторы установлены в упомянутых каретках.

А — А

11 78 5

Фиг. 2

l581566

1581566

Г-Г

21

Составитель С.Чукаева

Редактор О.Спесивых Техред Л.Серд окова Корректор Q.Ципле

Заказ 2058 Тираж 605 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101