CS245769B2

CS245769B2 - Method of tubes rolling

Info

Publication number: CS245769B2
Application number: CS821273A
Authority: CS
Inventors: Fritz Zeunert; Horst Stinnertz; Willi Hagedorn
Original assignee: Mannesmann Ag
Priority date: 1981-02-24
Filing date: 1982-02-24
Publication date: 1986-10-16
Also published as: GB2093384B; FR2500338A1; AT387732B; FR2500338B1; DD202251A5; GB2093384A; KR830008746A; JPS57139410A; DE3107824C2; IT1140130B; DE3107824A1; IT8125548A0; ATA28582A; NL8105194A; MX156528A

Abstract

A tube is rolled by means of grooved rolls supported in a reciprocable rolling stand movable backward and forward with respect to an axially fixed conical mandrel supporting the workpiece. To optimize the efficiency of the method, the total rolling work is distributed such that a major portion thereof is produced on the forward stroke and a minor portion on the backward stroke of the roll stand. Rotary indexing of the tube takes place at both the feed- and delivery dead centres, and may be from 20 DEG to 40 DEG at each centre. <IMAGE>

Description

Vynález . se týká způsobu válcování trubek, při němž se dva, nad sebou upravené kalibrovací válce, uložené ve válcovacím ústrojí, pohybují v obou směrech po trubkovém válcovaném materiálu, uloženém na axiálně pevném kuželovém trnu, přičemž poháněné válce jsou na svých obvodových plochách opatřeny zužujícími se pracovními kalibry tvaru odpovídajícímu kuželovému trnu, které na trnu vyválcovávají válcovaný materiál, přičemž válce uvolňují válcovaný materiál za účelem vyvození posuvného· pohybu a otáčení na koncích pracovních kalibrů v . obou úvratích dráhy válcovacího ústrojí.The invention. The invention relates to a method of rolling tubes in which two superimposed calibration rollers mounted in a rolling device are moved in both directions on a tube rolled material supported on an axially rigid tapered mandrel, the driven rollers having tapered working rolls on their peripheral surfaces. gauges of a shape corresponding to a tapered mandrel, which roll the rolled material on the mandrel, the rollers releasing the rolled material in order to exert a translational movement and rotation at the ends of the working gauges at. both dead centers of the rolling mill path.

Známý způsob válcování trubek spočívá v tom, že se na axiálně pevném kuželovém trnu vyválcovává opracovávaný trubkový materiál pomocí kalibrovaných válců, uložených ve válcovacím. ústrojí a pohybujících se v obou směrech. V úvrati náběhu (úvrati· na straně náběhu válcovaného· materiálu dráhy válcovacího· ústrojí) · je trubkový materiál uvolněn z prstencových válců, takže v tomto časovém úseku je dána možnost provést dopředný posun trubkového materiálu · a otáčení trubkového. ·materiálu o určitý potřebný úhel otáčení.A known method of rolling tubes consists in rolling the workpiece material on an axially rigid tapered mandrel by means of calibrated rollers mounted in a rolling mill. and moving in both directions. At the headland of the roll (the headland of the roll side of the rolling stock material of the rolling device), the tubular material is released from the annular rollers, so that in this period of time there is the possibility to advance the tubular material and rotate the tubular material. · Material by a certain required angle of rotation.

U tohoto známého· způsobu válcování se provádí dopředný posun válcovaného materiálu v úvrati náběhu, to. je před dopředeným zdvihem válcovacího ústrojí. Potřebné .otáčení válcovaného materiálu, kdy úhel otáčení leží v oblasti od 50° až 70°, se u tohoto způsobu válcování provádí rovněž v úvrati náběhu válcovacího ústrojí.In this known rolling process, a forward movement of the rolled material at the head dead point, i. before the forward stroke of the rolling device. The required rotation of the rolled material, in which the rotation angle is in the range from 50 [deg.] To 70 [deg.], Is also carried out at the headland of the rolling device in this rolling process.

