Способ изготовления тройников из трубных заготовок



Способ изготовления тройников из трубных заготовок
Способ изготовления тройников из трубных заготовок

 


Владельцы патента RU 2510679:

Кудряшов Александр Александрович (RU)
Рябухин Александр Дмитриевич (RU)
Куземский Владимир Михайлович (RU)

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано при изготовлении тройников, применяемых в тепловых и водопроводных сетях. Изготовление тройников из трубных заготовок производят на установке, которая состоит из подающей тележки, передаточного механизма, пресса с матрицей и консоли поддержки пуансона. Трубную заготовку с вырезанным в ней овальным отверстием устанавливают на подающей тележке и закрепляют. Кромки отверстия нагревают до температуры от 900 до 1100°С с помощью цилиндрическо-сегментного индуктора. Тележку с заготовкой посредством передаточного механизма подают в рабочую зону пресса с одновременным введением внутрь заготовки пуансона. Производят подачу заготовки к матрице до упора в матрицу или подачу матрицы к заготовке до упора в заготовку. Тележку фиксируют и осуществляют отбортовку патрубка путем протягивания ненагретого пуансона через отверстия в заготовке и матрице. Одновременно происходит охлаждение поверхности заготовки пуансоном. Изготовленный тройник выводят из рабочей зоны пресса и снимают с тележки. В результате обеспечивается упрощение технологического процесса изготовления тройников, повышение их качества и расширение номенклатуры типоразмеров. 2 ил.

 

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, а именно к горячей штамповке фитингов из трубных заготовок, и может быть использовано при изготовлении штампованных и штампосварных тройников, используемых в тепловых и водопроводных сетях, в нефтегазовой, химической и атомной отраслях.

Известен способ изготовления тройников из трубных заготовок по патенту RU 2333064. Известный способ включает в себя транспортировку трубной заготовки к печи и подачу ее в печь, нагрев заготовки, транспортировку ее к закалочному баку, выдержку ее части, расположенной диаметрально противоположно будущему патрубку, до температуры не менее чем в 1,5 раза ниже температуры нагретой части, последующую транспортировку заготовки к разъемному штампу и установку заготовки в него, поперечный обжим заготовки для предварительной формовки патрубка, выполнение отверстия под отбортовку, транспортировку заготовки к печи и нагрев ее, транспортировку к штампу и установку ее в штампе, отбортовку с помощью пуансона патрубка, снятие заготовки со штампа.

Недостатком известного способа изготовления тройников является его низкая производительность из-за двукратного нагрева заготовки и промежуточного охлаждения ее части, двухкратного прессования и нескольких транспортировок заготовки в технологическом цикле изготовления тройника.

Известен способ изготовления тройников из трубных заготовок по патенту RU 2122477, принятый в качестве прототипа.

Известный способ включает в себя вырезку в трубной заготовке овального отверстия, установку заготовки на ложемент штампа и введение внутрь ее конического пуансона, установку на внутреннюю поверхность заготовки концентрично отверстию технологической шайбы, выполненной из металла, обеспечивающего малый коэффициент трения с поверхностью пуансона, установку между технологической шайбой и основной частью тела пуансона кольцевого индуктора, закрепление заготовки, нагрев с помощью индуктора кромок овального отверстия, отбортовку патрубка путем проталкивания пуансона через отверстия в технологической шайбе и трубной заготовке, снятие тройника со штампа.

Недостатками прототипа являются:

- неравномерный нагрев кромок овального отверстия в заготовке ввиду того, что локальные зоны нагрева кромок отверстия по его периметру расположены на разных расстояниях от кольца индуктора, что приводит к различным значениям пластичности вытягиваемого металла по периметру отверстия и, как следствие, к снижению качества формования, а именно к возможности образования трещин, гофр и разрывов в теле отформованного патрубка;

- сложность технологического процесса ввиду необходимости достаточно точной установки друг относительно друга четырех элементов: технологической шайбы, индуктора, пуансона и самой заготовки;

- проблематичность изготовления тройников из трубных заготовок, диаметры которых превышают 200 миллиметров, так как они имеют значительный вес, а известный способ не предусматривает применения средств механизации подачи заготовок в рабочее пространство пресса и выдачи тройников из него;

- пониженные экономические показатели технологического процесса из-за расходования электроэнергии на нагрев пуансона и технологической шайбы, а также расхода цветного металла на изготовление шайбы.

Задачей и техническим результатом изобретения является устранение недостатков прототипа, а именно:

- упрощение технологического процесса изготовления тройников;

- повышение качества тройников;

- расширение номенклатуры типоразмеров изделий;

- повышение экономических показателей технологического процесса.

