[go: up one dir, main page]

RU2053038C1 - Method of making spherical vessels - Google Patents

Method of making spherical vessels Download PDF

Info

Publication number
RU2053038C1
RU2053038C1 SU5048470A RU2053038C1 RU 2053038 C1 RU2053038 C1 RU 2053038C1 SU 5048470 A SU5048470 A SU 5048470A RU 2053038 C1 RU2053038 C1 RU 2053038C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
welded
diameter
conical
spherical
welding
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
В.Д. Мелащенко
Е.С. Сизов
Original Assignee
Малое внедренческое предприятие "Техно-авиа"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Малое внедренческое предприятие "Техно-авиа" filed Critical Малое внедренческое предприятие "Техно-авиа"
Priority to SU5048470 priority Critical patent/RU2053038C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2053038C1 publication Critical patent/RU2053038C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)

Abstract

FIELD: metal forming. SUBSTANCE: method comprises steps of bending sheet blanks in the form of half-rings to cone shells and welding them along their generatrices; providing an apex angle of the cone shell, being equal to 60 degrees, a diameter of its large base, being equal to doubled diameter of its small base and to a diameter of the spherical vessel; welding to the small base of each cone shells flat discs with formation of cone cups, being mutually welded to form a hollow welded blank; subjecting the hollow blank, had been received, to hydraulic blowing until formation of the spherical vessel. EFFECT: enlarged using range of the method. 1 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к созданию сферических емкостей, применяемых при производстве летательных аппаратов, в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности. The invention relates to the creation of spherical containers used in the manufacture of aircraft in the chemical, petrochemical and other industries.

Известен способ изготовления сосудов сферической формы, включающий раскрой листового материала на составные элементы и изготовление цилиндрической обечайки и двух днищ эллиптической формы, которые сваривают между собой и полученному полуфабрикату придают сферическую форму гидрораздувом [1]
Однако для осуществления этого необходимы специальное прессовое оборудование и формообразующая штамповая оснастка.
A known method of manufacturing vessels of a spherical shape, including the cutting of sheet material into constituent elements and the manufacture of a cylindrical shell and two elliptical bottoms, which are welded together and the resulting semi-finished product is given a spherical shape by hydraulic blowing [1]
However, to accomplish this, special press equipment and die forming tooling are required.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является способ изготовления сосудов сферической формы, включающий раскрой листового металла на составные элементы, сварку их между собой в икосаэдр и придание полученной сварной заготовке сферической формы гидрораздувом [2]
Однако встреча пяти сварных швов в одной точке приводит к снижению прочности материала в этих участках и появлению прожогов в заготовках, снижающих качество получаемых из них гидрораздувом сосудов сферической формы. Кроме того, данный способ не позволяет автоматизировать процесс сборки и сварки.
The closest to the proposed technical essence and the achieved effect is a method of manufacturing spherical vessels, comprising cutting sheet metal into components, welding them together in an icosahedron and giving the resulting welded billet a spherical shape by hydraulic blowing [2]
However, the meeting of five welds at one point leads to a decrease in the strength of the material in these areas and the appearance of burns in the workpieces, which reduce the quality of spherical-shaped vessels obtained from them by hydraulic blowing. In addition, this method does not allow to automate the assembly and welding process.

Технический результат, достигаемый при использовании предлагаемого изобретения, состоит в снижении протяженности сварных швов и, как следствие, в повышении качества изделий и снижении трудоемкости их изготовления. The technical result achieved by using the present invention consists in reducing the length of the welds and, as a consequence, in improving the quality of products and reducing the complexity of their manufacture.

Это достигается тем, что в способе изготовления сосудов сферической формы, включающем раскрой листового материала на составные элементы, сварку их между собой и придание полученной сварной заготовке сферической формы гидрораздувом, при раскрое листового материала получают два плоских диска и две листовые заготовки, сгибаемые в конические обечайки, кромки которых сваривают по образующей, при этом угол при вершине конической обечайки принимают равным 60о, диаметр большего основания удвоенному диаметру меньшего и равным диаметру сосуда сферической формы, сварку составных элементов между собой производят в два этапа, на первом из которых к меньшему основанию каждой конической обечайки приваривают плоский диск, образуя коническую чашу, а на втором этапе конические чаши сваривают между собой.This is achieved by the fact that in the method of manufacturing spherical-shaped vessels, including cutting sheet material into constituent elements, welding them together and giving the resulting welded billet a spherical shape by hydraulic blowing, when cutting sheet material, two flat disks and two sheet blanks bent into conical shells are obtained whose edges are welded along a generatrix, with the apex angle of the conical shroud 60 is determined to be of a diameter twice the diameter of the larger base and smaller than the diameter of receptacle spherical shape, the welding of the constituent elements among themselves is carried out in two stages, at the first of which a flat disk is welded to the smaller base of each conical shell, forming a conical bowl, and at the second stage the conical cups are welded together.

