Способ высадки труб без формообразующих элементов
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕспуБлик (si)s В 21 J 5/08
К ПАТЕНТУ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) (21) 5002089/27 (22) 01.07.91 (46) 23.02.93. Бюл, ЬЬ 7 (76) В.Я.Осадчий, И.А.Романцов, Б.M.Ñàìî- хвалов, B.Ê,Õðèñòåíêî и А.В.Бизюков (56} 1. Авторское свидетельство СССР
М 104402, кл.. В 21 J 5/08, 1956.
2. Авторское свидетельство СССР
М 114615, кл. В 21 J 5/08. 9/08, 1958. (54) СПОСОБ ВЫСАДКИ ТРУБ БЕЗ ФОРМООБРАЗУЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ
Изобретение относится к безматричной (свободной, без формообразующих элементов) высадке труб с локальным индукционным нагревом.
Известен способ высадки труб без матриц с помощью осаживающего механизма, действующего в направлении оси трубы, деформируемый участок которой нагревается кольцевым индуктором и индуктор этот перемещается со скоростью, пропорциональной скорости осаживающего механизма.
Известна и машина для осуществления этого способа — прототип.
Способ позволяет получать утолщения удовлетворительной геометрии с козффициЛS, ентом высадки р не более 1-1,2 (@ = — =
Sear, где Яраг. и SyT — площади попеS т Saar
Saar речного сечения заготовки и утолщаемой части трубы. Качественные утолщения с большим,и при неконтролируемом процес. Ж 1797512 АЗ (57) Использование: изобретение относится к безматричной (свободной} высадке трубных заготовок с локальным индукционным нагревом. Сущность изобретения: локально нагревают участок заготовки кольцевым индуктором, Индуктор перемещают вдоль оси заготовки в соответствии с движением осаживающего механизма. Осаживающий механизм перемещается с ускорением.
Ускорение осаживающего механизма ограничивают воздействием на усилие высадки.
Уровень этих ограничений выбирают про. порциональным скорости движения индуктора. 1 ил.
У) се осадки невозможно получить по следующим причинам:
1. При возрастании р повышаются требования к стабильности геометрии зоны деформации, поскольку именно геометрия ее определяет картину распределения магнитного потока индуктора, а значит и интенсивность нагрева в сечениях зоны (интенсивность нагрева зависит от расстояния нагреваемого металла до индуктора).
Известно, что скорость деформации металла зависит от двух параметров — температуры и напряжения деформации-.
При стабильной геометрии расстояние от металла до индуктора и интенсивность нагрева того или иного сечения зоны в процессе высадки не меняется, значит не меняется и температура того или иного участка зоны, что обуславливает стабильность скорости деформации по сечениям эоньг и интеграла этой скорости — скорости осадки, 2, В свою очередь, нестабильность скорости деформации и слишком резкое изме1797512 нение скорости осадки вызывает, согласно . описанию способа по Л1, столь же резкое изменение скорости индуктора ч, его задержку или ускорение, Это означает и резкое изменение геометрии зоны деформации, поскольку эту зону нужно рассматривать в координатной сетке индуктора, Скорость осадки, если не принимать специальных мер по ее стабильности, может меняться в 3-6 раз на пути индуктора 10 равному ширине зоны деформации, вызывая и столь же неравномерное, толчкооб-. разное движение индуктора, а значит, и неравномерный прогрев по длине трубы.
Образуются дефекты типа гофр.
Из-за равномерной скорости осадки и скорости движения индуктора, что вызывает неравномерное поступление- металла в зону деформации, меняется геометрия этой зоны и угол ее наклона а. С изменением 20 этого угла изменяется и картина распределения магнитного потока, а значит, и прогрев по длине зоны, причем чем больше угол а, тем круче волны деформации, тем неравномернее прогрев металла, потому что слои, близлежащие к индуктору, прогреваются сильнее. Для стабилизации геометрии эоны деформации, а значит и для стабилизации . распределения интенсивности процесса по длине этой зоны, ускорение осаживающего З0
dvo механйзма — — ограничивают воздейстбс вием на усиление высадки, причем уровень этого ограничения выбирают пропорциональным скорости движения индуктора. б
Возможность регулирования скорости осадки путем. изменения усилия высадки очевидна. — существует однозначная зависимость при определенной температуре между скоростью и напряжением деформа- 40 ции, Ограничение ускорения, уменьшаdvo к ет амплитуду колебания скорости vo и за счет этого стабилизируется поступление холодного металла в зону — стабилизируется 45 ее геометрия и связанная с ней относитель. ная интенсивность прогрева металла по сечениям зоны деформации. Но уровень этого ограничения лолжен выбираться в зависимости от скорости движения самой 50 зоны вдоль трубы или от скорости движения индуктора, что одно и то же. Другими словами, изменение скорости осадки на единицу длины перемещения длины деформации не должно быть больше определен- 55 ной величины А.