Технический результат достигается тем, что способ изготовления тройников из трубных заготовок, осуществляемый на установке, состоящей из подающей тележки, передаточного механизма, пресса с матрицей и консоли поддержки пуансона, включает в себя вырезку в трубной заготовке овального отверстия, установку и закрепление заготовки с отверстием на подающей тележке, нагрев кромок овального отверстия до температуры в пределах от 900 до 1100°С с помощью цилиндрическо-сегментного индуктора, установленного на наружной поверхности заготовки, подачу тележки с нагретой заготовкой посредством передаточного механизма в рабочую зону пресса с одновременным введением внутрь заготовки пуансона, установленного на консоли поддержки, подачу заготовки к матрице до упора в матрицу или подачу матрицы к заготовке до упора в заготовку, фиксацию тележки с заготовкой в рабочей зоне пресса, отбортовку патрубка посредством протягивания ненагретого пуансона через отверстия в заготовке и матрице с одновременным охлаждением поверхности заготовки пуансоном, выдачу изготовленного тройника из рабочей зоны пресса, открепление и снятие тройника с подающей тележки.

Осуществление способа изготовления тройника на установке, состоящей из подающей тележки, передаточного механизма, пресса с матрицей и консоли поддержки пуансона, позволяет механизировать процесс подачи трубной заготовки в рабочее пространство пресса и выдачи из него готового тройника за счет применения для этого подающей тележки, приводимой в движение передаточным механизмом. Это позволяет изготавливать тройники из трубных заготовок, имеющих значительный вес, диаметр магистральной части которых составляет от 200 до 1500 мм, что расширяет по сравнению с прототипом номенклатуру типоразмеров изделий.

Нагрев кромок овального отверстия с помощью цилиндрическо-сегментного индуктора, установленного на наружной поверхности заготовки, обеспечивает равномерный нагрев необходимой для деформации площади заготовки вокруг овального отверстия, в результате чего обеспечиваются одинаковые значения пластичности нагретого металла во всех его локальных зонах. В результате вытягиваемый металл равномерно распределяется по поверхности матрицы и равномерно охлаждается, что препятствует возникновению дефектов в теле формуемого патрубка, повышая качество изготовления тройников.

Нагрев заготовки до температуры менее 900°С нецелесообразен, так как в этом случае значительно увеличивается усилие прессования, что вызывает необходимость увеличения мощности пресса.

Нагрев заготовки до температуры более 1100°С нецелесообразен ввиду того, что в этом случае значительно повышается текучесть нагретого металла, что ухудшает качество формуемых горячей штамповкой изделий.

Осуществление нагрева заготовки с помощью цилиндрическо-сегментного индуктора вне зоны нахождения пуансона делает невозможным разогрев последнего, что позволяет экономить электроэнергию. Кроме того, контакт холодного пуансона с разогретым металлом во время вытягивания патрубка обеспечивает за счет термоциклирования металла в зоне отбортовки тройника закалку основного металла, что приводит к повышению механических свойств металла в зоне отбортовки, т.е. рост зерна в основном металле не наблюдается за счет высокой скорости его нагрева до требуемой температуры и резкого охлаждения холодным пуансоном. За счет этого отпадает технологическая операция - термообработка готовых тройников, изготовленных заявленным способом.

Прессование заготовки без технологической шайбы ликвидирует расход электроэнергии на ее нагрев и устраняет необходимость расходования цветного металла. Таким образом повышаются экономические показатели технологического процесса изготовления тройников.

Выполнение нагрева кромок овального отверстия в трубной заготовке на одной позиции технологического оборудования, а формование патрубка тройника на другой позиции технологического оборудования исключает в отличие от прототипа необходимость точной установки друг относительно друга трех элементов: индуктора, пуансона и заготовки, что упрощает технологию процесса установки заготовки относительно исполнительных инструментов.

Сущность изобретения поясняется примером конкретного выполнения способа изготовления тройников, а также рисунками. На фиг.1 изображена схема нагрева заготовки. На фиг.2 изображена схема формования патрубка тройника.

Изготавливали тройник с наружным диаметром магистральной части 1426 мм и длиной 2500 мм, с наружным диаметром патрубка 530 мм, толщина стенки трубы 33,4 мм. На заготовительном участке штампосварную трубу диаметром 1426 мм разрезали на трубные заготовки длиной 2500 мм и вырезали в заготовке овальное отверстие с габаритами 400×270 мм. Заготовку с помощью мостового крана транспортировали на прессовый участок. Устанавливали заготовку (поз.1) с помощью упомянутого крана на подающую тележку (поз.2), закрепляли заготовку на тележке. Устанавливали подающую тележку в положение для нагрева заготовки, совмещая центр овального отверстия с центром цилиндрическо-сегментного индуктора (поз.3). Нагревали кромки овального отверстия заготовки до температуры 1080±20°С. Подавали тележку с нагретой заготовкой посредством передаточного механизма (поз.4) в рабочее пространство пресса (поз.5) с одновременным введением внутрь заготовки пуансона (поз.6). Подавали тележку с заготовкой вверх до упора заготовки в матрицу (поз.7) и фиксировали тележку с заготовкой. Отбортовывали патрубок, протягивая пуансон через отверстия в заготовке и матрице. Опускали подающую тележку с тройником и выкатывали ее из рабочей зоны пресса.

