Поковка для радиальной раскатки кольцевых фланцев трубопроводов

(12) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ ПОКОВКА ДЛЯ РАДИАЛЬНОЙ РАСКАТКИ КОЛЬЦЕВЫХ ФЛАНЦЕВ ТРУБОПРОВОДОВ(71) Заявитель Белорусская государственная политехническая академия(73) Патентообладатель Белорусская государственная политехническая академия(57) 1. Поковка для радиальной раскатки кольцевых фланцев трубопроводов, содержащая полотно и шейку несимметричного профиля сечения с центральным отверстием, отличающаяся тем, что наружный профиль шейки имеет форму усеченного конуса, сопряженного большим основанием с полотном, имеющем трапециевидную форму наружного профиля сечения, а профиль сечения центрального отверстия образован цилиндром, сопряженным своими основаниями с двумя разновеликими усеченными конусами, обращенными большими основаниями к периферии поковки. 2. Поковка по п. 1, отличающаяся тем, что наружный диаметр полотна поковки связан с внутренним диаметром ее центрального отверстия соотношением з 2 з 2 з 1 2 з,где з - наружный диаметр полотна поковки рз - наружный диаметр полотна фланца рз - диаметр центрального отверстия фланца (изделия) 1 - коэффициент подобия поковки и раскатанного фланца з- внутренний диаметр центрального отверстия поковки.(56) 1. Ковка и штамповка Справочник в 4-х т. - Том 2. Горячая объемная штамповка/Е.И. Семенов. - М. Машиностроение, 1986. - С. 397, С. 397, фиг. 1-11 - форма сечений с горизонтальной осью симметрии. 2. (1 - фиг. 12-19 - форма поковок с несимметричным профилем сечения под раскатку кольцевых изделий) (прототип). Фиг. 1 Полезная модель относится к обработке материалов давлением к поковкам с несимметричным профилем сечения под раскатку кольцевых изделий, преимущественно приварных фланцев для трубопроводов большого сечения. 316 Известна конструкция поковки для радиальной раскатки кольцевых фланцев, содержащая сопряженные между собой полотно цилиндрической формы и шейку цилиндрической формы несимметричного профиля сечения с центральным отверстием 1. Недостаток известной конструкции поковки полезной модели проявляется в сложной схеме деформации радиальной раскатки и, как следствие, потере размерных параметров при воспроизводстве одного типоразмера кольцевого фланца. Известна полезная модель поковки для радиальной раскатки кольцевых фланцев трубопроводов, содержащая полотно и шейку несимметричного профиля сечения с центральным отверстием, при этом шейка образована телами вращения в форме сопряженных между собой цилиндра и усеченного конуса, сопряженного большим основанием с полотном, а центральной отверстие выполнено цилиндрической формы 2. Известная конструкция поковки полезной модели также требует сложной схемы деформации радиальной раскатки, использования специального оборудования и при массовом воспроизводстве одного типоразмера кольцевого фланца при использовании серийных машин для открытой схемы раскатки возникает проблема повторяемости размерной точности фланца. В основу полезной модели положена задача повышения качества изделия и упрощения технологии радиальной раскатки. Поставленная задача достигается совокупностью сходных существенных с прототипом и всех отличительных от прототипа признаков полезной модели, направленных на достижение технико-экономического эффекта, и решается тем, что в полезной модели поковки для радиальной раскатки кольцевых фланцев трубопроводов, содержащей полотно и шейку несимметричного профиля сечения с центральным отверстием,согласно полезной модели, наружный профиль шейки имеет форму усеченного конуса, сопряженного большим основанием с полотном, имеющим трапециевидную форму наружного профиля сечения, а профиль сечения центрального отверстия образован цилиндром, сопряженным своими основаниями с двумя разновеликими усеченными конусами, обращенными большими основаниями к периферии поковки в поковке наружный диаметр полотна поковки связан с внутренним диаметром отверстия соотношением з 2 з 2 з 1 2 з,где з - наружный диаметр полотна поковки рз - наружный диаметр полотна фланца рз - диаметр центрального отверстия фланца (изделия) 1 - коэффициент подобия поковки и раскатанного фланца (0,81,7) з- внутренний диаметр центрального отверстия поковки. Между отличительными признаками и техническим результатом имеется причинно-следственная связь,содержащая элементы неочевидности для данной области техники. Такая связь придает полезной модели новое качество и обуславливает ее промышленную