Способ ломки труб

 

ДАТЕ11. 1т - 1;. ..; . 1.6 М, л г ь

-:"..: . с .

" бО7415

И БРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 07.10.74(21) 2069609/22-2 с присоединением заявки (23) Приоритет (43) Опубликовано25.03 76.Бюллетень М 11 (45) Дата опубликования описания 30.04,76, (51) М. Кл.

В 23 13 27/00

Государственный комитет

Сааета Министроа СССР по делам иааоретений и открытий (У) Ч,11, = 1.961.3 (0ж8, R) (72) Лвторы изобретения

В. М. Финкель, Г. Б. Родюков, В. Е. Середа и Г. A. Варьнпев (71) Заявитель (5n) ЭПОСОВ ЛОМКИ ТРУВ

11зобретение относится к машиностроению и может быть использовано в заготовитепьных цехах подшипниковых заводов для холодной ломки труб из стали ШХ вЂ” 15.

Известны способы холодной ломки труб, состоящие в том, что разделение: трубы ocyt шествляется по схеме трехточечного изгиба, что не обеспечивает достаточного качества получаемой трубной заготовки и требует технологического оборудования значительной 1р мощности и габаритов."

Известен способ холодной ломки труб, состоящий в том, что ломающее усилие в трубе, в зоне с концентратором, создают путем приложения равномерно пс периметру стенки с внешней и внутренней стороны распределенной гидростатической нагрузки, Однако нагрузку необходимо прикладывать с внутренней и внешней стороны трубы, кроме того, высокое гидростатическое давпе-2р ние надо строго соизмерять с внешней и внутренней стороны, чтобы исключить смятие или выпучивание стенки трубы в процессе нагружения.

Цель изобретения — уменьшить гидростати-.5

)ческое давление и повысить производительность ломки

Это достигается тем, что трубу с предварительно нанесенными по всей длине концентраторами напряжений и нагруженную с внутренней стороны высоким гидростатическим давлением импульсно охлаждают с внеп1ней стор ны жидким азотом, а =-втем удар ной волной сжатия, возбуждаемой с одного из торцов, ломают на мерные заготовки.

11а фиг. 1 показана принципиальная схема ломки труб; на фиг, 2 показана эпюра .напряжений при воздействии на трубу всех ломающих нагрузок; на фиг. 3 — эпюра напряженийб,т вдоль условной оси симметрии трубы от всех нагрузок; на фиг. 4 дана схема разделения трубы.

Трубу 1 с предварительно нанесенными по всей длине концентраторами напряжений

2 нагружают с внутренней стороны высоким гидростатическим давлением Р, а затем в течение 15-20 сек охлаждают жидким азо.том Яе, омывающим Трубу с внешней стороны. В результате нагружения трубы с .внутренней стороны высоким гидросъчтичес50741. )=.) еа с (Я

1- -

Ф!

2д ) Я

3(. ) („)) (2 (3) р8 б, о

Щ ) =

2 {1-pI 1

З (4 — > )

7А Е г 7Г-) Т

4. ф

3) Т вЂ” перепад температур относительно внешней и внутренней поверхчостк ."рубы

Одновременное дейс тви с давления v. температуры можно определить выражениями

Я . z ê и с ) а )-4 и

Я ()-)«)) а, -) Г()-)«) к, таад )(2 фЬ гдеоС= Ky ) » /2,;Ф-текущий радиус„

Полагая,что 6 4» и а(1, получаем значения )) ф(д «. ) «э (ф«() ° gт ((«)на внутренней и внешней поверхности стенки {см. фиг. 2). 50

Суммарные напряжения 5@8(t), ) необходимо получить порядка 0,5-0,7:. 6 $, т. е. таким, когда разрушение невозможно, но в случае его начала упругой энергии, запасен- Ьб ной ов Р, i, будет достаточно для движения ломающей трещины. Через 15-20 сек после начала охлаждения жидким азотом внешней поверхности стенки трубы на одном из,торцов возбуждают ударную волну сжатия 6О

3 им давлением в ней возникают напряжения

6 <„),6 р>, б ()))(см. фиг, 2), которые можно описать следующими уравнениями а

6= P ——,« — — г

 — Ф где Š— модуль Юнга, кг/см; ,3.

<- коэффициент линейного р.)сширения металла, 1/град;

)Ч вЂ” коэффициент Пуассона; о где Р— гидростатическое давление;

Р,2< ) 2> — радиусь) трубы, При этом 5 и .(в вершине концентратора имеют положительный знак, а 5у -отрицательный, R результате охлаждения трубы „- внешней стороны в ней возникают напряжения

6 (). ); 6 ц }; 5> q< ) достигающие из-за быстрого режима охлаждения значительной величины {см. фиг, 2) и хоторые могут быть описаны следующими уравнениями

l 1 интенсивностью $,,которая распространяется вдоль трубы, пока не щх)тигйет. противоположного свободного торца и отразите@ ат него импульсом растяжения, имеющим ту же форму и величину, что и импульс сжатия, ослы растягивающее напряжение Жйй созданйое отраженным импульсом, превышает в сумме с ранее созданным суммарным, напряжением 6 Я(р, )прочность стали ШХ вЂ” 15 6(), то буцет развиваться разрушение от концентратора напряжений внутренней трубы {см. фиг. 4). Скорость перемещения ударной Волны растяжения вдоль трубы не должна быть больше скорости декомпрессии давления жидкости внутри трубы, чтобы исключить снятие напряжений в стенках трубы, прежде чем туда дойдет ударная волна растяжения.

Предложенный способ холодной ломки труб при своей относительной простоте и нивкой себестоимости позволяет повысить производительность ломки труб из стали

ШХ-15 в сравнении с имеющимися средствами разделения. Кроме того, излом имеет чистую поверхность с микронеровностями в щ пределах зерна, без сколов, вырывов, макро-, микротрещин и смятия.

Формула изобретения

Способ лоМки труб, включающий нанесение концентраторов напряжений на наружну <. поверхность трубы и приложение к внутрен, ней поверхности трубы высокого гидравличес:когодавления, отличающийся тем, что, с целью уменьшения гидростатического давления и повышения производительности ломки, трубу с внешней стороны охлаждак до температуры жидкого азота, а затем с одного из торцов возбуждают продольную ударную волну сжатия.

Сос -: вител B. Бужинский

Редактор Т. Фадеева Хехред М, Дрщовин, оррек r op .. ромбола

Л. Т омбо

Заказ 1 79:; Тираж 1 Х 7Я Подписное

ЦНИИПИ Государственногс комитета Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий

ll3035, Москва, Ж-.35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. гагарина, 101