способ изготовления сварной тонкостенной конической обечайки с продольными гофрами

Классы МПК:B23K31/02 пайка или сварка
B23K37/04 для установки и крепления изделий в положении для сварки 
B21D51/12 изделий с гофрированными стенками 
Автор(ы):, , , , , ,
Патентообладатель(и):Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственный центр газотурбостроения "Салют" (ФГУП "НПЦ газотурбостроения "Салют") (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2012-11-26
публикация патента:

Изобретение относится к области сварочного производства и может быть использовано в процессах изготовления методами сварки тонкостенных обечаек с элементами жесткости в виде продольных гофр, используемых, например, в качестве теплового экрана сопла ГТД. Способ заключается в том, что производят формирование сегментов обечайки с продольными гофрами, затем размещают сегменты на основании, которое выполнено в виде усеченного конуса с фланцем на его торце большего диаметра и ложементами, расположенными на его конической поверхности вдоль образующих. При этом сегменты размещают гофрами в ложементы, а затем предварительно фиксируют на основании. После этого на основании коаксиально ему поверх сегментов размещают жесткий обжимной каркас, выполненный в виде конической рамы, состоящей из торцевых фланцев, один из которых большего диаметра выполнен кольцевым, соединенных между собой продольными планками с установленными на них прижимными элементами. Кольцевой фланец рамы и фланец основания стягивают друг с другом, а затем производят окончательную фиксацию сегментов путем прижатия их прижимными элементами к конической поверхности основания, сварку продольных стыков смежных сегментов, расфиксацию полученной обечайки и снятие ее с основания. Изобретение позволяет упростить процесс изготовления тонкостенных обечаек, расширить технологические возможности путем получения гофрированных обечаек и обеспечить высокую точность параметров получаемой конструкции без проведения дополнительной термообработки. 6 ил. способ изготовления сварной тонкостенной конической обечайки   с продольными гофрами, патент № 2507047

способ изготовления сварной тонкостенной конической обечайки   с продольными гофрами, патент № 2507047 способ изготовления сварной тонкостенной конической обечайки   с продольными гофрами, патент № 2507047 способ изготовления сварной тонкостенной конической обечайки   с продольными гофрами, патент № 2507047 способ изготовления сварной тонкостенной конической обечайки   с продольными гофрами, патент № 2507047 способ изготовления сварной тонкостенной конической обечайки   с продольными гофрами, патент № 2507047 способ изготовления сварной тонкостенной конической обечайки   с продольными гофрами, патент № 2507047

Формула изобретения

Способ изготовления сварной тонкостенной конической обечайки с продольными гофрами, включающий формирование сегментов обечайки с продольными гофрами, размещение сегментов на основании, выполненном в виде усеченного конуса с фланцем на его торце большего диаметра и ложементами, расположенными на его конической поверхности вдоль образующих, гофрами в ложементы, предварительную фиксацию сегментов на основании, размещение на основании коаксиально ему поверх сегментов жесткого обжимного каркаса, выполненного в виде конической рамы, состоящей из торцевых фланцев, один из которых большего диаметра выполнен кольцевым, соединенных между собой продольными планками с установленными на них прижимными элементами, стягивание друг с другом кольцевого фланца рамы и фланца основания, а затем окончательную фиксацию сегментов путем прижатия их прижимными элементами к конической поверхности основания, сварку продольных стыков смежных сегментов, расфиксацию полученной обечайки и снятие ее с основания.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области сварочного производства и может быть использовано в процессах изготовления методами сварки тонкостенных обечаек с элементами жесткости в виде продольных гофр, используемых, например, в качестве теплового экрана сопла ГТД.

Известен процесс изготовления конических обечаек, включающий размещение свариваемой обечайки в коническом обжимном каркасе, поперечное сжатие обечайки с совмещением свариваемых кромок, выравнивание ее торцов и фиксацию в требуемом положении с последующей сваркой стыков (SU 1747247, В23К 37/04, 1992 г.).