Vzhledem k tomu, že u tohoto známého· způsobu. válcování je účinná válcovací práce zaměřena pouze na dopředný zdvih válcovacího ústrojí, byl tento způsob nazván „pioutnické válcování za studená“. Na zpětný zdvih válcovacího ústrojí nebyla využita žádná válcovací práce.Because of this known method. Rolling is an effective rolling work focused only on the forward stroke of the rolling mechanism, this process has been called "cold pilger rolling". No rolling work was used for the return stroke of the rolling device.

Ze spisu DE-OS 16 02 036 je již známo· vyvozovat dopředný posun válcovaného materiálu ze 100 % nebo, z větší části v úvrati výběhu dráhy válcovacího ústrojí, to· znamená před začátkem zpětného zdvihu a obtáčení válcovaného^ materiálu vyvozovat přibližně při 60° · jak v úvrati náběhu, tak také v úvrati výběhu zdvihu válcovacího· ústrojí.It is already known from DE-OS 16 02 036 to derive a 100% feed of the roll material or, for the most part, at the headland of the roll-out path, i.e. to produce a roll at about 60 ° before starting the return stroke and rolling. both at the headland and at the headland of the rolling stroke.

Ve spisu DE-OS 16 02 ·036 se uvádí, že k účelnějšímu a příznivějšímu ztvarování válcovaného· materiálu dochází tehdy, začínali vyválcování při zpětném zdvihu. Tento· návrh je však nevýhodný z následujících důvodů.DE-OS 16 02 036 discloses that a more efficient and favorable shaping of the rolled material occurs when the rolled-out rolling starts. However, this proposal is disadvantageous for the following reasons.

Při válcování za zpětného zdvihu s velkými dopřednými posuvy, vykonávanými v úvrati výběhu, musí válcovaný materiál procházet opačně proti směru pohybu pracovních válců. Tím vznikají na válcovacím trnu, na trnové tyči s opřeným trnovým ložiskem a na posuviOVých saních značné axiální síly zpětného tlaku. Vzhledem k tomu, že tyto axiální síly zpětného tlaku musí být bezvadně zachyceny válcovací stolicí za studená a přitom nemůže být překročena určitá hranice zatížení, je tím také omezena velikost dopředného· posuvu, který může být vyvozen v úvrati výběhu. Z těchto důvodů je možno· uskutečnit v úvrati výběhu pouze relativně malé dopředně posuvy. Tím nepřináší návrh podle spisu DE-OS 16 02 036 žádné zlepšení proti známým způsobům poutnického válcování za studená. Tento návrh byl učiněn, aniž by v tehdejší době existovaly praktické zkušenosti, případně teoretické základní · vědomosti techniky válcování s ohledem na navrženou techniku válcování.In reverse-stroke rolling with large forward feeds performed at the headland of the run-out, the rolled material must pass in the opposite direction to the direction of movement of the work rolls. This results in considerable axial backpressure forces on the rolling mandrel, on the mandrel with a supported mandrel bearing and on the slide carriage. Since these axial backpressure forces must be perfectly absorbed by the cold rolling mill and the load limit cannot be exceeded, this also limits the amount of forward feed that can be generated at the headland of the run-out. For these reasons, only relatively small forward feeds can be made at the headland. Accordingly, the design of DE-OS 16 02 036 does not bring any improvement over the known cold-rolling process. This proposal was made without any practical experience or theoretical basic knowledge of the rolling technique with respect to the proposed rolling technique.

Dále se ve spisu DE-OS 16 02036 navrhuje použít k navrženému samotnému vyvození dopředného· posuvu v úvrati výběhu přídavné vyvození dopředného posuvu v úvrati náběhu. Toto řešení nepřináší podstatné zvýšení celkového dopředného· posuvu (hlavní dopředný posuv v úvrati výběhu a přídavný dopředný posuv v úvrati náběhu), jelikož přídavným dopředným vyvozením posuvu v úvrati náběhu a tedy s nutným řadicím zdvihem v úvrati náběhu a následkem v podstatě zkrácených délek pracovních kalibrů a tím zvýšených válcovacích sil se zvětší axiální síly zpětného· tlaku na zpětný zdvih. Tím musí být opět zredukována velikost přípustného posuvu v úvrati výběhu tak dalece, že zmíněný návrh nepřináší ve srovnání se způsobem poutnického válcování za studená žádné zvýšení výkonu.Furthermore, it is proposed in DE-OS 16 02036 to use the additional forward feed at the headland of the run-in for the proposed propulsion alone. This solution does not significantly increase the total forward feed (main forward feed at the headland and additional forward feed at the headland), since the additional forward feed of the feed at the headland and thus the necessary shift stroke at the headland and consequently substantially reduced working caliber lengths. and thus the increased rolling forces increase the axial back pressure of the back stroke. As a result, the permissible displacement at the headland of the run-out must again be reduced to such an extent that the design does not bring any increase in performance in comparison with the cold-rolling process.