На фиг. 1 показана полая сварная заготовка, продольное сечение и ее изометрия; на фиг. 2 геометрические параметры составных элементов заготовки для последующей сварки их и формообразования в сосуд сферической формы; на фиг. 3-5 этапы гидрораздува сварной заготовки в сферический сосуд. In FIG. 1 shows a hollow welded billet, a longitudinal section and its isometry; in FIG. 2 geometric parameters of the constituent elements of the workpiece for their subsequent welding and shaping into a spherical vessel; in FIG. 3-5 stages of hydraulic blowing of a welded billet into a spherical vessel.

Полая сварная заготовка 1 (фиг.1) для изготовления сосуда 2 сферической формы (фиг. 5) включает два диска 3 и 4 диаметром, равным радиусу сферы Rсф Dсф/2, и две обечайки 5 и 6 в виде усеченного конуса с диаметром наибольшего основания AD (фиг.1), равным диаметру сферы Dсф, и с диаметром наименьшего основания ВС, равным 0,5 Dсф. Угол при вершине конической обечайки принимает β 60о, что обеспечивает сочетание наименьших степеней деформации сварных швов и стенки сферического изделия.The hollow welded billet 1 (Fig. 1) for the manufacture of a spherical vessel 2 (Fig. 5) includes two disks 3 and 4 with a diameter equal to the radius of the sphere R sf D sf / 2, and two shells 5 and 6 in the form of a truncated cone with a diameter the largest base AD (figure 1), equal to the diameter of the sphere D sf , and with the diameter of the smallest base of the sun, equal to 0.5 D sf . The angle at the top of the conical shell takes β 60 about , which provides a combination of the smallest degrees of deformation of the welds and the walls of the spherical product.

Для изготовления одного сосуда сферической формы диаметром Dсф или раскрое листового материала необходимо получить два плоских диска 7 диаметром d Dсф/2 и две плоские заготовки в виде полуколец 8 с наружным радиусом Rн AO' Dсф и внутренним радиусом Rвн BO' Dсф/2.For the manufacture of a single vessel of a spherical shape with a diameter of D sph or cutting a sheet of material, it is necessary to obtain two flat disks 7 with a diameter of d D sph / 2 and two flat billets in the form of half rings 8 with an outer radius R n AO 'D sph and an inner radius R vn BO' D sf / 2.

Угол охвата α разверток для получения усеченных конусов устанавливается из известного соотношения
Rн•α πDсф или α

Figure 00000001
, (1) где Rн наружный радиус развертки.The sweep angle α of the sweeps to obtain truncated cones is established from a known ratio
R n • α πD sf or α
Figure 00000001
, (1) where R n is the outer radius of the sweep.

В связи с тем что при вершине усеченного конуса угол β принят равным 60о, согласно фиг.1 имеем (при ОА Dсф/2)
Rн=

Figure 00000002
Figure 00000003
Dсф. Откуда α
Figure 00000004
π. (2)
Для получения полой заготовки 1 листовые развертки подвергают изгибу в конические обечайки 5 и 6 и сваривают по образующей с образованием угла β при их вершине, равным 60о. После этого сварку составных элементов 3, 4, 5 и 6 заготовки производят в два этапа: на первом этапе к меньшему основанию каждой из конических обечаек 5 и 6 приваривают плоские диски 3 и 4 с образованием конических чаш, при этом к одному из дисков предварительно приваривают штуцер (не показан); а на втором этапе конические чаши сваривают между собой по наибольшему диаметру оснований в полую заготовку 1.Due to the fact that at the top of the truncated cone, the angle β is taken equal to 60 about , according to figure 1 we have (with OA D sf / 2)
R n =
Figure 00000002
Figure 00000003
D sf . Whence α
Figure 00000004
π. (2)
For a hollow shell sheet 1 is subjected to bending in the scanning conical mantle 5 and 6 are welded along a generator to form an angle β with their vertex equal to about 60. After that, the welding of the constituent elements 3, 4, 5 and 6 of the workpiece is carried out in two stages: at the first stage, flat disks 3 and 4 are welded to the smaller base of each of the conical shells 5 and 6 with the formation of conical bowls, while one of the disks is pre-welded fitting (not shown); and at the second stage, conical bowls are welded together along the largest diameter of the bases into a hollow billet 1.