Известны также различные способы изготовления обечаек с ребрами жесткости, содержащие, например, установку обечайки в ложемент, ее фиксацию, размещение внутрь обечайки ребер жесткости и их приварку к поверхности обечайки (SU 343814, В23Р 19/02, 1972 г.); намотку на кольца жесткости тонкостенного листового материала и их приварку (SU 841880, В23К 37/04, 1981 г.); необходимое формообразование тонкостенной обечайки и приварку к ней ребер жесткости (RU 2082529, В23К 37/04, 1997 г.).

Недостатками известных технических решений являются, как правило, достаточная сложность технологического процесса, громоздкость и сложность необходимого производственного оборудования, а также дополнительное негативное влияние на конструкцию процесса как самой сварки обечайки, так и приварки к обечайке ребер жесткости. Кроме того, известные способы не позволяют изготавливать гофрированные обечайки. Задачей предлагаемого изобретения является упрощение процесса изготовления тонкостенных обечаек, расширение технологических возможностей путем получения гофрированных обечаек и обеспечение высокой точности параметров получаемой конструкции без проведения дополнительной термообработки.

Решение указанной задачи достигается тем, что производят формирование сегментов обечайки с продольными гофрами, затем размещают сегменты на основании, которое выполнено в виде усеченного конуса с фланцем на его торце большего диаметра и ложементами, расположенными на его конической поверхности вдоль образующих. При этом сегменты размещаются гофрами в ложементы, а затем предварительно фиксируются на основании. После этого на основании коаксиально ему поверх сегментов размещают жесткий обжимной каркас, выполненный в виде конической рамы, состоящей из торцевых фланцев, один из которых большего диаметра выполнен кольцевым, соединенных между собой продольными планками с установленными на них прижимными элементами. Кольцевой фланец рамы и фланец основания стягивают друг с другом, а затем производят окончательную фиксацию сегментов путем прижатия их прижимными элементами к конической поверхности основания, сварку продольных стыков смежных сегментов, расфиксацию полученной обечайки и снятие ее с основания.

Изобретение поясняется чертежами, где:

на фиг.1 показан сегмент конической гофрированной обечайки;

на фиг.2 показано основание устройства для сборки;

на фиг.3 показан обжимной каркас;

на фиг.4 показано поперечное сечение устройства для сборки с монтируемой обечайкой;

на фиг.5 показано сечение А-А фиг.4;

на фиг.6 показана готовая гофрированная обечайка.

Пример реализации способа.

Предложенный способ может быть осуществлен, например, на следующем устройстве для сборки конической гофрированной обечайки. Устройство для сборки сегментов 1 с гофрами с образованием тонкостенной конической обечайки 16 содержит основание 2 (фиг.2), которое выполнено в виде усеченного конуса с фланцем 3 на его торце большего диаметра. На конической поверхности основания 2 вдоль ее образующих расположены ложементы 4 для размещения в них продольных гофр. В тех ложементах 4, где производится стыковка и сварка смежных сегментов 1, выполнены продольные пазы 5 под сварочные швы, а по концам этих ложементов размещены вкладыши 6 для ввода и вывода сварного шва. Устройство снабжено элементами фиксации на основании 2 сегментов 1 собираемой обечайки 16, которые располагаются в тех ложементах 4, где не производится сварка сегментов 1, и выполнены в виде прижимных планок 7 и зажимных устройств 8 типа струбцин.

Устройство содержит также жесткий обжимной каркас, выполненный в виде конической рамы (фиг.3), состоящей из торцевых фланцев 9 и 10, один из которых 9, большего диаметра, выполнен кольцевым. Фланцы 9 и 10 соединены между собой продольными планками 11 с установленными на них прижимными элементами 12, которые выполняются, например, в виде пружинных, винтовых и т.п. фиксаторов. Продольные планки 11 расположены по конической поверхности, которая при размещении рамы на основании 2 коаксиальна конической поверхности основания. Вкладыши 6 для ввода и вывода сварного шва могут быть выполнены с поджимом к сегментам 1 собираемой обечайки посредством упругих элементов 13, расположенных, например, на внутренней поверхности торцевого фланца 10.

Следует отметить, что количество ложементов 4 на основании 2 может быть любым, соответствующим количеству гофр обечайки, а количество и размещение ложементов 4 с пазами 5 и вкладышами 6 для проведения сварки зависит от количества собираемых сегментов 1, т.е. количества их стыков.

