Przedmiotem wynalazku jest sposób walcowania rur poprzecznie zebrowanych mono i bimetalicznych oraz narzedzie do walcowania rurpoprzecznie zebrowanych mono i bimetalicznych, znajdujacych zastosowanie w wymien¬ nikach ciepla o róznym przeznaczeniu.Znane metody walcowania profili srubowych na po¬ wierzchniach zewnetrznych rur polegaja na dociskaniu narzedzia do rury wykonujacej ruch obrotowy i posuwisty.Ruch ten wymuszony jest zukosowaniem osi napedzanych ruchem obrotowym narzedzia wzgledem osi rury. W trakcie walcowania narzedzie wykonuje nastepujace fezy tworzenia zebra: nacinanie rury, wstepne wyciaganie zebra, formowa¬ nie ksztaltu zebra. W przypadku wytwarzania rur bimeta¬ licznych dodatkowo dogniata sie rure zewnetrzna uzebro- wana do wewnetrznej rdzeniowej. Narzedzia walcujace maja profile dostosowane do wymaganego ksztaltu zebra rury.Znane sa narzedzia wykonane z jednolitego materialu powstajace przez naciecie na ich powierzchni, zewnetrznej profilu srubowego lub pierscieniowego. Inne rozwiazanie narzedzia do walcowania rur poprzecznie zebrowanych to narzedzia segmentowe, wykonane w postaci cienkich plytek odpowiednio zaprofilowanych. Elementy narzedzi segmen¬ towych zwane krazkami walcowniczymi lub wakujacymi po zlozeniu i sztywnym skreceniu tworza narzedzie o pro¬ filu pierscieniowym.Znane sa narzedzia, w których odleglosci sasiednich profili wakujacych sa równe wielkosci jednego skoku wal¬ cowanego profilu jak równiez narzedzia, w których odleg¬ losci poszczególnych zespolów krazków walcowniczych sa 10 15 25 34 uwielokrotntone. Przykladem moze byc rolka do walcowa¬ nia profili srubowych, zwlaszcza rur zebrowanych (opis patentowy PRL nr 64772), w której odleglosc profili zespolu walcowania wstepnego od sasiadujacego z nim pierwszego profilu walcowania zasadniczego oraz odleglosc drugiego profilu walcowania zasadniczego od sasiadujacego z nim profilu walcowania wykanczajacego — formujacego ksztalt zebra, jest równa wielokrotnosci skoku wakowanego profilu srubowego, natomiast odleglosc miedzy soba profili walcowania zasadniczego jest równa wielkosci tego skoku.Inne narzedzie do walcowania rur poprzecznie zebrowa¬ nych, zwlaszcza bimetalicznych znane jest z opisu paten¬ towego PRL nr 79817. Narzedzie to sklada sie z dwóch rózniacych sie miedzy soba zespolów krazków wakujacych, a mianowicie zespolu krazków symetrycznych i zespolu krazków niesymetrycznych, polaczonych w jedna calosc.Pierwszy zespól zwany zespolem zwyklym zawiera kilka lub kilkanascie krazków, których scianki robocze sa tak jak dotychczas bylo znane obustronnie zbiezne symetrycz¬ nie o zaokraglonych wierzcholkach.Zespól drugi, zwany specjalnym ma kilka krazków, których scianki robocze sa niesymetrycznie plasko — zbiez¬ nej przy czym wierzcholki tych scianek sa zaokraglone tylko na narozach. Grubosc scianek czesci roboczej tych krazków wzrasta jedynie od strony plaskiej. Ostatni krazek dognia- tajacy o zwiekszonej srednicy zewnetrznej ma równiez nie¬ symetryczny plasko — zbiezny ksztalt scianki roboczej.Narzedzie moze pracowac na walcarce. Material w po¬ staci dwóch rur róznych metali nalozonych ma siebie lub 113 419113419 3 rury zalozonej na trzpien wprowadza Sie miedzy napedzane walce, które w stosunku do osi walcowania sa nachylone pod katem dostosowanym do zadanego skoku zeber. Ze¬ spól zwykly powoduje najpierw uksztaltowanie niskiego, szerokiego zebra, a nastepnie jego intensywne, dwustronne pocienienie z jednoczesnym zwiekszeniem wysokosci.Proces pocieniania stwarza tendencje do zwiekszenia obwodu zebra, co przy ograniczeniu