УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕРМОПРАВКИ ОДНОГОФРОВЫХ СИЛЬФОНОВ
THERMAL FLATTENING DEVICE FOR SINGLE-CORRUGATED BELLOWS

Изобретение относится к технологии изготовления сильфонов, в частности к устройствам для правки геометрических размеров и формы сильфонов, применяемой при термической обработке.
Известно устройство, выбранное за прототип, в виде оснастки для термостабилизации сильфонов, содержащей стержень с головкой и гайкой, разъемные полукольца и взаимодействующие с ними втулки (авт.св. СССР №850701, МКП C21D 9/06, 1979). Оснастка снабжена укрепленными между полукольцами, расположенными на длине, равной гофрированной части сильфона, шпильками.
Однако данное устройство не может быть использовано для изготовления одногофровых сильфонов высокого качества, так как не позволяет производить надежную центровку и соосность цилиндрических частей одногофрового, с внутренним гофром сильфона из-за большого количества разъемных и собранных в узлы деталей оснастки.
Известно устройство для термоправки одногофровых сильфонов за счет различия коэффициентов линейного расширения оправки и сильфонов (патент RU 2277131, C21D 9/08, 2004.09.28), содержащее разъемные кольца, установленные между взаимодействующими с ними крышками, стянутыми стяжкой. Верхнее и нижнее кольца упираются торцевыми частями одно в другое и выполнены с формообразующей цилиндрической наружной поверхностью с проточкой под внутренний гофр сильфона и скосами на внутренней стороне верхнего кольца и части наружной у стороны нижнего кольца, упирающимися в скосы подпорного кольца. Скосы могут быть выполнены в виде конических поверхностей.
Известное устройство позволяет получать одногофровые сильфоны с высокой точностью геометрических размеров и производительностью производства, однако, конструкция устройства не позволяет сформировать правильную форму радиуса перехода полки сильфона в цилиндрическую поверхность.
Известно, выбранное за прототип, устройство для термоправки одногофровых сильфонов за счет различия коэффициентов линейного расширения оправки и сильфонов (патент RU 2362812, C21D 9/08, 2007.05.15), содержащее разъемные кольца, упирающиеся торцевыми частями одно в другое, стянутые стяжкой и выполненные с формообразующей наружной цилиндрической поверхностью с проточкой под внутренний гофр сильфона, скругленной к цилиндрической поверхности по радиусу. Центр радиуса смещен от образующей цилиндрической поверхности к оси оправки на величину, превышающую радиус на 0,8÷1,5 величины толщины сильфона, а сопряжение дуги радиуса с образующей цилиндрической поверхности выполнено на расстоянии 10÷15 величин толщин сильфона от полки проточки.
Известное устройство позволяет получать одногофровые сильфоны с правильной формой радиуса перехода полки сильфона в цилиндрическую обечайку сильфона, однако, конструкция устройства не позволяет обеспечить правильного положения полок сильфона.
Задачей настоящего изобретения является создание простой и технологичной конструкции устройства для термоправки одногофровых сильфонов, обеспечивающей высокое качество формирования геометрической формы сильфона.
Техническим результатом изобретения является получение одногофрового сильфона с высоким качеством перехода полок гофра сильфона в цилиндрическую обечайку и упрощение технологических операций при производстве сильфонов.
Указанная задача решается тем, что в устройстве для термоправки одногофровых сильфонов за счет различия коэффициентов линейного расширения оправки и сильфона, содержащем разъемные кольца, упирающиеся торцевыми частями одно в другое, стянутые стяжкой и выполненные с формообразующей наружной цилиндрической поверхностью с проточкой под внутренний гофр сильфона, скругленной к цилиндрической поверхности по радиусу, в стенках проточки выполнены кольцевые полости.
Кроме того, в устройстве полости выполнены по цилиндрической поверхности.
Дополнительно, в устройстве полости выполнены по конической поверхности.
Кроме того, в устройстве минимальная ширина проточки меньше ширины гофра сильфона.
