Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМОВАНИЯ РАДИАЛЬНО-ГОФРИРОВАННЫХ ТРУБ СИЛЬФОННОГО ТИПА

Предлагаемое изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к устройствам для формования радиально-гофрированных труб сильфонного типа.

Известно устройство для формообразования радиально-гофрированных труб, применяемое при групповом методе формовки.

Оно содержит разъемную матрицу, на внутренней поверхности которой выполнены выступы и впадины, повторяющие профиль сильфона, и эластично-жидкий пуансон [1].

Образование гофра происходит за счет растяжения материала заготовки на участке гофра, при этом все гофры образуются одновременно по всей образующей сильфона.

Использование такого устройства не позволяет получить сильфон с равномерной толщиной стенки. Это устройство применяют для формообразования труб с незначительной высотой гофра.

Также известно устройство для формообразования радиально-гофрированных труб, применяющееся при последовательном методе формообразования.

Оно содержит разъемную по оси матрицу, на внутренней поверхности которой выполнены выступы и впадины, повторяющие профиль сильфона, и пуансон. Боковые поверхности пуансона снабжены двумя кольцевыми пазами, в которых установлены эластичные формующие элементы, связанные радиальными и осевым каналами с источником давления. Пуансон установлен с возможностью осевого перемещения [2].

Такое устройство позволяет отформовать сильфон с наименьшим утонением стенки трубчатой заготовки, т.к. оформление гофра происходит не за счет растяжения материала на участке гофра, а за счет свободной части заготовки в результате осевого втягивания трубы в полость впадины на матрице и тангенциального растяжения кольца трубы.

Однако и это устройство не лишено недостатков: оно имеет низкую производительность формообразования, вызванную необходимостью сбрасывать нагрузку, прикладываемую к эластичным формующим элементам после каждого цикла формовки для того, чтобы вернуть эти элементы в исходное положение и переместить пуансон вдоль оси формуемой заготовки.

Это ведет к усложнению устройства за счет необходимости оснащения его делительным механизмом, обеспечивающим заданное дискретное перемещение пуансона вдоль заготовки после каждого цикла формовки гофра.

Целью предлагаемого изобретения является изготовление радиально-гофрированных труб с равномерной толщиной стенки без перемещения пуансона вдоль оси заготовки.

Для достижения этого технического результата устройство для формования радиально-гофрированных труб сильфонного типа содержит разъемную матрицу, на внутренней поверхности которой выполнены выступы и впадины, повторяющие профиль сильфона, и пуансон.

В боковых поверхностях пуансона выполнены кольцевые пазы, в них расположены эластичные формующие элементы, связанные радиальными и осевым каналами с источником давления.

Новым в изобретении является то, что устройство снабжено цилиндрическим штоком с кольцевой выточкой на боковой поверхности. Пуансон выполнен неподвижным и имеет осевое отверстие. Цилиндрический шток установлен в осевом отверстии пуансона с возможностью возвратно-поступательного перемещения и обеспечения возможности последовательного сообщения с радиальными каналами пуансона через кольцевую выточку, причем количество эластичных формующих элементов равно количеству впадин на матрице.

На чертеже изображено предлагаемое устройство.

Устройство для формообразования радиально-гофрированных труб сильфонного типа содержит жесткую разъемную по оси матрицу 1 и пуансон 2.

На внутренней поверхности матрицы 1 выполнены выступы 3 и впадины 4, повторяющие профиль изготавливаемого сильфона.

Боковые поверхности пуансона 2 снабжены кольцевыми пазами 5. В них расположены эластичные формующие элементы 6. Количество формующих элементов 6 равно количеству впадин 4 на матрице 1. В пуансоне 2 выполнено осевое отверстие 7, в котором установлен цилиндрический шток 8, имеющий возможность возвратно-поступательного движения.

Эластичные формующие элементы 6 связаны с источником давления 9 через осевой канал 10, выполненный в штоке 8, кольцевую выточку 11 на боковой поверхности штока 8 и радиальные каналы 12 в пуансоне 2. Выточка 11 имеет возможность последовательного сообщения с радиальными каналами 12.