Затем в полученную полую заготовку 1 (фиг.3) подают через штуцер (не показан) жидкость 9, со стороны которой при помощи насосной станции создают давление для формообразования ее сначала в промежуточную форму 10, а затем в сосуд 2 сферической формы (фиг.5). Then, liquid 9 is supplied through the nozzle (not shown) into the obtained hollow billet 1 (Fig. 3), from the side of which pressure is created by means of a pumping station to form it first into an intermediate mold 10, and then into a vessel 2 of a spherical shape (Fig. 5) )

Давление жидкости q для гидрораздува полой сварной заготовки 1 в сосуд 2 сферической формы устанавливают по формуле
q

Figure 00000005
, (3) где σв предел прочности материала заготовки, кгс/см2;
So исходная толщина материала, мм;
Rсф Dсф/2 радиус сосуда сферической формы, мм.The fluid pressure q for hydroflowing a hollow welded billet 1 into a spherical vessel 2 is set according to the formula
q
Figure 00000005
, (3) where σ is the tensile strength of the workpiece material, kgf / cm 2 ;
S o the initial thickness of the material, mm;
R sf D sf / 2 radius of a vessel of spherical shape, mm.

После гидрораздува полой заготовки 1 в сосуд 2 жидкость удаляют, при этом следует иметь ввиду, что гидрораздув совмещает в себе операции по контролю герметичности и прочности изделия. After hydraulic blowing of the hollow billet 1 into the vessel 2, the liquid is removed, it should be borne in mind that hydraulic blowing combines the operations of controlling the tightness and strength of the product.

Для принятых значений угла β 60о при вершине усеченных конусов и диаметров оснований, равных Dсф и Dсф/2, получаем степень деформации сварного шва εe в заготовке по образующей конуса
εe=

Figure 00000006
Figure 00000007
Figure 00000008
0,044 4,4% (4) а осредненную степень деформации стенки сферического сосуда, получаемую при гидрораздуве рассматриваемой заготовки 1 в изделие, устанавливаем по формуле
εs=
Figure 00000009
, (5) где Fо площадь поверхности сферы;
Fθ площадь поверхности сварной заготовки.For the accepted values of the angle β 60 о at the top of the truncated cones and the diameters of the bases equal to D sf and D sf / 2, we obtain the degree of deformation of the weld ε e in the workpiece along the cone generatrix
ε e =
Figure 00000006
Figure 00000007
Figure 00000008
0.044 4.4% (4) and the average degree of deformation of the wall of a spherical vessel obtained by hydroflowing the preform 1 in the product is established by the formula
ε s =
Figure 00000009
(5) where F on the surface area of the sphere;
F θ surface area of the welded billet.

Принимая во внимание, что Fo π D 2 сф (6) и Fθ

Figure 00000010
πD 2 сф (7), согласно формуле (5) устанавливаемым
εs=
Figure 00000011
Figure 00000012
0,125 12,5% (8)
Предлагаемый способ изготовления сосудов сферической формы, характеризуемый малыми степенями по сварному шву (εe 0,044) и по поверхности (εS 0,125), способствует применению его при изготовлении сосудов сферической формы из малопластичных и труднодеформируемых материалов и сплавов (например, из титановых и молибденовых сплавов). При этом изготовление всего четырех разверток для составных элементов полой сварной заготовки осуществляется на универсальном оборудовании и без применения специальной формообразующей оснастки, а выполнение сварочных работ поддается автоматизации, что обеспечивает изготовление сосудов сферической формы при значительном снижении трудоемкости по сравнению с прототипом.Whereas F o π D 2 sf (6) and F θ
Figure 00000010
πD 2 sf (7) according to formula (5) established
ε s =
Figure 00000011
Figure 00000012
0.125 12.5% (8)
The proposed method for the manufacture of spherical vessels, characterized by small degrees of weld (ε e 0,044) and on the surface (ε S 0,125), contributes to its use in the manufacture of spherical vessels from low-plastic and difficult to deform materials and alloys (for example, from titanium and molybdenum alloys ) In this case, the manufacture of only four reamers for the constituent elements of a hollow welded billet is carried out on universal equipment and without the use of special forming tools, and welding operations can be automated, which ensures the manufacture of spherical vessels with a significant reduction in labor intensity compared to the prototype.

