Спосіб ломки труб

Реферат: Спосіб ломки труб полягає в нанесенні концентраторів напружень на зовнішню поверхню труби, навантаженні внутрішньої поверхні труби гідравлічним тиском та прикладанні до одного з торців труби поздовжньої ударної хвилі стиску. Гідродинамічний тиск створюється за рахунок імпульсного руху труби в робочій камері під дією ударної сили. UA 107698 U (54) СПОСІБ ЛОМКИ ТРУБ UA 107698 U UA 107698 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі техніки, а саме до технології і обладнання заготівельного машинобудівного виробництва, і може знайти застосування для виготовлення заготівок із труб для металорізального виробництва та обробки металів тиском. Відомий спосіб ломки труб, в якому стінка труби з попередньо нанесеними концентраторами напружень навантажується по периметру гідростатичним навантаженням із зовнішньої і внутрішньої сторін таким чином, щоб виключити зминання або випинання стінки труби. Для цього навантаження з внутрішньої сторони труби повинно бути більшим навантаження із зовнішнього боку стінки труби. При досягненні напруженнями у зоні концентраторів величин більших за допустимі напруження, труба розділяється на мірні заготівки [А. с. № 495168 СССР, МКИ В23D 27/00. Способ холодной ломки труб / В.М. Финкель, Г.Б. Родюков - Заявл. 15.05.74; опубл. 15.12.75; Бюл. № 46]. Найбільш близьким за технічною суттю до технічного рішення, що заявляється, є спосіб ломки труб, в якому трубу з попередньо нанесеними по всій довжині концентраторами напружень навантажують з внутрішньої сторони високим гідростатичним тиском. Потім протягом 15…20 с зовнішню поверхню труби охолоджують рідким азотом. Після цього на одному з торців збуджують ударну хвилю стиску, що призводить до поділу труби на мірні заготівки [А. с. № 507415 СССР, МКИ В23D 27/00. Способ ломки труб / В.М. Финкель, Г.Б. Родюков, В.Е. Середа, Г.А. Барышев. - 2069609/22-2; заявл. 07.10.74; опубл. 25.03.76: Бюл. № 11]. Загальними суттєвими ознаками відомого способу й того, що заявляється, є нанесення концентраторів напружень на зовнішню поверхню труби, навантаження внутрішньої поверхні труби гідравлічним тиском та прикладання до одного з торців труби поздовжньої ударної хвилі стиску. Недоліками відомого способу є те, що час циклу роботи - завищений, внаслідок того, що створення навантаження на зовнішній та внутрішній поверхнях труби рознесено в часі. При цьому погіршуються умови роботи, внаслідок застосування рідкого азоту, надійність роботи обладнання та знижується культура виробництва. При цьому даний спосіб ломки труб також потребує забезпечення високих значень гідростатичного тиску, необхідного для розділення. В основу корисної моделі поставлено задачу вдосконалення відомого способу для підвищення продуктивності процесу ломки, спрощення конструкції і підвищення надійності роботи обладнання для реалізації даного способу, зниження необхідної величини тиску робочої рідини. Поставлена задача вирішується за рахунок нанесення концентраторів напружень на зовнішню поверхню труби, навантаження внутрішньої поверхні труби гідравлічним тиском та прикладення до одного з торців труби поздовжньої ударної хвилі стиску та створення гідродинамічного тиску шляхом імпульсного руху труби в робочій камері під дією ударної сили. Одночасне навантаження труби, що розділяється, гідродинамічним тиском із зовнішньої і внутрішньої поверхонь та повздовжньою ударною силою, дозволяє реалізувати складний напружений стан у зоні концентратора напружень, який ускладнює пластичну деформацію, та забезпечує високу якість заготівок. При цьому створення гідродинамічного тиску забезпечує зростання тріщин одразу із кількох міст по всьому периметру концентратору напружень, зменшується величина тиску рідини для ломки труби. Крім цього, рідина діє на концентратори напружень, що нанесені на зовнішній поверхні, і створює додаткове розклинювання, що забезпечує найкращі умови для розвитку тріщини. Одночасно зменшується і величина потрібної швидкості інструменту для удару по торцю труби, що зменшує величину контактних напружень на торці труби. Зменшується час повного циклу ломки за рахунок виключення операції охолодження труби азотом, що забезпечує підвищення продуктивності. Даний спосіб більш безпечний, екологічний та економічний. Підвищується культура виробництва. Суть корисної моделі пояснюється кресленням, на якому зображено: - схема реалізації пропонованого способу ломки труб. Приклад здійснення способу ломки труб Труба 1 з попередньо нанесеними множинними концентраторами напружень 2 розміщається в робочій камері. До внутрішньої 3 і зовнішньої 4 поверхонь труби 1 подають рідину під тиском. Після цього на одному з торців 5 збуджують ударну хвилю стиску. Під дією ударного імпульсу сили mV труба 1 переміщується в робочій камері і створює гідродинамічний тиск p 1 на внутрішній 3 і р2 – на зовнішній 4 поверхнях труби 1. Рідина в площині концентратора напружень 2 створює одночасно, як осьові напруження розтягу, так і радіальні напруження стиску, що забезпечує стабілізацію траєкторії тріщини. При цьому рідина під тиском проникає в найменші пори, що створює додаткове розклинювання, яке сприятиме появі тріщини, що знижує енергосилові параметри процесу ломки. Одночасно ударна хвиля стиску, поширюючись до 1 UA 107698 U 5 10 другого торця труби 1 і відбиваючись від нього, перетворюється в хвилю розтягування, яка швидко стає плоскою, з фронтом по перетину заготовки ортогональним поверхні. У трубі в зоні концентраторів 2 утворюється складний напружений стан, що приводить до поділу труби на мірні заготовки (множинна ломка). Цикл роботи поновлюється. Застосування пропонованого способу ломки труб шляхом спільного впливу на заготівку гідродинамічного тиску і поздовжньої хвилі стиску дозволяє знизити приблизно на 20…30 % величину тиску в робочій камері, спростити конструкцію вузлів ущільнення, що позитивно позначається на надійності роботи установки. Скорочується час повного циклу при реалізації даного способу, оскільки за один удар по торцю 5 здійснюється, як створення гідродинамічного тиску на зовнішній 4 та внутрішній 3 поверхнях труби і повздовжньої хвилі стиску, так і ломка прокату. Даний спосіб поділу забезпечує високу продуктивність процесу, підвищується культура виробництва. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 Спосіб ломки труб, який полягає в нанесенні концентраторів напружень на зовнішню поверхню труби, навантаженні внутрішньої поверхні труби гідравлічним тиском та прикладанні до одного з торців труби поздовжньої ударної хвилі стиску, який відрізняється тим, що гідродинамічний тиск створюється за рахунок імпульсного руху труби в робочій камері під дією ударної сили. Комп’ютерна верстка М. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2