Při otáčení válcovaného materiálu a daném úhlu otáčení pro válcovaný materiál, navrženém ve spisu DE-OS 16 02 036, · pro trn s trnovou tyčí a náběhové a výběhové upínací pouzdrlo o hodnotě přibližně 60°, jak v úvrati náběhu, tak také v úvrati výběhu dráhy válcovacího ústrojí, je · zapotřebí také pro· otáčení v úvrati výběhu značnější řadicí zdvih. Oproti způsobu poutnického válcování za studená, při němž posun a otáčení začínají v úvrati náběhu, se ztrácí tento· řadicí zdvih délky pracovních kalibrů a tím délka válcovací práce. Vzhledem k tomu, že veliklost posuvu je v zásadě jednoduše proporcionální délce pracovních kalibrů, znamená podstatné zkrácení délky pracovních kalibrů podstatné zmenšení velikosti posuvu, takže u zmíněného· návrhu dochází ve srovnání s dosud používaným způsobem poutnického· válcování za studená dokonce ke zmenšení výkonu.When rotating the rolled material and the given angle of rotation for the rolled material proposed in DE-OS 16 02 036, · for a mandrel rod and a lead-in / run-out chuck of approximately 60 °, both at the lead-in and in the lead-out In order to be able to rotate at the headland of the run-out, a greater shift stroke is required. In contrast to the cold pilger rolling method, in which the displacement and rotation begin at the headland of the inlet, this shift stroke is lost in the length of the working gauges and thus the length of the rolling work. Since the feedrate is in principle simply proportional to the length of the working gauges, a substantial reduction in the length of the working gauges means a substantial reduction in the feed size, so that the design even reduces performance compared to the pilgrim cold rolling method used hitherto.

Při zvážení těchto nevýhod byla předloženému vynálezu stanovena úloha vyvinout způsob válcování trubek již zmíněného’ druhu, jímž by bylo.' možné dosáhnout optimálního zvýšení výkonu ve srovnání se· způsobem poutnického válcování za studená a to· podstatným zvýšením celkové práce válcování trubek za studená a tím dosáhnout odpovídajícího: zvýšení využití válcovny.Considering these disadvantages, the object of the present invention is to provide a method of rolling tubes of the aforementioned type, which would be. it is possible to achieve an optimum increase in performance compared to the way of cold pilger rolling by substantially increasing the total work of the cold rolling of the tubes and thus achieving a corresponding increase in the utilization of the rolling mill.

Pro· řešení úlohy se podle vynálezu navrhuje, že převážná část celkové práce válco5 vání se využije na dopředný zdvih dráhy válcovacího ústrojí, zaměřené na pohyb válcovacího ústriojí v obou směrech a menší část celkové práce válcování na zpětný zdvih dráhy válcovacího ústrojí. Poidstata vynálezu spočívá v tom, že celkové otáčení válcovacího materiálu činí při každém pohybu válcovacího* ústrojí v obou směrech 50 až 70°, přičemž úhel otáčení v úvrati náběhu činí 20 až 40° a úhel otáčení v úvrati výběhu 20 až 40°.In order to solve the problem, it is proposed according to the invention that a major part of the total rolling work is used for the forward stroke of the rolling path aimed at moving the rolling mill in both directions and a smaller part of the total rolling work for the back stroke of the rolling path. It is an object of the present invention that the total rotation of the rolling stock is 50 to 70 ° in each direction of the rolling device, with the rotation angle at the headland of 20 to 40 ° and the rotation angle at the headland of 20 to 40 °.

