СТЕНД ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ВАЛЬЦЕВАНИЯ ТЕПЛООБМЕННЫХ ТРУБ

Полезная модель относится к обработке металлов давлением и может быть использована для исследования процесса развальцовки труб в трубных решетках (досках) при изготовлении теплообменных аппаратов в различных областях техники.
Известен стенд для определения оптимальных рабочих параметров развальцовки труб, содержащий ложемент для прохождения вальцуемой трубы, вальцовку с коническими роликами, веретено с хвостовиком, соединенным с устройством вращения, выполненным в виде шпинделя с кулачковым патроном, станину с размещенным на ней суппортом с салазками, установленную на салазки подвижную каретку с датчиком осевого перемещения, размещенный на подвижной каретке держатель вальцуемой трубы и ложемента, содержащий установленный в полом корпусе на двух роликовых подшипниках ротор в виде полой трубы, соединенной с датчиком измерения силы или крутящего момента, датчики измерения частоты вращения шпинделя и корпуса вальцовочного устройства, при этом все сигналы от упомянутых датчиков подводят на входы соответствующей электронно-регистрирующей аппаратуры.
Кроме того, в известном стенде обойма вальцовки выполнена в виде полого цилиндра и снабжена размещенным в ней подшипником для поддерживания корпуса вальцовки, выполненного в виде трубы с прорезями под ролики, оси которых скрещены с осью вращения веретена под углом 1-3°, при этом конические ролики размещены в прорезях корпуса вальцовки, а веретено вальцовки выполнено с одного конца с хвостовиком, а с другого конца, в области контакта с роликами - в виде конуса.
(RU 2474483, B21D 39/06, B21D 41/02, опубликовано 10.02.2013)
Известный стенд предназначен для определения оптимальных величин осевого усилия и крутящего момента, создаваемых вальцовкой, обеспечивающих требуемые характеристики соединения теплообменной трубы и трубной решетки при использовании вальцовки, у которой оси конических роликов скрещены с осью вращения веретена.
Недостаток известного стенда заключается в невозможности проведения исследований с использованием вальцовки с коническими роликами, оси которых параллельны оси вращения веретена. Процесс измерения параметров вальцевания невозможен, поскольку при вращении ролики, оси которых параллельны оси веретена, не затягивают веретено внутрь трубы.
Задачей и техническим результатом полезной модели является обеспечение определения оптимальных осевого усилия и крутящего момента вальцовки, снабженной коническими роликами, оси которых параллельны оси вращения веретена.
Технический результат достигается тем, что стенд для исследования процесса вальцевания теплообменных труб содержит станину с размещенными на ней приводом вальцовки с выходным валом, соединенным с веретеном вальцовки, салазками, с размещенной на салазках подвижной кареткой, соединенной с установленном на станине датчиком осевого перемещения каретки, а также размещенный на подвижной каретке полый корпус, с закрепленным внутри него на двух роликовых подшипниках полый ротор, соединенный с датчиком измерения крутящего момента, устанавливаемые внутри ротора ложемент для прохождения вальцуемой трубы и вальцуемая труба, а также размещаемую в вальцуемой трубе вальцовку, содержащую обойму с опорным подшипником поддержки корпуса вальцовки, снабженного прорезями для размещения конических роликов, конические ролики и веретено вальцовки, причем привод вальцовки выполнен с возможностью одновременного вращения и осевого перемещения выходного вала, а оси прорезей для размещения конических роликов выполнены параллельными оси вращения веретена вальцовки.
Технический результат также достигается тем, что веретено вальцовки выполнено с одного конца с коническим хвостовиком для соединения с выходным валом привода вальцовки, а с другого конца, в области контакта с роликами - в виде конуса; каретка в нижней части снабжена осями с подшипниками, установленными на направляющих салазках; ложемент выполнен в виде шайбы или обрезка трубы, с толщиной, превышающей толщину вальцуемой трубы; все сигналы от датчиков подведены к входам соответствующей электронно-регистрирующей аппаратуры.
Устройство стенда по полезной модели может быть проиллюстрировано рисунком, представленным на фиг. 1 и 2, где:
1 - станина;
2 - привод вальцовки;
3 - выходной вал привода вальцовки;
4 - веретено с конусным хвостовиком;
5 - салазки;
6 - подвижная каретка;
7 - полый корпус;
8 - роликовый подшипник;
9 - полый ротор;
10 - ложемент;
11 - вальцуемая труба;
12 - обойма;
13 - опорный подшипник поддержки;
14 - корпус вальцовки с прорезями;
15 - конические ролики;
16 - прорезь для размещения ролика;
17 - рычаг датчика измерения крутящего момента;
18 - датчик осевого перемещения каретки.
Работает стенд для исследования процесса вальцевания следующим образом.
На станине 1 размещают и закрепляют привод вальцовки 2 с выходным валом 3, причем привод вальцовки выполнен с возможностью одновременного вращения и осевого перемещения выходного вала 3. Выходной вал 3 соединяют с коническим хвостовиком веретена 4. С другого конца, в области контакта с коническими роликами 15, веретено вальцовки 4 выполнено в виде конуса. После этого собирают вальцовку.
Вальцовка включает обойму 12 с опорным подшипником 13 поддержки корпуса вальцовки 14 с прорезями 16 для размещения конических роликов 15, причем оси прорезей 16 для фиксации конических роликов выполнены параллельными оси вращения веретена вальцовки. После установки в прорези конических роликов 15 на вальцовку надевают вальцуемую трубу 11 и всю сборку одевают на веретено вальцовки 4.
Затем на станину 1 устанавливают направляющие салазки 5, на которой размещена подвижная каретка 6, способная к перемещению параллельно оси веретена вальцовки 4. Для этого каретка 6 в нижней части снабжена осями с подшипниками, установленными на направляющих салазках 5. На подвижной каретке 6 закреплен полый корпус 7 внутри которого на двух роликовых подшипниках 8 размещен полый ротор 9, соединенный рычагом 17 с датчиком измерения крутящего момента. В полый ротор 9 помещают ложемент 10 в виде шайбы или обрезка трубы, с толщиной, превышающей толщину вальцуемой трубы, имитирующий трубную доску. Ложемент 10 фиксируют с полым ротором 9. После этого салазки устанавливают таким образом, чтобы вальцуемая труба 11 с размещенной внутри нее веретеном 4 прошла через ложемент 10 до упора корпуса вальцовки в ложемент 10. Затем салазки 5 жестко фиксируют к станине 1, а подвижную каретку 6 соединяют с датчиком осевого перемещения 18 каретки.
Определение осевого усилия и крутящего момента вальцовочной машины производят при вращении веретена 4 и одновременном его перемещении по оси вальцуемой трубы 11. Вращающееся и перемещающееся веретено 4 через трение вызывает вращение роликов 15 и обоймы 12, а также за счет осевого перемещение прижимает ролики 15 к внутренней поверхности трубы 11. Происходит радиальная деформация вальцуемой трубы 11. Развиваемый реактивный крутящий момент воспринимается через рычаг 17 датчиком (тензодатчиком) измерения крутящего момента, а осевое усилие через каретку 6 и соединительный стержень воспринимается датчиком (тензодатчиком) осевого перемещения каретки 23. При этом сигналы датчиков подводят на входы соответствующей электронно-регистрирующей аппаратуры.
Из представленного видно, что полезная модель обеспечивает достижение поставленного технического результата - определение осевого усилия и крутящего момента вальцовочной машины, снабженной коническими роликами, оси которых параллельны оси вращения веретена.