Claims (1)

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СОСУДОВ СФЕРИЧЕСКОЙ ФОРМЫ, включающий раскрой листового материала на составные элементы, сварку их между собой и придание полученной сварной заготовке сферической формы гидрораздувом, отличающийся тем, что при раскрое листового материала получают два плоских диска и две листовые заготовки, после чего листовые заготовки гнут в конические обечайки и кромки сваривают по образующей, при этом угол при вершине конической обечайки принимают равным 60o, диаметр большего основания - удвоенному диаметру меньшего и равным диаметру сосуда сферической формы, сварку составных элементов между собой производят в два этапа, на первом из которых к меньшему основанию каждой конической обечайки приваривают плоский диск, образуя коническую чашу, а на втором этапе конические чаши сваривают между собой.METHOD FOR MANUFACTURING SPHERICAL FORM VESSELS, including cutting sheet material into constituent elements, welding them together and giving the resulting welded billet a spherical shape by hydraulic blowing, characterized in that when cutting the sheet material, two flat disks and two sheet blanks are obtained, after which the sheet blanks are bent into conical shells and edges are welded along the generatrix, while the angle at the top of the conical shell is taken to be 60 o , the diameter of the larger base - twice the diameter of the smaller and equal to meter of a vessel of a spherical shape, the components are welded together in two stages, at the first of which a flat disk is welded to the smaller base of each conical shell, forming a conical bowl, and at the second stage the conical cups are welded together.
SU5048470 1992-06-17 1992-06-17 Method of making spherical vessels RU2053038C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5048470 RU2053038C1 (en) 1992-06-17 1992-06-17 Method of making spherical vessels

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5048470 RU2053038C1 (en) 1992-06-17 1992-06-17 Method of making spherical vessels

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2053038C1 true RU2053038C1 (en) 1996-01-27

Family

ID=21607379

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU5048470 RU2053038C1 (en) 1992-06-17 1992-06-17 Method of making spherical vessels

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2053038C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2507047C1 (en) * 2012-11-26 2014-02-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственный центр газотурбостроения "Салют" (ФГУП "НПЦ газотурбостроения "Салют") Method of producing welded thin-wall conical shell with lengthwise crimps

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Авторское свидетельство СССР N 1706765, кл. B 21D 51/08, 1992. 2. Авторское свидетельство СССР N 1017417, кл. B 21D 51/08, 1981. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2507047C1 (en) * 2012-11-26 2014-02-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственный центр газотурбостроения "Салют" (ФГУП "НПЦ газотурбостроения "Салют") Method of producing welded thin-wall conical shell with lengthwise crimps

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0195157A2 (en) Method of forming box-section frame members
EA018405B1 (en) Expanding die for manufacturing metal containers and a die system
JP2002523239A (en) Method of manufacturing tubular member
PL197310B1 (en) A method of manufacturing reinforced hydrodynamically shaped tubular structural elements and a reinforced hydrodynamically shaped tubular structural element
RU2053038C1 (en) Method of making spherical vessels
RU2053039C1 (en) Method of making vessels from sheet metal
US10150611B2 (en) Vessel head and tool and method for the production thereof
US4306342A (en) Method of manufacturing a crank arm for a welded crankshaft, and a pressing equipment for carrying out the method
RU2122477C1 (en) Method for making t-piece from tubular blank
EP0194827A2 (en) Superplastic forming
SU1174125A1 (en) Method of stamping parts with inclined flange
SU1375379A2 (en) Method of producing parts with inclined flange
SU1250355A1 (en) Method of producing articles of valve semihousing type
SU1034814A1 (en) Method of producing necks
RU2045363C1 (en) Method of making shells of sheet blanks
JPS6347528B2 (en)
SU1729661A1 (en) Method of making hollow axisymmetric articles
RU2684332C2 (en) Method of manufacturing hollow products
US2210437A (en) Blank and method for making hollow wrought metal articles
RU2049587C1 (en) Ring manufacture method
RU2047409C1 (en) Method for manufacture of enclosure in superplasticity state
RU2242310C2 (en) Method for making hollow double-wall sleeves and apparatuses for performing the same
RU2239512C1 (en) Method for making sleeve with flanges
RU2556846C1 (en) Method of producing thin-wall shells
RU2190493C2 (en) Method for making thin-wall axially symmetrical vessels