Пуансон 2 установлен неподвижно.

Впадины 4 матрицы 1 сообщены с дополнительным источником давления 13 каналами 14, выполненными в пуансоне 2.

Устройство работает следующим образом.

Перед выполнением операции формовки гофров пуансон 2 вводят в матрицу 1 и устанавливают эластичные элементы 6 напротив впадин 4 матрицы 1. Полуматрицы, образующие матрицу 1, разводят в радиальном направлении. Шток 8 занимает крайнее правое положение, эластичные элементы 6 сжаты (за счет своих упругих свойств) и находятся полностью в кольцевых пазах 5 пуансона 2, не выступая за его наружную поверхность.

Трубную заготовку 15 надевают на пуансон 2, смыкают матрицу 1. В осевом канале 10 и выточке 9 создают высокое гидростатическое давление. Шток 8 пуансона 2 начинает перемещаться влево.

При этом обеспечивается гидравлическая связь кольцевой выточки 11 штока 8 с первым кольцевым пазом 5 пуансона 2 (считая справа налево).

Жидкость, попадая в кольцевой паз 5, оказывает давление на эластичный элемент 6, который начинает перемещаться в радиальном направлении, формуя первый гофр сильфона. Трубная заготовка 15 при этом сокращается по длине. При дальнейшем перемещении штока 8 влево гидравлическая связь выточки 11 осуществляется и со вторым пазом 5 пуансона 2. Второй эластичный элемент 6 начинает формовку второго гофра на заготовке 15, расходуя левую часть ее длины. При этом отформованный первый гофр заблокирован первым эластичным элементом 6.

При дальнейшем перемещении штока 8 аналогично вступают в работу последующие эластичные формующие элементы 6, а предыдущие элементы 6, сдеформированные в радиальном направлении, блокируют от радиальных, осевых и тангенциальных перемещений отформованные ранее гофры трубной заготовки 15.

При перемещении штока 8 в крайнее левое положение заканчивается формование радиально-гофрированной трубы.

Возврат в исходное положение эластичных формующих элементов 6 производится следующим образом. Сбрасывается гидростатическое давление и начинается перемещение штока 8 вправо в исходное положение. При этом эластичные элементы 6 начинают перемещаться в радиальном направлении к оси пуансона 2.

Способствовать возвращению эластичных элементов 6 в исходное положение может:
1) сообщение кольцевой выточки 11 с атмосферой;
2) создание в кольцевой выточке 11 разряжения;
3) наложение дополнительной нагрузки на внешние поверхности элементов 6, для чего по каналу 14 подается давление во впадины 4 матрицы 1 от источника давления 13, например, сжатого воздуха.

Указанные варианты возврата формующих элементов 6 в исходное положение могут быть использованы самостоятельно или в комбинации друг с другом в зависимости от геометрических характеристик гофров сильфонов, эластичности элементов 6, усилий трения в зонах контакта элементов 6 со стенками кольцевых пазов 5 на пуансоне 2.

Шток 8 возвращается в исходное положение, эластичные элементы 6 также возвращаются в исходное положение, полуматрицы размыкаются и извлекается радиально-гофрированная труба (сильфон).

Все элементы устройства готовы для повторения цикла формовки.

Предлагаемое устройство имеет более высокую производительность труда и упрощенную конструкцию по сравнению с прототипом, т.к. пуансон и матрица неподвижны относительно друг друга и нет необходимости в сбрасывании нагрузки после каждого цикла формовки для перемещения пуансона, что исключает использование сложных делительных механизмов.

Источники информации, принятые во внимание при составлении заявки
1. Е.И. Исаченков. "Штамповка резиной и жидкостью", Москва, Машгиз, 1962 г., стр. 239, фиг. 168(а, б) - аналог.

2. То же, стр. 245, фиг. 172(б) - прототип.