Сильфон и устройство для его изготовления

 

Использование: в машиностроении, в частности в устройствах сильфонного типа и в оборудовании для их изготовления. Сущность изобретения: сильфон выполнен с наклонными относительно его продольной оси гофрами, причем в плоскости наклона последние имеют эллиптическую форму. Сильфон изготавливается в устройстве методом гидроформовки . Гофрирующий инструмент установлен наклонно под заданным углом в держателях, Плоскость его разъема размещена в плоскости угла наклона, проходящей по оси заготовки. Рабочая поверхность выполнена по форме эллипса, описанного около трубы-заготовки. 2 с и t ааф-лы, 8 ил.

(19) (11) (51) 16 J 3 04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К ПАТЕНТУ S

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21).4839090/29 (22) 20.06.90 (46) 30.1293 Бюл. hh 47-48 (71) Уфимский авиационный институт имС.Орджоникидзе (72) Петровский В.В„. Пружанский Л.С„. Брюханов

АМ„ Кашелевский ГИ„. Даминов P.Ñ. (73) Уфимский государственный авиационный технический университет (54) СИЛЬФОН И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ (57) Ислользование: в машиностроении, в частности в устройствах сильфонного типа и в оборудовании для их изготовления. Сущность изобретения: сильфон выполнен с наклонными относительно его продольной оси гофрамц причем в плоскости наклона последние имеют эллиптическую форму. Сильфон изготавливается в устройстве методом гидроформовал Гофрирующий инструмент установлен наклонно лод заданным упюм в держателях Плоскость его разъема размещена в плоскости угла наклона, проходящей ло оси заготовки. Рабочая поверхность выполнена ло форме эллипса, описанного около трубы-заготовки. 2 с и 1 зпф-лц 8 ил.

2005235

Изобретение относится к машиностроению, к гибким компенсирующим устройствам сильфонного типа, применяемым в соедийениях трубопроводов, а также к обработке металлов давлением, в частности к устройствам гофрированных оболочек.

Известные компенсатары с гибким элементом сильфанного типа, воспринимающие перемещения системы за счет изменения длины гибкой части и искривления ее в результате деформации профиля гофр, способны воспринимать осевые, угловые и радиальные перемещения. При наличии скручивающих усилий такие устройства . работают ненадежно.

Известна конструкция металлического сильфона с параллельными поперечно расположенными между его гладкими участками гофрами, позволяющая использовать ее для .передачи сред с компенсацией осевых, угловых и радиальных перемещений. Однако известная конструкция сильфона быстро разрушается при наличии скручивающих усилий, т.к. она не обладает податливостью в направлении кручения.

Цель изобретения — повышение долговечности сильфона и расширение области ега применения за счет обеспечения податливости ега торцов в направлении кручения.

Поставленная цель достигается тем. что .в сильф;не, содержащем расположенные между его гладкими участками следующие. адин за дру-им гафры, г оследние выполнены с наклонам относительно е о продольной аси и в плоскости наклона имеют эллиптическую форму.

Цель изобретения достигается также тем, чта в устройстве. содержащем оправку с узлам уплотнения, включающим уплотнительные кольца с размещенной между ними проставкай, гидроцилиндр, корпус каторога установлен с возможностью периодического взаимодействия с уплотнительными кольцами, каналы для подвода рабочей среды в зону фармования и в соответствующие полости гидрацилиндра, и гофрирующий элемент в виде профильных блоков и палувтулок, закрепленных на держателях, связанных с приводом осадки, согласно изобретению проФильные блоки и палувтулки устанавлень относительно аси оправки с углом наклона, равным углу наклона гофр сильфонй, при этом плоскость разъема профильных блоков и палувтулак совпадает с плоскостью их наклона, а рабочие поверхности имеют форму эллипса. описанного около цилиндрической поверхности трубызагатовки, большая ось которого лежит е упомянутой плоскости разъема. Кроме того, уплатнитепьное 1"а яда. расположенное в

10 зоне профильных блоков, выполнено с наклонными относительно оси оправки торцами, оправка снабжена косой шайбой, а проставка выполнена са скошенными под тем же углом торцом.

Обычные сильфоны не позволяют получать взаимные угловые перемещения торцов и тем самым. компенсировать возможные смещения агрегатов s указан-. ном направлении. Такие смещения приводят к быстрому разрушению этих сильфонов. Сильфон с наклойными под углам а к оси гофрами эллиптической формы обладает повышенной податливостью торцов в направлении кручения, что исключает разрушение, продлевает срок службы сильфона и расширяет область его применения.