«д= Аили „ Аили, Ачи, clvo Qvg dvo бВи vg бФ где S> и v< — путь и скорость индуктора.
Это требование можно сформулировать и иначе — относительное изменение скорости осадки на пути индуктора, равном ширине зоны деформации, не должно превышать определенной величины, которая определяет допустимое изменение геометрии этой зоны.
Чем больше степень утолщения,и, тем медленнее при той же vo движется индуктор и тем более строгие ограничения накладыdvo ваются на ускорение
На чертеже показан процесс образования дефектов типа гофр на заготовке 1, приееден график изменения скорости осздки
v< в функции пути Яр, пройденного индуктором 2. Точки а-6 ка кривой vo соответствуют стадиям процесса, обозначенным теми же буквами. . Способ можно осуцествить, используя регулируемый гидроэлектропривод осаживающего механизма. управляемый с помощью микропроцессорного устройства (МПУ), на вход которого подключены сигналы обратной связи по скорости осаживающего механизма, индуктора и усилия высадки, а на выход — управляющий гидроэлектроприводом сигнал. Датчики обратных связей и обработка их информации могут быть самь ми разнообразными, например, с помощью обычного аналогового манометра замеряется давлением Р в гидроцилиндрах осаживающей траверсы и через аналогоцифровой преобразователь значение этого давления передается на порт ввода
МПУ, где перемножается на известную плошадь сечения поршней гидроцилиндров; в качестве датчиков скорости осадки и индуктора используются импульсные датчики линейных перемещений, на выходе которых при прохождении соответствующими механизмами определенного расстояния Ь! формируются электрические импульсы, поступающие на- контроллер прерываний
МПУ. При прохождении очередного импульса МПУ переходит на специальную подпрограмму его обработки, суть которой заключается в фиксировании времени, прошедшего со времени поступления предыдущего импульса ЬЪ и вычислении скорости и
Ь! dv vi — щ > ускорения v = t -@- — . Yni тj равляющий сигнал с выхода программного регулятора давления, реализованного в управляющей программе. снимается с порта вывода МПУ и через цифроаналоговый преобразователь подается на вход ре1797512 г) Составитель Е, Ульянова
Редактор M. Кузнецова Техред M.Mîðãåíòàë Корректор Н. Бучок
Заказ 660 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва. Ж-35, Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 гулируемого электропривода насосов гидросистемы.
Пример. Высаживается труба с внутренним радиусом R1 = 112 мм; наружным—
R2 = 136 мм; заданный радиус комля R3 =
=186 мм; усилие высадки Е = 2500 кН;
v %, ВЗ вЂ” R2
vp 0,1 мм/с; v<
Р Щ Р1
=0,037 мм/с; допустимое изменение скорости осадки на 1 мм пути движения зоны А
1,5%/мм, Пусть по каким-либо причинам температуры зоны возросла так, что ч увеличиФормула изобретения .Способ высадки труб без формообразующих элементов, включающий локальный нагрев участка заготовки кольцевым индуктором, установленным концентрично трубной заготовке и перемещаемым со скоростью, соответствующей скорости движения осаживающего механизма. дейлась на пути индуктора, равном 1 мм, на 4%.
Управляющая программа фиксирует это и снижает плавно и постепенно задание на входе программного регулятора давления, а
5 значит, и само давление в гидроцилиндрах до тех пор, пока ускорение осадки не станет меньше или равно 1,5%/м, Практика показывает, что давление при таком способе регулирования нужно менять незначительно—
10 до 5%. Ограничение ускорения позволяет избежать неравномерного, толчкообразного поступления металла в зону нагрева и стабилизировать процесс. ствующего в направлении оси, о т л и ч а юшийся тем, что движение осаживающего механизма осуществляют с ускорением, которое ограничивают в процессе высадки величиной, пропорциональной скорости движения индуктора, путем регулирования усилия высадки.
