Профессиональный анализ технологии штамповки в машиностроении заводов по обработке трубчатых пластин

Thread Content

Трубчатая пластина – это деталь, в которой в круглой стальной пластине делаются отверстия, немного больше по диаметру, чем у внешнего диаметра трубы; труба вставляется в эти отверстия и закрепляется путем сварки. При расчете фиксированной трубчатой пластины для различных режимов работы с температурным перепадом вычисляются осевые напряжения корпуса, осевые напряжения теплообменных труб, а также сила растяжения между теплообменными трубами и трубчатой пластиной q. Если хотя бы один из этих показателей не соответствует требованиям прочности (или устойчивости), то необходимо использовать экспансионные узлы. При расчете прочности фиксированной трубчатой пластины, когда толщина пластины уже определена и усилителей деформации не используется, иногда прочности пластины оказывается недостаточно. Однако при использовании усилителей деформации толщина пластины может стать достаточной. В этом случае также можно использовать уплотнительные элементы для снижения толщины трубной пластины, однако решение должно приниматься на основе комплексной оценки таких факторов, как расход материалов, сложность производства, безопасность и экономическая эффективность. В теплообменниках с фиксированными трубчатыми пластинами часто используются угловые уплотнители, которые обладают такими преимуществами, как компактная и простая конструкция, хорошие экспансионные свойства и низкая стоимость. Точность обработки трубчатых пластин, в частности допуски по расстоянию между отверстиями для труб, диаметру труб, их вертикальности и гладкости, в значительной степени влияют на процесс сборки и эксплуатационные характеристики вышеупомянутого химического оборудования. По мере увеличения размеров химического оборудования и электростанций диаметр трубных пластин также становится все больше; трубные пластины диаметром 4–5 м являются довольно распространенными. Особенностями крупных трубчатых пластин являются большое количество трубных отверстий, их плотная расположенность, малый диаметр отверстий, большая глубина, а также высокие требования к точности и гладкости поверхности. Для трубчатых пластин контейнеров третьего и четвертого классов давления требуется высокая точность; традиционные методы обработки отверстий включают нанесение линий с помощью инструментов для резки и сверление с использованием шпиндельного инструмента. По мере увеличения размеров химических резервуаров диаметр трубчатых пластин также увеличивается, а их толщина становится больше. Для обработки трубчатых пластин используется цифровое управление; часто применяются цифровые сверлильные станки для создания отверстий, в сочетании с сверлами на шарнирной основе. Использование обрабатывающих центров для высокоэффективной и точной обработки отверстий также постепенно начинает приниматься некоторыми крупными предприятиями. Спрос на крупные толстостенные теплообменники растет в таких областях, как атомная энергетика, опреснение морской воды и теплообменники центрального кондиционирования воздуха. На практике для оценки способности материалов к штамповке часто используются технологические испытания, имитирующие процесс штамповки, такие как испытания на выдавливание и расширение, чтобы обеспечить качество готовой продукции и высокий уровень её соответствия стандартам. Штамповка – это метод обработки материалов, при котором с помощью пресса и форм используется внешняя сила для вызывания пластической деформации или разделения листового, полосового, трубчатого и профильного материалов. Таким образом получаются изделия нужной формы и размеров (штампованные детали). Прессование и ковка относятся к пластической обработке (или обработке под давлением); вместе они называются ковко-прессовыми технологиями. Сырьем для штамповки являются в основном стальные листы и ленты, полученные путем горячей или холодной прокатки. Прессованные детали по сравнению с литыми и коваными деталями обладают такими преимуществами, как тонкость стенок, однородность структуры, небольшой вес и высокая прочность. Штамповкой можно изготовить детали с усиливающими ребрами, бортами, неровностями или обрезами, которые трудно произвести другими методами, чтобы повысить их прочность. Благодаря использованию точных форм, точность изделий может достигать уровня микрометров, при этом сохраняется высокая повторяемость и однородность параметров. Это позволяет создавать отверстия, выступы и другие элементы. Детали, полученные путем холодной штамповки, обычно не подвергаются дальнейшей обработке резанием, или же требуется лишь незначительная обработка резанием. Точность и качество поверхности деталей, полученных методом горячего прессования, ниже, чем у деталей, полученных методом холодного прессования. Однако они все равно превосходят литые и кованые детали. При их производстве требуется меньше операций резки. Штамповка — это эффективный способ производства. С использованием комплексных пресс-форм, особенно многоступенчатых пресс-форм, на одном прессе можно выполнить несколько операций штамповки, что позволяет осуществить полностью автоматизированный процесс производства: от размотки листового материала, выравнивания его до штамповки, формовки и финишной обработки. Высокая производительность, хорошие условия труда, низкие производственные затраты; обычно можно произвести сотни изделий в минуту. По способу обработки их можно разделить на две основные категории: процессы разделения и процессы формования. Процесс разделения также называется резкой; его цель — отделить деталь, полученную путем штамповки, от листа металла вдоль определенной контурной линии, одновременно обеспечив соответствие качества получаемого среза установленным требованиям. Цель процесса формовки — добиться пластической деформации листового металла без его разрушения с целью получения детали нужной формы и размеров. На практике в производстве часто применяется комплекс различных операций к одной детали. Резка, сгибание, резание, выдавливание, расширение, спиральное формование и коррекция — это несколько основных технологий штамповки. Поверхностные и внутренние свойства металлических листов, используемых для штамповки, оказывают значительное влияние на качество готовой продукции. От материала требуется, чтобы толщина его была точной и однородной; поверхность — гладкой, без пятен, царапин и трещин; прочность на сжатие должна быть однородной, без выраженной зависимости от направления; коэффициент удлинения также должен быть высоким; соотношение прочности к удлинению — низким; степень упрочнения при обработке — низкой. Помимо гидравлических прессов для формовки толстых листов, в качестве оборудования для штамповки обычно используются механические прессы. Основой является современный высокоскоростной механический пресс с несколькими рабочими станциями; к нему добавляются устройства для размотки материала, выравнивания его поверхности, сбора готовой продукции и её транспортировки, а также хранилище форм и устройство для быстрой замены форм. Все это управляется с помощью компьютерных программ, что позволяет создать высокопроизводительную автоматическую линию для штамповки в трех координатах.