Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОЛЬЦЕВЫХ ЗАГОТОВОК ДЕТАЛЕЙ ГИБКОЙ СТАЛЬНЫХ ТРУБ

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для изготовления стальной замкнутой кольцевой камеры, заполненной углекислотой под большим давлением, которая служит для вытеснения пороховых газов из канала ствола танкового орудия после выстрела ПТУРСом.

Известен способ получения кольцевых заготовок деталей гибкой труб в холодном состоянии с применением наполнителя на специальных станках (см. «Справочник молодого слесаря», Э.И. Крупицкого, издательство «Высшая школа», Москва, 1966 г., стр.207-209). Сущность способа заключается в следующем: заглушают отожженную трубу пробкой, засыпают в нее мелкий песок, затем заглушают другой конец трубы и гнут в холодном состоянии при помощи специальных приспособлений или трубогибочных станков.

Недостатки способа заключаются в следующем:

- использование в качестве наполнителя песка для гибки труб из легированной стали приводит к образованию гофр и недопустимому отклонению кольцевых заготовок деталей от округлости.

Известен способ получения кольцевых заготовок деталей гибкой стальных труб, который заключается в отжиге труб, в закрытии одного конца герметично пробкой, заполнении труб наполнителем с последующей гибкой. В качестве наполнителя при гибке труб используют расплав селитры. Затем производят охлаждение трубы на воздухе. После затвердевания селитры производят гибку труб (см. «Медницко-жестяницкие работы», Завгороднев П.И., Болотников Б.М. Учебник для средних профессиональных технических училищ, Москва, «Высшая школа», 1978 г., глава 12, §4 «Наполнение труб под гибку». Наполнители для гибки труб: жидкостные, сыпучие легкоплавкие»). Способ принят за прототип.

Недостатками прототипа является следующее: использование в качестве наполнителя селитры дает хорошие результаты по геометрическим размерам кольцевых заготовок деталей, однако селитра:

- токсична, при наличии в трубах влаги возможен ее выброс в момент заполнения;

- имеет высокую стоимость и значительный расход при ее использовании в качестве наполнителя;

- приводит к частичному браку кольцевых заготовок деталей - «смятию» по причине образования пустот в трубах при их заполнении;

- может отрицательным образом влиять на надежность узла и изделия в целом при неполном удалении селитры из кольцевой заготовки детали.

Предлагаемым изобретением решается задача по снижению материальных, трудовых и энергетических затрат при производстве кольцевых заготовок деталей и улучшению условий труда.

Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в строгом выполнении требований технических условий по округлости и наружному диаметру кольцевых заготовок деталей с одновременным повышением эксплуатационных качеств узла и изделия в целом.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе получения кольцевых заготовок деталей гибкой стальных труб, заключающемся в отжиге труб, закрытии одного конца труб герметично пробкой, заполнении труб наполнителем с последующей гибкой, новым является то, что трубы заполняют водным раствором хромпика концентрацией 3-5 г/л, располагают трубы с водным раствором хромпика в холодильной камере с температурой -30±5°C, доводят водный раствор хромпика в трубах до кристаллизации и выдерживают трубы с наполнителем при температуре -30±5°C не менее одного часа.

Технические решения с признаками, отличающими заявляемое решение от прототипа, неизвестны и явным образом из уровня техники не следуют. Это позволяет считать, что заявляемое решение является новым и обладает изобретательским уровнем.

Предложенный способ получения кольцевых заготовок деталей гибкой стальных труб реализуется следующим образом.

Трубы из легированной стали, например, 30ХГСА отжигают для повышения пластичности. Заглушают один конец герметично резиновой пробкой, заполняют трубы водным раствором хромпика (K₂Cr₂O₇), концентрацией 3-5 г/л, располагают трубы с водным раствором хромпика в холодильной камере с температурой -30±5°C, доводят водный раствор хромпика в трубах до кристаллизации и выдерживают трубы с наполнителем при температуре -30±5°C не менее одного часа. Затем производят гибку труб с наполнителем на токарном станке с помощью оправки.

Использование льда в качестве наполнителя, полученного кристаллизацией водного раствора хромпика в трубах при температуре -30±5°C и выдержкой в течение не менее одного часа, обеспечивает при гибке получение требуемых размеров кольцевых заготовок деталей по диаметру и величине отклонения от округлости. При этом частицы растворенного хромпика выступают центрами кристаллизации и обеспечивают формирование требуемой структуры льда. Кроме того, водный раствор хромпика концентрацией 3-5 г/л является временной защитной средой от коррозии.

Повышение температуры льда сверх установленной приводит к получению эллипсности, недопустимой техническими условиями, а понижение температуры сверх установленной может повлиять на пластичность стали, что увеличит вероятность образования трещин при гибке труб. Часовая выдержка труб после кристаллизации льда при температуре -30±5°C обеспечивает стабильность технологического процесса.

Пример реализации способа получения кольцевых заготовок деталей типа камеры гибкой стальных труб

Трубы из стали 30ХГСА, диаметром ⌀25 мм и толщиной стенки 2,5 мм разрезают на мерные заготовки длиной 1310 мм. Отжигают мерные заготовки для повышения пластичности при температуре 680-700°C в течение 2 часов. Заглушают один конец мерной заготовки герметично резиновой пробкой, заполняют мерную заготовку водным раствором хромпика концентрацией 3-5 г/л, располагают трубы с водным раствором хромпика в холодильной камере с температурой -30±5°C, доводят водный раствор хромпика в трубах до кристаллизации и выдерживают трубы с наполнителем при температуре -30±5°C не менее одного часа. Затем производят гибку труб с наполнителем на токарном станке, для чего: закрепляют жестко оправку с ручьем в виде спирали из трех витков в трехкулачковом патроне, помещают заготовку с наполнителем под два ролика, расположенных один за другим, закрепленных в суппорте и имеющих возможность перемещаться по направлению вдоль оправки. Фиксируют конец мерной заготовки посредством крючка, жестко связанного с оправкой и расположенного над первым витком спирали. Включают вращение оправки и производят гибку труб. По завершении гибки свободный конец мерной заготовки выходит из-под роликов. Полученную гибкой спираль из мерной заготовки, состоящей из трех витков, вращением удаляют с оправки. Разрезают спираль на фрезерном станке на три витка и получают три кольцевые заготовки деталей с разведенными концами. После таяния льда естественным путем на воздухе, поворотом кольцевых заготовок деталей сливают из их полости воду. Затем нагревают полученные кольцевые заготовки и производят горячую правку в штампе с ручьем, имеющем диаметральный размер, равный наружному диаметру кольцевой заготовки деталей 137-138 мм.

Выдерживают кольцевую заготовку в штампе и фиксируют смыкание ее концов.

Таким образом, предложенный способ получения кольцевых заготовок деталей гибкой стальных труб обеспечивает их геометрические размеры согласно техническим условиям, прост в исполнении, экономичен, не имеет отрицательных факторов, влияющих на надежность узла и изделия в целом.