DE2825008A1

DE2825008A1 - Verfahren zum pilgerschrittwalzen von rohren und walzwerk zu dessen durchfuehrung

Info

Publication number: DE2825008A1
Application number: DE19782825008
Authority: DE
Inventors: Michail A Bitnyj; Gennadij V Filimonov; Ivan P Gremjakov; Vladimir M Kolesov; Vasilij P Pedas; Petr I Poluchin; Ivan N Potapov; Igor M Rauschenbach; Petr A Rodionov; German D Styrkin; Aleksandr V Uchov; Anatolij G Vinogradov
Original assignee: Moskovsky Institut Stali I Splavov
Current assignee: Moskovsky Institut Stali I Splavov
Priority date: 1977-06-08
Filing date: 1978-06-07
Publication date: 1979-01-11
Also published as: FR2393618A1; IT1096510B; FR2393618B1; ES470613A1; IT7824353A0; JPS5433858A; SU735343A1; BR7803688A; ES470614A1; JPS5617963B2; DE2825008C2

Description

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Moskovskij Institut Stali i Splavov P 67 348-M-61

7. Juni 1978 Moskau/UdSSR _L/Kdg

VERFAHREN ZUM PILGERSCHRITTWALZEN VON ROHHEiI UND WALZWSRK ZU. DEGSEN DURCHFÜHRUNG

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Rohrherstellung, insbesondere auf Verfahren zum Pilgerschrittwalzen von Rohren und auf Walzwerke zur Durchführung dieser Verfahren.

Zur Zeit wird das Rohrwalzen hauptsächlich auf mit Walzen oder Hollen versehenen Walzwerken mit beweglichen Gerüsten ausgeführt. In der Tecnnik der Rohrherstellung zeichnen sich Tendenzen zur Vervollkommnung der Walzwerke und Verfahren zum Kaltwalzen von Rohren durch Verlängerung der Formänderungszone, Verwendung von Walzen verkleinerter Abmessungen, Erhönung der Schneliäiaigkeit der Walzwerke, An-

sowie

wendung des mehradrigen Walzens und des Warmwalzens, Verbesserung der Werkzeugkalibrierung und Vorbereitungstechno-

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die
log ie für ^usgaiigsrohlinje ab .

I*ie Vergrößerung der iiubzahl der Arbeitsgerüste von

I-ichrkai tv; al ^werken erfolgt durch Verminderung des Gewichts

besseren des ArbeitsgerÜ3tes und durcn Ausgleich der sich hin- und herbewegenuGn !.lassen. Die Gewichtsverminderung des Arbeitsgerüstes führt jedoch zur Senkung der Steifigkeit des Systems: Valsen - La^er - Einbaustück - Arbeitsgerüst ständer, wcs die "iaB^eiiaui^KXSit der gewalzten Kohre und ihre Oberflächengüte mindert.

überdies führt der Sinsatz von leichteren Walzgerüsten nicht zur wesentlicher .Steigerung der Leistungsfähigkeit der .VaI 37; er ke, da deren geringe Steifigkeit zu einer Verrint"-jrung d-ji¹ V»al^kr^ft unJ folglich zu. einer Verminderung der AbrtoJui'i ües Hohl in js und der '«Valzwerkslei3tung zwingt.

Sine gewisse vergröiderung der Doppelhubzahl des Arbeitsejerüstes erreicht can durch Benutzung von Ausgleichsvorrichtungen verschiedener Typen: pneumatischen, Gewichts-_f Eeder- und anderw rtigen Vorrichtungen. Jedoch macht die Anwendung des Ausgleichs von sich bewegenden Massen die iionstruktion des Walzwerkes kompliziert und vergrößert

und die

dessen Abmessungen erhönt Anforderungen an die Herstel-

lungsgenauigkeit und Montage sehne Häufend er Walzwerke-

baugruppen.

Zum Zwecke einer Steigerung der Leistungsfähigkeit von Rohrkaltwalzwerken werden neuerdings modern.e Gerüste

zum zweiadrigen Rohrwalzen eingesetzt. Diese Gerüste haben

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ein erhöhtes Gewicht und gestatten es demnach, nur mit verringerten Ilubzahlen zu arbeiten, oder sie erfordern eine raumaufwendice Ausgleichsvorrichtung.

Mit Rollen ausgerüstete Rohrkaltwalzwerke haben eine weitgehende Verwendung zur Fertigung von besonders dünnwandigen Rohren gefunden. Bei diesen Walzwerken erfolgt zum Unterschied von Walzwerken zum Kaltwalzen von Rohren mittels Walzen die Formänderung des Rohrs auf einem zylindrischen Dorn mittels Rollen mit konstantem Kaliberhalbmesser, der dem Halbmesser des Fertigrohres gleich ist.