На фиг.1 показан. предлагаемый сильфон, вид спереди и сбоку; на фиг.2- сечение

20 А-А на фиг.1; на фиг,З вЂ” расчетная схема разложения крутящего момента, действую- . щего на торцы трубки; на фиг.4 — предлагаемое устройство, вид спереди; на фиг,5 — то же, вид с боку: на фиг.6 — разрез Б-Б на

25 фиг.5, расположение гофрирующего инструмента в плоскости его разъема в начальный период формообразования гофра (выпучи- вание); на фиг.7 — та же, в конце осадки; на .фиг.8 — вид по стрелке на фиг.6, вид на профильный блок, Сильфон содержит расположенные между его гладкими участками следующие адин за другим гофры, выполненные с наклоном относительно его профильной аси.

35 Угол наклона между нормалью и к плоскости гофра и продольной осью Z выбирается обычно издиапазона 0 <а «< 45 и зависит ат того, как должны соотноситься податливости в осевом, изгибном направлении и в направлении кручения. Эти податливости разные в разных направлениях и независимы. Они назначаются из заданных условий работы сильфана. В плоскости наклона гофры имеют эллиптическую форму с полуося45 ми а =- бу/2 и Ь = dy/2саза во впадинах.

Эллиптическая форма расположения вершин гофр в их среднем сечении представляет собою эквидистанту к поверхности впадин, Гофры сильфана могут быть осаже50 ны, При работе сильфон имеет следующие особенности, В силу своей податливости в осевом и радиальном направлениях он допускает компенсацию в определенных пре55 делах, как и обычный сильфон. При компенсации в направлении кручения возникают момент М, действующий иа торцы в противоположных направлениях. На фиг,3 показано разложение крутящего момента

2005235

М, действующего на торцы трубки, на крутящий M

= Msina. Последний приводит к изгибу гофр в плоскости, перпендикулярной этим моментам. Возникает угол поворота rp, который имеет составляющую 1р =pepsin a ma ось Z. Последний угол является углом закрутки торцов при действии на них момента

М, Конструкция сильфона и его укаэанные преимущества обеспечиваются устройством для его изготовления, Устройство для изготовления сильфона методом гидроформования трубной заготовки показано на фиг.4, 5. Устройство содержит установленные на штангах 1 станины 2, подвижные вдоль оси каретки 3, на поперечных штангах

4 которых размещены подвижные в ради, альном направлении и состоящие из двух половин держатели 5, 6. Каретки 3 имеют возможность при помощи гидроцилиндра (не показан) перемещаться до регулируемого упора 7, а держатели — смыкаться к центру при помощи гидроцилиндров 8. Слева станины на кронштейне по оси устройства установлен мультипликатор 9, на выходном корпусе 10 которого консольно установлена оправка 11, Гофрирующий инструмент выполнен в виде профильных блоков 12 и полувтулак 13, -акрепленных на держателях 5, 6 и установленных относительно оси оправки 11 наклонно с углам наклона. равным углу а наклона гафр сильфона, Плоскость

14 разъема профильных блоков 12 и полувтулок 13 совпадает с плоскостью их наклона, а рабочие поверхности 15 имеют форму эллипса 16, описанного около цилиндрической поверхности трубы-заготовки 17, причем большая ось эллипса лежит в упомянутой плоскости разъема. Держатели

5, 6 связаны с приводом осадки, выполненным в виде двух цилиндров 18, каждый шток которых снабжен регулировачной упорной гайкой 19 для установки желаемой величины порции, Оправка 11 снабжена узлом уплотнения, включающим уплотнитепьные кольца 20, 21, При этом уплотнительнае кольцо 20, расположенное в зоне профильных блоков 12. выполнено с наклонными относительно оси оправки 11 торцами 22, а сама оправка снабжена косой шайбой 23, что исключает выдавливание эластичного материала кольца 20 при работе в полость

24 крайнего гофра. Узел уплотнения включает также проставку 25 с наклонным торцом 26, размещенную между уплотнительными кольцами 20, 21 и гидроцилиндр. корпус 27 которого установлен с возможностью периодического взаимадействия с уплатнитепьными кольцами.

Через канал 28 в оправке 11 рабочая среда от мультипликатора 9 поступает в зону фармавания, а по каналам 29, 30 -- в полости

5 гидрацилиндра узла уплотнения. Хад корпу- . са 27 ограничивается регупировочным винтом 31. Гафрирующий элемент установлен в держателях 5,.6 с помощью раэьемных па диаметру переходных втулок 32, 33 с уста10 навочными поверхностями 34, 35, Внутренние расточки 36 могут быть выпапнень в виде цилиндрической поверхности.