В рассматриваемом примере используются два сегмента обечайки с общим количеством гофр - четыре. Также может быть любым количество продольных планок 11 и прижимных элементов 12 конической рамы, что зависит от конкретных технологических условий и используемых материалов.

Способ реализуется следующим образом.

На основании 2 размещают подготовленные сегменты 1 обечайки 16 гофрами в ложементы 4 и фиксируют в тех из них, где не производится сварка, посредством прижимных планок 7 и зажимных устройств 8, для установки которых во фланце 3 выполнены отверстия 14. Далее, на основании 2 с закрепленными на ней сегментами 1 обечайки устанавливается коническая рама (обжимной каркас), при этом фланцы 3 основания и 9 рамы стягиваются болтами 15, вкладыши 6 поджимаются к торцу сегментов 1 упругими элементами 13. С помощью прижимных элементов 12, установленных на продольных планках 11, производится плотный прижим сегментов 1 к основанию 2, что позволяет существенно снизить тепловые деформации при сварке и избежать последующей дополнительной термообработки. Собранная и зафиксированная таким образом обечайка перемещается на сварочное место, где производится сварка продольных стыков 17 сегментов 1 обечайки, расположенных в ложементах 4, где стыкуются кромки смежных сегментов. После этого убираются болты 15, разжимаются элементы 12 и снимается обжимной каркас. Расфиксируются зажимные устройства 8, снимаются прижимные планки 7 и вкладыши 6 и готовая обечайка 16 (фиг.6) снимается с основания 2.

Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2507047

patent-2507047.pdf

Класс B23K31/02 пайка или сварка

способ электродуговой сварки неповоротных кольцевых швов трубопроводов -  патент 2529127 (27.09.2014)
узел сварного соединения трубопровода (варианты) -  патент 2527226 (27.08.2014)
соединение металлических труб -  патент 2526133 (20.08.2014)
способ приварки вывода в полупроводниковом приборе -  патент 2525962 (20.08.2014)
способ соединения узла "труба-трубная решетка" сваркой трением -  патент 2524468 (27.07.2014)
способ сварки трубопроводов без предварительного подогрева стыков -  патент 2521920 (10.07.2014)
сварное соединение металлических труб с внутренней пластмассовой трубой -  патент 2519534 (10.06.2014)
сварное соединение труб с внутренним покрытием -  патент 2518992 (10.06.2014)
металлическая труба с внутренней пластмассовой трубой и втулкой подкладной -  патент 2518770 (10.06.2014)
труба с двойными стенками, способ изготовления трубы с двойными стенками и парогенератор -  патент 2518654 (10.06.2014)

Класс B23K37/04 для установки и крепления изделий в положении для сварки 

Класс B21D51/12 изделий с гофрированными стенками 

стальная цилиндрическая оболочка -  патент 2384381 (20.03.2010)
способ изготовления внутреннего и наружного зубчатых венцов на тонкостенных цилиндрических полых изделиях -  патент 2379150 (20.01.2010)
способ изготовления многослойного сильфона -  патент 2365453 (27.08.2009)
способ изготовления труб с винтовыми гофрами и устройство для его осуществления -  патент 2365452 (27.08.2009)
штамп для формообразования сильфонов -  патент 2354481 (10.05.2009)
способ формообразования особотонкостенных многослойных сильфонов -  патент 2343033 (10.01.2009)
способ изготовления одногофрового сильфона -  патент 2341348 (20.12.2008)
способ изготовления гофрированной трубы, предпочтительно жаровой, технологический комплекс для изготовления гофрированных труб, предпочтительно жаровых, стан для гофрирования трубчатых заготовок, предпочтительно при изготовлении жаровых труб, устройство для локального разогрева токами высокой частоты трубы при прокатке ее гофр, гофрированная труба, предпочтительно жаровая -  патент 2330743 (10.08.2008)
способ изготовления сильфона -  патент 2281179 (10.08.2006)
устройство для формования сильфона -  патент 2229356 (27.05.2004)
Наверх