Beim Walzen mittels Rollen hat das Arbeitsgerüst eine Hublänge, die um das l,8-2fache die Weglänge der Rolle^größer^>

ist, d.h. größer als die Länge des zu walzenden Rohrabschnitts, was beträchtliche dynamische Kräfte bedingt, die zum Antrieb übertragen werden. Die GesamtStreckung auf Walzwerken zum Kaltwalzen von Rohren mittels Rollen erreicht selten den dreifachen Wert, weil das Rohr hauptsächlich in der Wanddicke und nur unbedeutend in dem Durchmesser heruntergewalzt wird.

Die Praxis des Betriebs von mit Rollen ausgerüsteten Walzwerken hat gezeigt, daß die Vergrößerung des Vorschubs und der Ge samt verformung je Stich zur Verminderung der Qu^Ii-

.tät der Oberfläche der Rohre und Senkung der Genauigkeit ihrer geometrischen Abmessungen führt, was in Form von Kantigkeit, Wand dickend iff er enz in Querrichtung usw. in Erscheinung tritt.

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Eine vorgenommene Analyse der bekannten Walzwerke und der Technologie des Kaltwalzens von Rohren zeigt, daß die Ooorflächenqualität und die Genauigkeit der geometrischen Abmessungen, der Rohre mit der Erhöhung der Steifigkeit des Arbeitsgerüstes und des Walzensystems höher werden und die Leistung der Walzwerke bei Gewichtsverminderung ihrer sich hin- und herbewegenden Teile steigt. Jedoch setzt die Verminderung des Gewichts des beweglichen Gerüstes die Steifigkeit desselben herab, was es nicht gestattet, die Streckung und die iJaßgenauigkeit der Rohre zu erhöhen.

Bekannt ist ferner ein Walzwerk zum periodischen Kaltwalzen von Rohren mittels nicht verschiebbaren Walzen

(GB-PS 114-9822 ). . Dieses Walzwerk besitzt ein ortsfestes Gerüst, in dem zwei Walzen angeordnet sind. Die Dornstange im Walzwerk ist mit einem Spannfutter starr verbunden, das seinerseits mittels einer Feder mit einem Schlitten gekoppelt ist. Die Vorrichtung zur Schlittenbewegung ist bei dem bekannten Walzwerk in Gestalt einer ttockentroniael ausgeführt, die eine Hut in Form einer Schleife aufweist. In diese Nut greift ein Vorsprung ein, der am Sclilittengehäuse starr befestigt ist. Im Walzwerk wird ein langer zylindrischer Dorn benutzt. Der Vorschub des Rohlings erfolgt im Walzwerk mittels einer Spindel, die mit dem Gehäuse der Vorrichtung zur Schlittenbewegung, in welchem die Trommel befestigt ist, zusammenwirkt. Beim Vorschub wird das Vorrichtungsgehäuse zum Gerüst hin ver-

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schoben. Für die Rückführung der- Stange wird dieselbe Spindel "bsnutzt.

einer Auf diesem Walzwerk können Rohre mit Verringerung

ihres Innendurchmessers um das l,5-3fache nicht gewalzt werden. Beim Umrichten des '.Valzwerks ist es notwendig, die Trommel auszuwechseln. Auf diesem Walzwerk muß der Vorschub des Rohlings zusammen mit dem Vorschub der gesamten

die

Eohrverschiebevorrichtung bewerkstelligt werden, was dynamischen, Belastungen des Antriebs vergrößert. Da bei diesem Walzwerk ein Drehwerk für das Fertigrohr fehlt, ist es unmöglich, auf einem liorn gleichzeitig zwei Rohlinge zu walzen, da das Fertigrohr nicht gedreht werden kann, welches im Spannfutter nicht eingespannt ist und nur mit den Waisen, dem Dorn und dem naciif olgenden Rohling zusammenwirkt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Pilgerschrittwalzen von Rohren und ein Walzwerk mit Walzverhältnissen und kinematischen

Verbindungen des Rohlingsvorschub- und -drehwerks, der Vorrichtung zur hin- und hergehenden Schlittenbewegung und der Vorrichtung zum Drehen des Rohrs zu schaffen, welche es ermöglichen , die Schnellaufigkeit des Walzwerkes

und auch

zu erhöhen, Rohre aus verschiedenen, darunter aus schwer verformbaren Materialien und Legierungen, beispielsweise Zirkonium, Molybdän, Titan, Niob u.a., im progressiven Fertigungsverfahren zu walzen.

"bei einem Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß Verfahren

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zum Piigereciirittwalzen von Rohren in einem ortsfesten Gerüst mit kontinuierlich, umlaufenden "tfalzen, deren

Längsprcfil ^im Arbeitsabachnitts ihrer Kaliber krummlinig ausgebildet ist, bei dem die Verschiebung des Rohlings mit dem Dorn nach vorn in Walzwichtung

deren
unter gleichzeitiger Drehung um die Längsachse

und Einstoßen einer Portion des Rohlings in die Walzen bewerkstellig /;ird, worauf während der Rückwärtsverschie- Ώ'ΐη.: aes Rohlings mit dem Dorn der Abschnitt des Rohlings auf CQZi Dorn heruntergewalzt wird, erfindungsgemäß bei der Verschiebung des Rohlings mit dem Dorn nach vorn der Rohling in bezug auf den Dorn in derselben Richtung um die Einstciisrö&e der Rohlingsportion in die Walzen versetzt wird und darm die Rückwärtsverschiebung des Rohlings mit cera Dorn mit einer Geschwindigkeit erfolgt, die der Umfangsgeschwindigkeit der Arbeitswalzen bei Beginn der Abnahme nahezu gleich kommt.