promieniowego ply¬ niecia metalu w obszarze przylegajacym do wierzcholków roboczych krazków zespolu zwyklego doprowadza do utworzenia sie wciagu bezposfednio pod zebrem. W zwiazku z tym, zadaniem zespolu specjalnego jest wykonanie takiej pracy, która spowoduje, ze w koncowym etapie walcowania, utworzony wczesniej wciag znajdzie sie w obszarze bez¬ posredniego oddzialywania ostatn;ego dogniatajacego kraz¬ ka. Takie jest zadanie niesymetrycznych scianek roboczych krazków zespolu specjalnego, które wykonuja jednostronne pocienianie zebra. W koncowym etapie walcowania rury krazek dogniatajacy ma sie dostac w obszar lezacy nad utworzonym wciagiem, spowodowac jego usuniecie oraz dogniesc trwale powodujac pelne zespolenie zlozenia bi- metalicznego.Zasadnicza wada znanych sposobów walcowania rur zebrowanych jest to, ze oddzialywujace na material sily walcowania pozostawiaja w nim wysoki stan naprezen, powodujacy w czasie pracy wymiennika ciepla pekanie zeber oraz calych rur w wyniku drgan oraz zmiennych obciazen termicznych.Podczas walcowania rur bimetalicznych zasadniczym ' problemem jest uzyskanie odpowiednio duzego wcisku obu rur. Wada dotychczas znanych sposobów wytwarzania rur bimetalicznych jest to, ze w efekcie pracy narzedzia wy¬ woluje sie w materiale naprezenia, które powoduja wpraw¬ dzie dociskanie rury zewnetrznej do rury wewnetrznej (efekt dociskania) ale .równoczesnie w wyniku sil tarcia i sukcesywnego powiekszania obwodu pocienianego zebra wystepuja sily promieniowe powodujace oderwanie ma¬ terialu rury zewnetrznej od rury wewnetrznej i w konsek¬ wencji powstawanie wciagu podzebrowego.Zasadnicza wada narzedzia typu rolek jednolitych sa trudnosci wykonania smuklego profilu o malym skoku, a ponadto kazde uszkodzenie profilu czyni narzedzie bez- uzytecznym. Narzedzia: segmentowe usuwaja wprawdzie trudnosci wykonawcze indywidualnych profili krazków walcowniczych, ale powoduja oslabienie wytrzymalosci, poniewaz ze wzgledu na maly skok walcowanych zeber, krazki walcownicze,. których grubosc jest w przyblizeniu równa wielkosci skoku zeber sa cienkie i ulegaja czestemu wylamaniu lub trwalemu plastycznemu odksztalceniu.Rozwiazanie przedstawione w opisie patentowym PRL nr 64772 laczace cechy narzedzi typu rolka jednolita z ce¬ chami narzedzi segmentowych w postaci krazków walcow¬ niczych, poprzez rozsuniecie poszczególnych profili ro¬ boczych walcowania wstepnego, zasadniczego i wykancza¬ jacego ulatwia czesciowo technologie wykonania narzedzia, jednakIstosowanie tego narzedzia, ograniczone jest do wal¬ cowania rur o stosunkowo niskich zebrach.Zastosowanie w opisiepatentowym nr 79817 po wstepnym uksztaltowaniu zebra przez zespól zwykly, dogniatania za pomoca zespolu specjalnego, zlozonego z niesymetrycznie plasko-zbieznych krazków o sukcesywnie przesuwanym profilu do osi zebra, majacego spowodowac wyeliminowanie powstawania wciagu podzebrowego, w przypadku walco¬ wania bimetalowych rur o malej podzialce i duzej wysokosci zebra nie daje oczekiwanych rezultatów. Poniewaz przy 4 malej grubosci i smuklym profilu (odpowiadajacym w przy¬ blizeniu profilowi wrebu miedzyzebrowego) plasko — zbiez¬ nych niesymetrycznych czesci roboczych krazków walcow¬ niczych powstaja sprezyste lub sprezyste — plastyczne ich 5 odksztalcenia wskutek oddzialywania duzych sil — reakcji walcowanego materialu. W efekcie krazki wyginaja sie w kierunku osiowym zgodnym z kierunkiem walcowania* pracujac wtedy podobnie jak krazki walcownicze symetrycz¬ ne, nie zapewniajac uzyskania prawidlowego polaczenia 10 bimetalowego i nie gwarantujac