Устройство работает следующим образам. В исходном положении гафрирующий

15 элемент (12 и 13) расставлен на заданную порцию трубы-заготовки, определяемую размером (да упора 19 {фиг.4, 6). При этом порция определяется в осевом сечении оправки между соответствующими паверхна20 с1 ями 15. Корпус 27 находится в правом отведенном положении, уппотнительные кольца 20, 21 разжаты, Труба-заготовка 17 легко вводится в зону формавания. В соответствующую полость гидроцилиндра уп25 латнения па каналу 30 под необходимым давлением подается рабочая среда. Корпус, 27, перемещаясь влево, взаимодействует с уппатнительным кольцам 21 и через праставку 25 с кольцом 20, При зтам наклонном

30 кольцо 20, сжимаясь, надежноуппотняетдеформируемый промежуток в зоне профильного блока по эллиптической поверхности его рабочего профиля, Величина сжатия колец 20, 21 регулируется ходом ropnyca 27 за

35 счет винта 31. Затем из мультипликатора 9 по каналу 28 пад необходимым давлением подается рабочая жидкость. Происходит гидрораэдача усеченного под углам аучастка трубы, заключенного между эллиптиче40 скими радиусными поверхностями профильных блоков 12 и папувтулок 13. После этого попувтулки 13 при помощи цилиндров 18 перемещаются к профильным блокам 12, которые в это время фиксируют

45 трубу па контактному эллипсу гладкой части (или предварительно отформованному наклонному гафру). Происходит окончательное оформление наклонного гофра (осадка), при зтам уплатнительнае кольцо 2 1 сколь50 зит па гладкой части трубы, заключенной в палувтупках 13 (фиг.7). После сброса давления формавания вся система (держатели 5, .6- гофрирующий элемент 12, 13 — заготовка) приходит в движение вдоль аси да упора 7

55 (фиг.4), обеспечивая подачу заготовки на дополнительную величину, Затем блоки 12 и полувтулки 13 радиально отводятся, освобождая трубу, и, отойдя с каретками 3 от упора 7. возвращаются в исходное положение, Далее цикл повторяется, При съеме ro2005235 тового сильфо плотн фона с оправки все элемен у: ения легко возвращаются в исходное ты положение. И эделие свободно удаляется из устройства.

П е р дложенная конструкция сильфона 5 обеспечивает. податливость при закрутке его торцов. Это расширяет вариан поль нты истве компенсаэования сильфона в качест тора и продлевает срок его служб наличии в луж ы при

56 Б в системе крутильных колеб () урцев К.Н. Металлические сильфоны. аний, M.-Л.: Машгиэ, 1963, с. 8, фиг,7.

Ф ормула изобретения

С, Сильфон, содержащий расположей- 10 виде про ильны х блоков и полувтулок, заные ме жду его гладкими участками следу- приво ом жей- крепленных на е держателях, связанных с у- приводом осадки, отличающееся тем, чт

ОВЫШ тем, что говечности сильфона N расширения области его применения за счет Обеспече- 15 ия углом наклона, равным углу наклона гония по ат датлиВОсти его торцоВ В напраВлеече- ров сильфона, и и а профильных блоков и полувтулок совпадаотносительно его щр ьной оси и в пл оскости наклона имеют эллипти- опис верхности им еют форму эллипса, ческую форму.

20 ongcaHHoro Около цилиндрической noae x2. У ности трубы-заготовки . Устройство для изготовления с я силь- Рого лежит в и, большая ось котофона, содержащее оправку с узлом лом уплот- разъема, упомянутой плоскости нения, включающим уплотнительные у лотнительное кольцо про- 25 тем, что и щееся ус которого женное в з о, располодическо- нено с накл в, выполколь а го взаимодействия с уплотните льными оправки то а о с наклонными относительн о оси

ceыв

Рцами Оправка c a6xesa " очеи шайбой, а и осои л„ а, а ПРОСтаВКа ВЫПОЛНЕНа СО роцилиндра и гофрирующий инструмент в ти гид- . 0 шенным под тем же углом торцом. о ско2005235

2005235

2005235

Составитель А.Брюханов

Техред М,MopreHTan Корректор д Козориз

Редактор Н.Цалихина

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

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

Заказ 3428

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