применимость. Между отличительными признаками и техническим результатом имеется следующая причинноследственная связь наличие новых конструктивных признаков, их исполнение и взаимное расположение,конструкция заявленной полезной модели не только направлена на упрощение приложения к поковке внешних сил в совокупности с температурными полями, но и на повышение качества заполнения металлов гравюры раскатного ручья. По сведениям, которыми располагает заявитель, предлагаемая совокупность существенных признаков,характеризующих сущность полезной модели, не известна из уровня техники, следовательно, предлагаемая полезная модель соответствует критерию новизна. Предлагаемая сущность полезной модели может быть многократно использована при изготовлении фланца трубопроводов. Заявителем проведены испытания в странах СНГ. В этой связи очевидным является соответствие заявленной полезной модели критерию промышленная применимость. Сущность полезной модели поясняется чертежами, где фиг. 1 изображает конструкцию поковки заявленной полезной модели фиг. 2 - конструкция фланца-изделия фиг. 3 - конструкция прототипа фиг. 4, 5 - общая схема радиальной раскатки. Полезная модель (фиг. 1) поковки 1 с з - наружным диаметром полотна поковки 1 (фиг. 5) для радиальной раскатки кольцевых фланцев 2 (фиг. 2) трубопроводов содержит полотно 3 и шейку 4 несимметричного профиля сечения с центральным отверстием 5. Наружный профиль шейки 4 имеет форму усеченного конуса 6, сопряженного большим основанием 7 с полотном 3, имеющем трапециевидную форму наружного профиля 8 сечения, а профиль сечения центрального отверстия 5 образован цилиндром 9, сопряженным своими 316 основаниями с двумя разновеликими усеченными конусами 10, 11, обращенными большими основаниями 12, 13 к периферии поковки 1. Экспериментально установлено, что в поковке 1 наружный диаметр полотна поковки связан с внутренним диаметром отверстия соотношением з 2 з 2 з 1 2 з,где з - наружный диаметр полотна поковки рз - наружный диаметр полотна фланца рз - диаметр центрального отверстия фланца 2 (изделия) 1 - коэффициент подобия поковки и раскатанного фланца 2 (0,81,7) з- внутренний диаметр центрального отверстия 5 поковки 1. Схема (по фиг. 4, 5) радиальной раскатки поковки 1 для изготовления кольцевых фланцев 2 включает измерительную каретку 14, прижимные ролики 15 измерительной каретки 14, внутренний ролик 16 (оправка),пару центрирующих роликов 17 и главный рабочий валок 18. Радиальную раскатку поковки 1 осуществляют следующим образом. По чертежу фланца в зависимости от его типоразмера, а также силовых параметров процесса раскатки производят настройку измерительной каретки 14 и регулировку кинематики прижимных роликов 15, внутреннего ролика 16, центрирующих роликов 17 и главного рабочего валка 18. В процессе радиальной раскатки внутреннему ролику 16 придают движение радиальной подачи с заданной частотой вращения (оправка), а главному рабочему валку 18 и паре центрирующих роликов 17 задают соответствующие технологическому регламенту частоты вращения. Такая схема приложения внешних сил к поковке 1 позволяет осуществлять одновременно формообразование ступеней фланца 2, увеличение диаметра поковки 1 до заданного диаметра фланца - конечного изделия и калибровку наружных поверхностей. Пример. Под раскатку (фиг. 2) фланца 2632350/355 производили расчет геометрических параметров поковки (фиг. 1) в соответствии с чертежом фланца по экспериментально выявленной зависимости з 2 з 2 з 1 2 з,где .з 515 мм, .з 339 мм, 1.з 390 мм, Нр.з.78 мм, 1.з.38 мм, при этом принимализ 170 мм, 3515 2330 21,5170 2446,9 мм,1 з 232,4 мм, 2 з 286,9 мм, 3 з 188,8 мм, 4 з 273,8 мм,Нз 70,2 мм, Н 3 з 38 мм. Раскатку партии фланцев заданного типоразмера осуществляли в количестве 100 штук из поковок по прототипу и заявленной полезной модели. Поле рассеивания диаметральных размеров фланца уменьшилось до 20-25 . Из поковок по прототипу 401 - 5004,0 и из поковок заявленной полезной модели -401 - 5003,0. Припуск на обработку снизился соответственно с 7,0 мм до 3,54,5 мм. Кроме того, заявленная полезная модель в связи с тем, что ее форма обеспечивает лучшее течение металла в сложные калибры, позволяет использовать менее жесткое оборудование с использованием полуоткрытой схемы радиальной раскатки. Заявленная полезная модель проходит промышленную апробацию на кузнечном заводе тяжелых штамповок (г. Жодино, РБ). Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.