pelnego wyeliminowania wciagów podzebrowych. Sukcesywne przesuwanie profilu krazków walcowniczych ftspolu specjalnego do osi zebra w kierunku przeciwnym w stosunku do kierunku walco¬ wania powoduje ponadto powiekszanie sil wyginajacych 15 krazki dodatkowo obnizajac trwalosc, zwlaszcza ostatnich krazków zespolu specjalnego.Istota sposobu walcowania rur poprzecznie zebrowanych jest poddanie uformowanego w znany sposób, przez na¬ cinanie, wstepne wyciaganie i uformowanie, zebra wstep- 20 nemu odprezeniu, a nastepnie przegieciu wzgledem plasz¬ czyzny prostopadlej do osi walcowania, a w przypadku walcowania rur bimetalicznych kilkakrotnemu przegieciu z jednoczesnym dogniataniem uzebrowanej rury do rury wewnetrznej, po czym zebra na rurach mono i bimetalicz- 25 nych prostuje sie.Sposobem wedlug wynalazku material wyjsciowy w po¬ staci dwóch rur róznych metali nalozonych na siebie lub rury nalozonej na trzpien wprowadza sie do walcarki wy¬ posazonej w narzedzie nacinajace rure, wyciagajace zebro, 30 po czym po uformowaniu zebra odejmuje sie od niego sily formujace, nastepnie zebro poddaje sie przeginaniu, pole¬ gajacemu na operacji zginania zebra w obie strony na calej jego wysokosci. Przeginanie wykonuje sie wzgledem plasz¬ czyzny prostopadlej do osi walcowania. W przypadku 35 walcowania rur bimetalicznych jednoczesnie z przegina¬ niem wykonuje sie dogniatanie uzebrowanej rury do rury wewnetrznej, po czym zebra prostuje sie.Zastosowanie w sposobie walcowania monometalicznycli rur poprzecznie zebrowanych wstepnego odprezania zebra 40 i przeginania pozwala na uzyskanie rur o wysokiej jakosci,, w szerokim zakresie wysokosci i podzialek zeber, pozba¬ wionych nadmiernych naprezen wewnetrznych w zebrach wywolanych wczesniejszym procesem silnych odksztalcen plastycznych walcowanego materialu. Dodatkowa zaleta 45 przeginania zeber jest ujawnienie ewentualnych wewnetrz¬ nych mikropekniec zeber powstalych w trakcie walcowania, co pozwala na wyeliminowanie wadliwie wykonanych rur przed zamontowaniem ich do wymiennika ciepla.Zastosowanie w sposobie wedlug wynalazku wstepnego 5ff odprezania bimetalowej rury wykonanej w znany sposób a polegajacego na odjeciu sil formujacych zebro (powodo¬ wanych praca krazków ksztaltujacych) powoduje wyzwa¬ lanie naprezen sprezystych w wyniku czego rura zebro^ wana traci kontakt z rura wewnetrzna (tak zwane zjawisko 55 pamieci ksztaltu). Zastosowanie po wstepnym odprezeniu: kilkukrotnego dogniatania rury uzebrowanej do rury rdze¬ niowej-wewnetrznej z jednoczesnym przeginaniem zeber powodujacymprzejsciowe uplastycznienie materialu, zwlasz¬ cza u podstawy zeber, daje w efekcie bimetaliczna; rure; 60 uzebrowana o wysokiej jakosci i trwalosci polaczenia bime- talicznego, z calkowitym wyeliminowaniem wczesniej powstajacych tak zwanych wciagów podzebrowych.Sposób walcowania rur poprzecznie zebrowanych we¬ dlug wynalazku najkorzystniej jest realizowac specjalnymi 65 narzedziami.113 419 Istota narzedzia do walcowania jur poprzecznie zebro¬ wanych jest zastosowanie w narzedziu zlozonym ze znanych symetrycznych krazków walcowniczych tworzacych sekcje: nacinania rury, sekcje wyciagania zebra i sekcje formowania ksztaltu zebra dodatkowo sekcji przeginania zeber, sklada¬ jacej sie z niesymetrycznych krazków walcowniczych: opo¬ rowego i prostujacegOj a w przypadku narzedzia do walco¬ wania rur bimetalicznyeh dodatkowo przynajmniej jednego krazka dogniatajacego odleglego o 2—6 podzialek zebra od krazka oporowego.Krazek oporowy narzedzia wedlug wynalazku posiada profil niesymetryczny, przy czym pierwsza — zgodnie z kierunkiem walcowania — czesc profilu krazka odpowiada ksztaltem profilowi ostatniego krazka formujacego, zas przeciwna czesc profilu, jest powierzchnia stozkowa o kacie wierzcholkowym 140—170°.Krazek prostujacy ma proiil niesymetryczny; pierwsza — zgodnie z kierunkiem walcowania czesc profilu jest powierzchnia stozkowa o kacie wierzcholkowym 155—170°, a druga czesc profilu odpowiada ksztaltem profilowi ostat¬ niego krazka formujacego.Krazek dogniatajacy narzedzia do walcowania rur bi- metalicznych ma profile niesymetryczne, przy czym pierw¬ szy — zgodnie z kierunkiem walcowania — posiada jedna strone profilu stozkowa o kacie wierzcholkowym 155—170°, a druga strone profilu plaska.Kolejne krazki dogniatajace maja profile naprzemian odwrócone. Srednica zewnetrzna krazków dogniatajacych jest nieco wieksza od srednicy zewnetrznej krazków for¬ mujacych, korzystnie gdy srednica zewnetrzna krazków dogniatajacych jest wieksza od srednicy zewnetrznej ostatnich krazków formujacych o 0,001—0,01 srednicy.Wszystkie krazki narzedzia posiadaja krawedzie profili zaokraglone.Dzieki swojej konstrukcji narzedzie jest trwale. Istotna role w narzedziu odgrywa krazek oporowy, który dzieki swej masywnej budowie przenosi wiekszosc obciazen osiowych powstajacych w trakcie ksztaltowania zebra. Smukle krazki formujace obciazone praca krazka oporowego nie przenoszac sil poosiowych nie zuzywaja sie szybko, po¬ niewaz nie wystepuja w nich niszczace naprezenia zginajace.Jednoczesnie krazki dogniatajace, równiez o masywnej konstrukcji, sa dostatecznie sztywne, aby w okreslonym przez konstrukcje calej sekcji przeginania zeber polozeniu skutecznie realizowaly prace dogniatania. Ponadto wspól¬ pracujace ze soba dwa krazki dogniatajace o, odpowiednich powierzchniach plaskich obejmujacych trapezowe zebro eliminuja w trakcie procesu dogniatania wystepowanie sil tarcia zmniejszajacych efekt dogniatania.Narzedzie do wytwarzania rur poprzecznie zebrowanych przedstawione jest w przykladzie wykonania na rysunku, którego fig. 1 — przedstawia prace narzedzia podczas walcowania rur bimetalicznych, a fig. 2 ¦—,prace narzedzia podczas walcowania rur monometalicznych.Narzedzie do walcowania rur bimetalicznych sklada sie z sekcji nacinajacej 1, sekcji wstepnego wyciagania zebra 2, sekcji formujacej zebro 3 — wszystkich, posiadajacych symetryczne krazki walcownicze oraz z sekcji przeginania zeber 4, o niesymetrycznych krazkach walcowniczych skladajacej sie z krazka oporowego 5, dwóch dogniatajacych krazków 6 oraz krazka prostujacego 7.Narzedzie do walcowania rur monometalicznych (fig. 2) sklada sie z symetrycznych krazków walcowniczych sekcji nacinajacej 1, sekcji wstepnego wyciagania zebra 2, sekcji formujacej zebro 3, z sekcji przeginania zeber 4, o nie¬ symetrycznych krazkach walcowniczych skladajacej -sie z krazka oporowego 5 oraz krazka prostujacego 7.Podczas pracy narzedzia krazek oporowy 5 przenosi na wal narzedzia wiekszosc sil osiowych wystepujacych podczas 5 formowania zebra. Jego masywna konstrukcja, wynikajaca z profilu zlozonego z powierzchni odpowiadajacej profilowi zebra oraz stozka o kacie, wierzcholkowym zawartym w gra¬ nicach 140—170° pozwala przenosic duze sily, a zatem wplywa bezposrednio na wielkosc sily mozliwej do ufor- 10 mowania wysokosci zebra. Stozkowa strona krazka oporo¬ wego 5 odgina zebro od jego normalnego polozenia. Zebro to trafia nastepnie na krazki dogniatajace 6, z których kazdy przegina zebro w stosunku do plaszczyzny prostopadlej do osi walcowania jednoczesnie dogniatajac rure uzebrowana 15 do rury