Изготовление теплообменных энергетических установок из оребренных алюминиевых труб змеевикового типа, страница 5

При осевой настройке один из валков закрепляется неподвижно, а два других устанавливаются со смещением относительно неподвижного валка при помощи установочных винтов.

При обкатке труб с однозаходными спиральными ребрами второй валок устанавливается со смещением вдоль оси прокатки на 1/3 шага ребра (толщины дисков), а третий валок – со смещением на 2/3 шага ребер относительно первого валка. При этом величина осевого смещения отсчитывается от плоскости неподвижного (базового) первого валка в направлении осевой подачи трубы.

В соответствии с направлением вращения валков и осевого перемещения трубы при накатке, обусловленными конструкцией стана, второй и третий валки располагаются по часовой стрелке, если смотреть на рабочую клеть со стороны подачи заготовки в рабочую зону дисков-калибров.

После осевой настройки следует производить угловую настройку, при которой оси всех трех валков должны быть наклонены к оси прокатки на одинаковый угол подачи a. Наклон осей валков на заданный угол подачи a осуществляется путем поворота корпуса при помощи установочных винтов.

Угловую и осевую настройку проверяют по совпадению следов инструмента на заготовке при ее обкатке валками с небольшим обжатием. При правильной настройке концы следов от первого валка должны быть совмещены с началом следов от третьего валка, а концы следов от третьего валка – с началом поворота.

Радиальная настройка валков производиться в сведенном состоянии до прикосновения с контрольной оправкой заданного диаметра. В случае не обеспечения равномерного соприкосновения  валков с контрольной оправкой настройка производиться набором прокладок устанавливаемых под основание корпуса рабочего валка.

После осевой, угловой, радиальной настройки все установочные, регулировочные болты и винты должны быть закреплены и зафиксированы гайками.

Окончательную настройку валков проверяют путем пробной накатки короткой заготовки в ручном режиме.

При точной настройке и соблюдении установочной комплектности дисков не должно образовываться стружки, а профиль ребер должен быть равным и симметричным.

Основными конструкторско-технологическими параметрами накатного стана являются скорость накатки и производительность стана.

Скорость накатки оказывает существенное влияние на качество оребрения труб. Оптимальная скорость накатки зависит от материала и геометрических параметров труб (длины, толщины стенки, жесткости), от качеств смазочно-охлаждающей жидкости и других факторов.

Способ накатывания ребер – тремя роликами с осевой подачей накатываемой детали (см. рисунок 2.3 а).

В результате обработки алюминиевых труб данным методом получено качественное оребрение алюминиевой трубы (см. рисунок 2.3 б) с высокой степенью вытяжки ребра.

Накатные ролики имеют сборную конструкцию и состоят из 10 – 25 дисков-калибров постепенно увеличивающейся высоты (см. рисунок 2.3 в, рисунок 2.2 и таблицу 2.2).


На рисунке 2.4 приведены различные конструктивные элементы оребренных труб, полученных накаткой.

                             а)                                                                б)

в)

Рисунок 2.3 – Кинематическая схема накатки ребер на цельнотянутой трубе: а - накатывание ребер на трубе с осевой подачей и схема обработки; б - ребристая алюминиевая труба, изготовленная холодной накаткой;            в - накатной валок-калибр в процессе накатки ребер

Рисунок 2.4 – Конструктивные элементы оребренных труб: а – монометал-лическая; б – биметаллическая; в – биметаллическая с разрезными ребрами

Скорость накатывания ребер на трубе зависит от механических свойств материала заготовки, геометрических параметров трубы, от качества смазочно-охлаждающей жидкости и других факторов.

Производительность стана (см. рисунок 2.1) 0.5 – 7.0 м/мин оребренных труб.

Машинное время оребрения трубы определяется по формуле:

, мин,

где LЗ  – длина заготовки, мм; lвр – длина врезания, мм; lпер – длина перебега, мм; lудл  – величина удлинения трубы; U – осевая скорость выхода оребренной трубы,  м / мин.

В качестве оснастки при оребрении труб из алюминиевых сплавов, применяется дорн (рисунок 2.5), из материала – сталь 45 по ГОСТ 1050 - 88. Дорн изготавливается из двух частей – калибрующей и силовой, которые соединяются между собой сваркой (см. рисунок 2.5 а).

При оребрении трубы дорн совместно вращается с трубой и испытывает напряжение от возникающей растягивающей силы Р (рисунок 5 б) и сжимающее распределенное усилие N.

Рисунок 2.5 – Конструкция дорна: а – дорн; б – схема действия сил

Дорн представляет собой цилиндрический стержень (рисунок 6) диаметр которого на 0.2 – 0.3 мм меньше внутреннего диаметра трубы-заготовки соединенный тягой с подшипниковым узлом. Подшипниковый узел 2 состоит из корпуса 1, закрепленного на станине 5 и радиально упорного подшипника, закрепленного на тяге 3 дорна 4.

При накатке дорн обжимается трубой и вращается со скоростью вращения трубы от накатки, а от осевого смещения его удерживает подшипниковый узел посредством тяги.

Рисунок 2.6 - Схема устройства дорна

Сжимающее усилие N определяется по формуле:

, Н (кГс / см2),

где  – предел текучести материала трубы, МПа; F – общая поверхность контакта оребренной трубы с дорном, см2, которая определяется по формуле:

, см 2,

 где d – внутренний диаметр трубы, мм; l – длина участка           контакта, мм.

Растягивающая сила Р вычисляется по формуле:

P = N ´ f, Н (кГс),

где f = 0.649 – коэффициент трения при пластическом деформировании.

Условие прочности при растяжении:

где [sP ] – допустимое напряжение при растяжении, МПа

, мм2,

где F2 – площадь сечения стержня силовой тяги, мм.

Исследование технологического процесса накатки ребер на трубах позволяют для конкретного типоразмера трубы произвести необходимые расчеты, разработать необходимый инструмент и технологическую оснастку, а также установить основные факторы влияющие на качество формирования ребер на трубе.

Исполнение стана

(исполнение стана определяется типоразмером прокатных валков)

Таблица 2.3