Дополнительно, в устройстве в гофр сильфона установлены U-образные упругие полукольца, толщина которых больше минимальной ширины проточки.
Изобретение поясняется рисунками, на которых
Фиг.1 - вариант устройства с цилиндрическими полостями для термоправки одногофровых сильфонов с полукольцами перед обжатием стяжкой, продольный разрез;
Фиг.2 - вариант устройства на фиг.1 после обжатия стяжкой, продольный разрез;
Фиг.3 - вариант выполнения устройства с коническими полостями, продольный разрез.
Устройство для термоправки одногофровых сильфонов содержит разъемные кольца 1 и 2, которые поджимаются стяжкой 3 с гайками 4 и взаимодействуют между собой при обжатии стяжкой 3 по торцевым частям 5. Кольца 1 и 2 выполнены с формообразующей наружной цилиндрической поверхностью 6 с проточкой 7 под внутренний гофр 8 сильфона с полками 9 шириной Д и цилиндрическими обечайками 10. Проточка 7 скруглена к цилиндрической поверхности 6 по дуге с радиусом R. В стенках проточки 7 выполнены кольцевые полости в виде цилиндрической проточки 11. В варианте выполнения устройства, показанном на фиг.3, кольцевые полости выполнены в виде конической проточки 12. В гофр сильфона могут быть установлены U-образные упругие полукольца 13, толщина которых S больше минимальной ширины 5 проточки 7.
Устройство работает следующим образом.
Для термоправки на кольцо 1 надевается с небольшим зазором обечайка 10 сильфона, а в другую обечайку 10 вставляется кольцо 2. Скругление проточки 7 по дуге с радиусом R к цилиндрической поверхности 6 упрощает операцию одевания тонкостенных обечаек 10 на кольца 1 и 2 и облегчают операцию сборки сильфона на устройстве. В гофр 8 сильфона между полками 9 могут быть установлены U-образные упругие полукольца 13. Кольца 1 и 2 стягиваются между собой стяжкой 3 закручиванием гаек 7. Поскольку минимальная ширина δ проточки 7 меньше ширины Δ гофра 8 сильфона, при стяжке гофр 8 сильфона упруго деформируется и его полки 9 заходят в полости 11 (или 12). При этом, если в гофр установлены U-образные упругие полукольца 13, они также упруго деформируются (поскольку толщина S полуколец 13 больше минимальной ширины 5 проточки 7) и прижимают место перехода полок 9 сильфона в цилиндрические обечайки 10 к радиусу R округления колец 1 и 2. Собранное устройство устанавливается в печь для термообработки.
При нагревании собранного устройства с сильфоном зазор между цилиндрическими обечайками 10 и формообразующими поверхностями 6 выбирается за счет разницы в коэффициентах линейного расширения сильфона и колец 1 и 2 и происходит термоправка сильфона по установленным формообразующим поверхностям 6 и дуге радиуса R округления проточки 7 к формообразующей поверхности 6. В результате выбранных соотношений между величинами δ, Δ и S из-за разницы деформаций гофра 9 сильфона и цилиндрических обечаек 10 при термоправке часть упругих деформаций сильфона переходит в пластические деформации, в результате чего после охлаждения устройства обеспечивается правильная геометрическая форма цилиндрических обечаек 10 и радиуса 11 перехода их в полку 8 сильфона.
После охлаждения устройства вынимают стяжку 3 и кольца разъединяют, освобождая термовыправленный сильфон, между обечайками 10 которого и формообразующими поверхностями 6 колец 1 и 2 за счет различия коэффициентов линейного расширения оправки и сильфона образуется зазор, позволяющий легко снять сильфон.
При серийном производстве для термоправки собирают несколько пакетов из колец 1, 2 с сильфонами на общем стержне в стойку и проводят термообработку стойки.
Применение устройства позволяет получить одногофровый сильфон с высоким качеством перехода гофра сильфона в цилиндрическую обечайку и упростить технологические операции при производстве сильфонов.