wewnetrznej. Miedzy krazkiem oporowym 5 a pierwszym krazkiem dogniatajacym 6 pozostawiono trzy podzialki bez krazków walcowniczych. W czasie odpowia¬ dajacym przesunieciu rury o odcinek trzech podzialek nastepuje wstepna relaksacja — odprezenie rury, przez co 20 uzyskuje sie lepszy wcisk rur podczas dogniatania.Zastrzezenia patentowe 1. Sposób walcowania bimetalicznych rur poprzecznie zebrowanych przez nacinanie, wstepne wyciaganie i ufor- 25 rnowanie ksztaltu zebra oraz dogniatanie rury zewnetrznej do rury wewnetrznej, znamienny tym, ze uksztaltowane zebro poddaje sie wstepnemu odprezeniu, a nastepnie kilkakrotnemu przegieciu z jednoczesnym dogniataniem uzebrowanej rury do rury wewnetrznej, po czym zebra 30 prostuje sie. 2. Sposób walcowania monometalicznych rur poprzecznie zebrowanych przez nacinanie,-wstepne wyciaganie i ufor¬ mowanie ksztaltu zebra, znamienny tym, ze uksztalto¬ wane zebro poddaje sie wstepnemu odprezeniu, a nastepnie 35 przegieciu wzgledem plaszczyzny prostopadlej do osi wal¬ cowania, po czym zebra prostuje sie. 3. Narzedzie do walcowania bimetalicznych rur poprzecz¬ nie zebrowanych zlozone z symetrycznych krazków walcu¬ jacych tworzacych sekcje nacinania, sekcje wyciagania zebra 40 i sekcje formowania ksztaltu ?ebra, znamienne tym, ze posiada dodatkowo sekcje niesymetrycznych krazków wal¬ cowniczych zlozona z krazka oporowego (5), przynajmniej jednego krazka dogniatajacego (6) odleglego od krazka oporowego (5) o dwie do szesciu podzialek i krazka pro- 45 stujacego (7), przy czym krazek oporowy (5) posiada pierwsza — zgodnie z kierunkiem walcowania czesc profilu odpowiadajaca ksztaltem profilowi ostatniego krazka for¬ mujacego (3), a druga czesc profilu w postaci powierzchni stozkowej o kacie wierzcholkowym 140—170°, krazek do- 50 gniatajacy (6) posiada jedna czesc profilu w postaci po¬ wierzchni stozkowej o kacie Nyierzcholkoowym 155—170° a druga czesc profilu plaska, przy czym jako pierwsza w kierunku walcowania posiada cz?sc stozkowa profilu, a nastepne krazki dogniatajace (6) sa naprzemiennie od- 55 wrócone, zas srednica zewnetrzna krazków dogniatajacych (6) jest nieco wieksza od srednicy zewnetrznej krazków formujacych, a krazek prostujacy (7) posiada pierwsza zgodnie z kierunkiem walcowania czesc profilu w postaci powierzchni stozkowej o kacie wierzcholkowym 155—170°, 6o a druga czesc profilu odpowiadajaca ksztaltowi profilu ostatniego krazka formujacego (3), przy czym krazki oporowy (5), dogniatajacy (6) i prostujacy (7) maja kra¬ wedzie wierzcholkpw profili zaokraglone. 4. Narzedzie do walcowania monometalicznych rur po- 65 przecznie zebrowanych zlozone z symetrycznych krazków ,113 419 walcujacych tworzacych sekcje nacinania, sekcje wyciagania zebra i sekcje formowania ksztaltu zebra, znamienne tym, ze posiada dodatkowo sekcje niesymetrycznych krazków walcowniczych zlozona z krazka oporowego (5) i prostuja¬ cego (7), przy czym krazek oporowy (5) posiada pierwsza — zgodnie z kierunkiem walcowania czesc profilu odpo¬ wiadajaca ksztaltem profilowi ostatniego krazka formuja¬ cego (3), a druga czesc profilu w postaci powierzchni 8 stozkowej o kacie wierzcholkowym 140—170 °, krazek prostujacy (7) posiada pierwsza zodnie z kierunkiem walcowania czesc profilu w postaci powierzchni stozkowej o kacie wierzcholkowym 155—170°, a druga czesc profilu odpowiadajaca ksztaltowi profilu ostatniego krazka for¬ mujacego (3), przy czym krazek oporowy (5) i prostujacy (7) maja krawedzie wierzcholków profilu zaokraglone.Fig / Fig 2 LDD Z-d 2,\ z. 1110/1400/81, n. 105+20 egz.Cena 100 zl PL PL PL