Při prováděných pokusech válcování se ukázalo, že celková válcovací práce se při vyvozování posuvu, začínajícím výhradně v úvrati výběhu, přibližně polovičatě rozdělí pro následný zpětný zdvih válcovacího^ ústrojí a pak následný dopředný zdvih válcovacího* ústrojí.In the rolling experiments carried out, it has been shown that the total rolling work is approximately half-divided at a feed rate starting exclusively at the headland of the run-out for the subsequent return stroke of the rolling device and then the subsequent forward stroke of the rolling device.

Způsob válcování podle vynálezu, při němž se převážný podíl válcovací práce válcovacího* materiálu využije na dopředný zdvih a menší podíl na zpětný zdvih, přináší s seboiu optimální zvýšení výkonu vůči způsobu poutnického válcování za studená, jelikož jak dopředný zdvih, tak také zpětný zdvih jsou zatíženy takovým množstvím válcovací práce, že součásti válcovny za studená, obzvláště posuvové a otáčecí ústrojí, axiální ložisko trnu a válcovací ústrojí s kalibrovanými válci není při poutníčkem válcování za studená více zatěžováno než poutnic к á válcovna za studená a nemusí být proto měněna. Při navrženém způsobu má menší podíl celkové válcovací práce takovou velikost, která představuje jmenovitou válcovací práci na zpětný zdvih, dovolující ve srovnání se způsobem poutnického válcování za studená podstatné zvýšení celkových posuvových hodnot.The rolling method according to the invention, where the bulk of the rolling work of the rolling material is used for the forward stroke and less for the back stroke, provides the optimum performance increase over the cold pillar rolling process, since both the forward stroke and the back stroke are loaded. the amount of rolling work such that the cold-rolling mill components, in particular the displacement and rotation device, the mandrel thrust bearing and the calibrated roll mill, are no more stressed by the cold-pilgrim pilgrim than the cold-rolling mill and need not therefore be changed. In the proposed method, a smaller proportion of the total rolling work is of a size that represents the nominal return stroke rolling allowing a substantial increase in the overall feed values compared to the cold pillar rolling method.

Tyto jmenovité veliko-sti menšího podílu celkové válcovací práce na zpětný zdvih jsou možné tím, že úhly otáčení pro válcovací materiál, existující u válcovací metody podle vynálezu, a to jak v úvrati náběhu, tak také v úvrati výběhu činí přibližně 20 až 40°, jelikož u těchto· malých úhlů otáčení při válcování na zpětném zdvihu jsou axiální zpětné síly na trn, trnovou tyč, axíální trnové ložisko a posuvové saně podstatně menší než při zámém úhlu otáčení, který činí 50 až 70° jak v úvrati náběhu, tak i výběhu.These nominal sizes of lesser total roll-back-stroke work are possible in that the rotation angles for the rolling stock existing in the rolling method according to the invention, both at the headland and at the headland, are approximately 20 to 40 °. since, at these low rotation angles, when rolling backward, the axial return forces on the mandrel, mandrel, thrust bearing and feed carriage are substantially smaller than at an angle of rotation of 50 to 70 ° at both the headland and the run-out .

Rozválcování rozšířené, které vzniká při válcování ve válcovací mezeře, se při polužití malých úhlů otáčení přibližně 20 až 40° v úvrati náběhu a výběhu rozdělí na příští dopředný zdvih a na příští zpětný zdvih. Tím se získá podstatná redukce axiálních sil zpětného tlaku.The extended rolling, which occurs during rolling in the rolling nip, is divided into the next forward stroke and the next return stroke at low turning angles of approximately 20 to 40 ° at the headland of the inlet and outlet. This results in a substantial reduction of the axial backpressure forces.

Mimo to poskytuje způsob válcování podle vynálezu zlepšení trubkových tolerancí, redukci rozdílů tangenciálních a podélných vnitřních napětí za studená válcovaných trubek a podstatné prodloužení životnosti válcovacích nástrojů.In addition, the rolling method of the present invention provides improved tube tolerances, reduced tangential and longitudinal internal stress variations of cold rolled tubes, and substantially extends the life of rolling tools.

