СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ШАРОБАЛЛОНА
PRODUCTION OF BALL-CYLINDER

Изобретение относится к области машиностроения, в том числе к производству жидкостных ракетных двигателей. Шаробаллон используется для хранения газа, подаваемого в баки компонентов топлива для их вытеснения в двигатель.
Известен способ изготовления шаробаллона, включающий штамповку двух одинаковых полусфер и их сварку между собой с помощью съемной подкладки («Конструкция и проектирование жидкостных ракетных двигателей». Под редакцией проф. Г.Г.Гахуна, М.: Машиностроение, 1989, с.335-337 - ближайший аналог).
Недостатком данного способа является необеспечение качества сварки, что не гарантирует отсутствие проплава.
Техническим результатом, на достижение которого направлено данное изобретение, является снижение массы шаробаллона, сокращение трудоемкости его изготовления, повышение качества и надежности.
Данный технический результат достигается с помощью способа изготовления шаробаллона, заключающегося в штамповке двух полусфер и их сварке между собой с помощью подкладки. Шаробаллон изготавливают из двух несимметричных полусфер. Большую полусферу шаробаллона выполняют глубокой вытяжкой с цилиндрической частью. Затем подвергают обжиму, формируя наибольший диаметр шаробаллона и часть сферы. Отдельно штампуют меньшую полусферу. Сварку обеих полусфер выполняют по диаметру, меньшему диаметра сферы. Причем используемая подкладка образуется за счет утолщения стенки цилиндрической части большей полусферы при глубокой вытяжке и обжиме.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлена последовательность операций для изготовления шаробаллона.
Способ изготовления шаробаллона осуществляют следующим образом.
Шаробаллон изготавливают из двух несимметричных полусфер: большей и меньшей. Из листовой заготовки (I) глубокой вытяжкой за 2-3 перехода получают заготовку большей полусферы с цилиндрической частью в форме «стакана» со сферическим днищем (II). Перед обжимом, для снятия нагартовки, выполняют промежуточные отжиги. Цилиндрическую часть подвергают обжиму, формируя наибольший диаметр шаробаллона и часть сферы (III). Известно, что наиболее опасное сечение шаробаллона расположено на наибольшем радиусе, в зоне сварного шва. Предлагаемое изобретение позволяет вывести самое слабое место - сварной шов - из наиболее нагруженного сечения и до 10% уменьшить толщину и массу стенки, а также снизить напряжение в зоне сварного шва. При глубокой вытяжке толщина стенки цилиндрической части утолщается, кроме того, дополнительно она утолщается при обжиме, что позволяет использовать остающуюся подкладку для сварки обеих полусфер. Высоту цилиндрической части подбирают опытным путем таким образом, чтобы утолщение стенки при обжиме не превышало 10% и исключалось гофрообразование из-за потери устойчивости. Отдельно за 1-2 перехода штампуют меньшую полусферу. Сварку обеих полусфер выполняют по диаметру, меньшему диаметра сферы, при этом протяженность сварного шва становится меньше, снижается трудоемкость сварки, рентгена, зачисток и т.д. (IV).
Пример.
Для изготовления шаробаллона используют материалы с высокой удельной прочностью, например высокопрочную сталь Х16Н6Ш. Изготавливают шаробаллон из двух несимметричных полусфер. Большую полусферу изготавливают из листовой заготовки толщиной 3-6 мм. За 2-3 перехода глубокой вытяжки штампуют «стакан» со сферическим днищем. Перед обжимом, для снятия нагартовки, выполняют промежуточные отжиги.
При глубокой вытяжке и обжиме цилиндрическая часть утолщается на 15-20%, с 3-6 мм до 3,6-7,2 мм. Утолщение стенки используют при подрезке торца как подкладку. Меньшую полусферу штампуют за 1-2 перехода. Сварку обеих полусфер выполняют по диаметру, меньшему диаметра сферы.
Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет снизить массу шаробаллона, сократить трудоемкость его изготовления, повысить качество и надежность.