Преимущества предложенного способа по сравнению с прототипом:

- расширение номенклатуры типоразмеров изготавливаемых тройников;

- повышение качества продукции; упрощение технологического процесса;

- повышение экономических показателей технологического процесса.

Способ изготовления тройников из трубных заготовок на установке, состоящей из подающей тележки, передаточного механизма, пресса с матрицей и консоли поддержки пуансона, включающий вырезку в трубной заготовке овального отверстия, установку и закрепление трубной заготовки с овальным отверстием на подающей тележке, нагрев кромок упомянутого отверстия заготовки до температуры от 900 до 1100°С с помощью цилиндрическо-сегментного индуктора, установленного на наружной поверхности заготовки, подачу тележки с нагретой заготовкой посредством передаточного механизма в рабочую зону пресса с одновременным введением внутрь заготовки пуансона, установленного на консоли поддержки, подачу заготовки к матрице до упора в матрицу или подачу матрицы к заготовке до упора в заготовку, фиксацию подающей тележки с заготовкой в рабочей зоне пресса, отбортовку на заготовке патрубка путем протягивания ненагретого пуансона через отверстия в заготовке и матрице с одновременным охлаждением поверхности заготовки пуансоном, выдачу готового тройника из рабочей зоны пресса, открепление и снятие его с подающей тележки.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, а именно к трафаретному нагреву (трубной заготовки или вальцованной обечайки и полуобечаек) в горячей объемной штамповке нефте-газо-тепло-водопроводных стальных тройников, и может быть использовано в качестве способа термоподготовки (нагрева) в составе различных технологий изготовления бесшовных, приварных тройников, тройников штампованных (ТШ) и тройников штампосварных (ТШС) для атомной и нефтегазовой отрасли и для тепло-водопроводных сетей.

Изобретение относится к механической обработке металлов и может быть использовано для изготовления полых изделий штамповкой концевых элементов в сочетании с наплавкой металла на внутреннюю поверхность заготовки.

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, а именно к штамповке деталей из трубных заготовок, и может быть использовано с авиационной, судостроительной и смежных с ними отраслях промышленности.

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, а именно к штамповке деталей из трубных заготовок, и может быть использовано в авиационной, судостроительной и смежных с ними отраслях промышленности.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при получении муфт бурильных труб с коническими отверстиями под резьбу. .

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к кузнечно-штамповочному производству, и может быть использовано в различных отраслях машиностроения при изготовлении деталей для соединения трубопроводов.

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к способам формовки тройников, и может быть использовано в различных отраслях машиностроения для изготовления штампованных и штампосварных тройников трубопроводов.

Изобретения относятся к области обработки металлов давлением и могут быть использованы при изготовлении крупногабаритных толстостенных стальных тройников. Трубную заготовку с предварительно выполненным в ней технологическим отверстием помещают в зону выдавливания.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при изготовлении тройников, работающих при высоком давлении. .

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, а именно к трафаретному нагреву (трубной заготовки или вальцованной обечайки и полуобечаек) в горячей объемной штамповке нефте-газо-тепло-водопроводных стальных тройников, и может быть использовано в качестве способа термоподготовки (нагрева) в составе различных технологий изготовления бесшовных, приварных тройников, тройников штампованных (ТШ) и тройников штампосварных (ТШС) для атомной и нефтегазовой отрасли и для тепло-водопроводных сетей.

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано при изготовлении из трубных заготовок изделий типа тройников, преимущественно косоугольных.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении гидроштамповкой сложных полых изделий с пересекающимися осями, например тройников.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в различных областях машиностроения при изготовлении соединительных деталей сварных трубопроводов.

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано при изготовлении изделий с изогнутой осью и ступенчатой осью из полых квадратного или прямоугольного сечения или трубных или трубчатых заготовок, имеющих в поперечном сечении контур в виде окружности или иной кривой второго порядка.

Изобретение предназначено для исключения гофрообразования на поверхности трубной заготовки при формообразовании из нее неравнопроходных тройников. Способ включает формирование скосов (4), (5) на торцах (1), (2) трубной заготовки (3), формование трубной заготовки (3) в разъемных матрицах путем осевой осадки ее торцовых поверхностей (1), (2) с одновременным приложением внутреннего давления наполнителя (6) и подпором формуемого отвода (10) пуансоном подпора (11). Оптимизация объемов металла, смещаемых с торцов трубной заготовки, обеспечивается за счет того, что перед вторым и последующими переходами формообразования тройника (12) форма каждого скоса (4), (5) корректируется таким образом, чтобы длины хорд дуг (14) осаживаемых торцовых поверхностей (1), (2) трубной заготовки (3) равнялись диаметру штампуемого отвода (10) тройника (12). 5 ил., 1 пр.
Наверх