Při poutníčkem válcování měděných trubek za studená s posuvem a otáčení v ú vrati náběhu při často žádaných velkých trubkových vahách (nad 400 až 500 kg) vyskytují se v poslední části každé hrudky na konci pracovního kalibru velké zpožďovací síly ve válcovaném materiálu, čímž vzniká nebezpečí, že válcovaný materiál začne provádět nežádoucí pohyby ve směru výběhu. Chce-li se tomu zabránit, je třeba z části v poslední oblasti každé hrudky snížit pracovní rychlost válcovacího ústrojí, což pak by znamenalo snížení využití.With the cold pilger of the cold-rolling copper tube with the feed and rotate at the head of start at the often desired large tube weights (above 400 to 500 kg), there are large retarding forces in the rolled material at the end of each lump. that the rolled material starts to make undesirable movements in the direction of the run-out. In order to prevent this, the working speed of the rolling device must be reduced in part in the last region of each lump, which in turn would mean a reduction in utilization.

Použije-li se válcovací způsob podle vynálezu při vyválcovávání měděných trubek s odpovídajícími velkými vahami hrudek, sníží se při válcování podstatně zpožďovací síly, takže se zabrání redukci pracovní rychlosti válcoivny za studená.If the rolling method according to the invention is used for rolling copper pipes with correspondingly large lump weights, the retarding forces are substantially reduced during rolling, so that the cold working speed of the rolling mill is prevented.

U způsobu podle vynálezu se dále při malých úhlech otáčení přibližně 20 až 40° a při rozdělení celkové válcovací práce podle vynálezu na dopředný a zpětný zdvih sníží podstatně síla, potřebná pro vyvození posuvu (síly pro uvolnění trnu). V důsledku malých sil pro uvolnění trnu a malých zpětných sil se dosáhne toho, že u způsobu válcování podle vynálezu pracuje válcovna za studená podstatně klidněji než za použití známého způsobu poutnického válcování za studená. Způsobem válcování podle vynálezu se podstatně sníží hladina zvuku válcovny za studená.Furthermore, in the method according to the invention, at the low rotation angles of approximately 20 to 40 ° and when the total rolling work according to the invention is divided into forward and reverse strokes, the force required to apply the feed (mandrel release force) is substantially reduced. Due to the small mandrel release forces and the small return forces, the cold rolling mill of the invention achieves a substantially quieter operation than with the known cold rolling mill method. By means of the rolling process according to the invention, the sound level of the cold rolling mill is substantially reduced.

Ukázalo· se, že navržený způsob válcování lze obzvlášť s výhodou použít tehdy, použije-li se к provádění způsobu poutnická válcovna za studená s prstencovými kalibrobacími válci, při němž je použito zařízení pomocí něhož je úhel otáčení (celkový úhel odvinutí) použitých prstencových kalibrovacích válců₄ vztaženo na průměr části kružnice válcovacích osových pastorků, zatímco každý dopředný, případně zpětný zdvih je větší než 330°. To znamená, že řadicí zdvih pro dopředný zdvih a/nebo· otáčení válcovacího materiálu v úvrati výběhu v hubici kalibru prstencových válců a tím při dtopředném posuvu nebo otáčení v úvrati výběhu není ovlivňována délka pracovních kalibrů prstencových válců.It has been shown that the proposed rolling process can be used particularly advantageously when a cold pilger mill with annular calibrating rollers is used to carry out the process using a device using a rotation angle (total unwinding angle) of the annular calibrating rollers used. ₄ relative to the diameter of the circle portion of the rolling axle pinion, while each forward or backward stroke is greater than 330 °. That is, the shift stroke for the forward stroke and / or rotation of the rolling stock at the dead center of the annular cylinder caliber and thus the longitudinal working calibers of the annular cylinders are not affected by the forward feed or rotation at the dead center.

Válcovny za studená tohoto typu, které jsou například popsány v německé patentové přihlášce P 23 29 526.3, jsou mimo- to opatřeny mechanickým otáčecím zařízením pro- otáčení válcovaného materiálu, při němž je nutná řadicí doba proporcionální vytvářené velikosti úhlu otáčení.Cold rolling mills of this type, for example as described in German patent application P 23 29 526.3, are additionally provided with a mechanical rotary device for rotating the rolled material, which requires a shift time proportional to the magnitude of the rotation angle produced.

Při použití způsobu podle vynálezu se u takovéto válcovny za studená dostavují následující výhody:When using the process according to the invention, such a cold mill has the following advantages:

Vzhledem к tomu, že velikost úhlu otáčení v mrtvém bodě náběhu činí pouze 20 až 40° oproti velik-osti úhlu otáčení od 50 do 70° při způsobu poutnického válcování za studená, může být redukována doba řazení v úvrati náběhu rovněž přibližně na polovinu. Toto řešení poskytuje nadproporcionální zkrácení řadicího zdvihu v úvrati ná245769Since the magnitude of the angle of rotation at the ramp-up point is only 20 to 40 ° compared to the angle of rotation from 50 to 70 ° in the cold pilger rolling process, the shift time at the headland can also be reduced by approximately half. This solution provides above-proportional shifting of the shift stroke at dead center

8 běhu a tím může být odpovídajícím způsobem prodloužena délka pracovních kalibrů (přibližně 15 až 20%), aniž by se měnil průměr prstencových válců, které se používají u konvenčních dlouhozdvižných poutnických válcovacích stolic za studená. Z toho· vyplývá obzvlášť dlouhý zdvih, pomocí něhož je umožněno odpovídající zvýšení celkového posuvu, to znamená celková válcovací práce na válcovaném materiálu při každém pohybu v obou směrech válcovacího· ústrojí.The length of the working gauges (about 15 to 20%) can be extended accordingly without changing the diameter of the annular rollers used in conventional long-range cold pilger mill stands. This results in a particularly long stroke, which allows a corresponding increase in the total feed, i.e. the total rolling work on the rolled material with each movement in both directions of the rolling device.

Vzhledem k tomu, že velikosti úhlu otáčení v uvrati výběhu činí u nového válcovacího způsobu přibližně 20 až 40°, je po třebné prodloužení zdvihu válcovacího -ústrojí u válcovny za studená, která použije způsob podle vynálezu, vůči zdvihu válcovacího ústrojí, které používá způsob poutnického válcování u dlouhozdvižné poutnické válcovny za studená (například podle spisu DE-OS 23 29 526) pouze přibližně 5 až 10 · %. Tím musí být pouze nepodstatně zesílen hlavní . náhon válcovny za studená pro použití způsobu podle vynálezu, čímž se celá válcovna za studená stane jen nepodstatně těžší. Naproti tomu se však dosáhne celkové zvýšení výkonu od 40 -až 50 procent oproti výkonu známé poutu -cké válcovny za studená.Because the magnitude of the angle of rotation at the back of the runway is about 20 to 40 ° in the new rolling process, after the extension of the rolling mill stroke of the cold rolling mill using the method according to the invention is necessary compared to the rolling mill using the pilgrimage method cold rolling of the long-range pilgrimage mill (for example according to DE-OS 23 29 526) of only about 5 to 10 ·%. Thus, the main must only be insignificantly reinforced. the cold rolling mill drive for the use of the method according to the invention, whereby the entire cold rolling mill becomes only considerably heavier. On the other hand, an overall performance increase of 40 to 50 percent is achieved over the performance of the known cold rolling mill.

Claims

Method of rolling tubes by two mutually spaced, calibrated rollers mounted in a rolling mill and moving alternately in one direction and the other along a tube-like rolling material which is slid on an axially fixed conical mandrel, the driven rollers being in their The tapered circumferential surfaces are provided with working gauges whose shape corresponds to the shape of a tapered mandrel and at the ends of the working gauges in both dead positions of the trajectory of the rolling mill the rolling stock mounted on the mandrel passes freely and rotates after each displacement. the material rotates by 50 to 70 ° when moving in both directions, of which by 20 to 40 " and 20 to 40 '