Ein derartiges Verfahren zum Pilgerschrittwalzen von

es,
Rohren gestattet Stöße der Walze gegen den Rohling

die
beim Erfassen au vermeiden, dynamischeaBeanspruchungen des

«Valzwerkes zu vermindern, emestabilität des Rohlingsvorschubs zu gewährleisten und Rohre hoher Qualität aus ver-

auch

schiedenen, darunter aus schwer verformbaren Metallen und Legierungen unter gleichzeitiger Verminderung des

durchmessers des Rohlings um etwa 1o bis 60 %

bis
der Wanddicke um IO 90% zu walzen.

Zur Durchführung des Verfahrens wird ein WaI*-

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werk vorgeschlagen, enthaltend ein ortsfestes Gerüst mit Arbeitswalzen die durch einen Hauptantrieb kontinuierlich in Drehung versetzt werden, sowie mit diesem und untereinander kinematisch verbunden ein Rohlingsvorschub- und drehwerk und ein Spannfutter zum Einspannen des Rohlings, welches gleichachsig angeordnete Muttern besitzt, die einer Vorschubspindel zugeordnet sind, die zusammen mit einer Dornstange in einem Schlitten angeordnet ist, dessen Vorrichtung zu hin- und hergehender Bewegung mit ihrer getriebenen Kurbel und ihrer Treibkurbel mit dem Hauptantrieb in kinematischer Verbindung steht, mit welchem auch ein Äohrdrehmechanismus mit in seinem Gehäuse untergebrachten Spannelementen für das Rohr kinematisch verbunden ist, wobei findung3gQmäß im Rohlingavorschub- und -drehwerk die Wellen für Vorschub und Drehung hohl mit unrundem tyuerprofil der Bohrungen zur koaxialen Unterbringung /Ln ihnenSder

^₇ sind

Vorschubspindel bzw. der Dornstange!ausgebildet, welche

Schnitts
einen dem C^uerprofil der Bohrungen der Wellen entsprechenden Querschnitt zur gemeinsamen Drehung mit ihnen und zur axialen Verschiebung relativ zu ihnen aufweisen, wobei in der Vorrichtung zur hin- und hergehenden Schlittenbewegung die Drehachsen der Treib- und der getriebenen Kurbel in bezug aufeinander versetzt sind.

Eine solche technische Lösung . es der Vorschubspindel und der Dornstange^ermöglicht } die Drehung um die eigenen Achsen und die Längsverschiebung relativ zum Rohlings-

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vorschub- und -drehwerk gleichzeitig auszuführen.

Diese technische Losung es außerdeia^gestatte t,/

die Stoße der Walze gegen den Rohling zu vermeiden, dynamischen Beanspruchungen des Walzwerks zu verringern, die Stabilität des Vorschubs des Rohlings sicherzustellen und die Hubzanl in der Hinute zu erhöhen sowie das Ein- und Umrichten des Walzwerks· schnell durchzuführen.

Zweckmäßig werden im Drehmechanismus für das

der Rohr die Spannelemente · im Gehäuse mit „Iöglichkeit der gemeinsamen elastischen Verschiebung mit dem Rohr längs der tfalzachse angeordnet.

Eine solche technische Lösung es[gestattet, spontane axiale Verschiebung des nicht fertiggewalzten Rohlings im Augenblick des Walzens der Stoßstelle zu verhindern, was wiederum die Stabilität des Vorschubs gewahrleistet. Im Folgenden ^wird ^aie Erfindung anhand.

eines Ausführungsbeispiels in zweiadriger Varian-

die
te mit Bezug auf Zeichnungen erläutert, in diesen zei-

Fig. 1-5 Anordnungsschemas der Arbeitswalzen und des Rohlings auf dem Dorn in verschiedenen Walzstadien bei der Durchführung des Verfahrens zum Pilgerschrittwalzen von Rohren gemäß der Erfindung;

Fig. 4- Schaubild der Rohlingsbewegung bei der Durchführung des Verfahrens zum Pilgerschrittwalzen gemäß der Erfindung;

eines
Fig. 5 Gesamtansicht erfindungsgemäß ausgeführten

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in Walzwerks sum Pilgerschrittwalzen von Rohren , Ansicht von

der Bedienungsseite aus;

in Fig. 6 dasselbe wie in Fig. 5 ♦ iJrauTsicht;

Fig. 7 kinematisches Schema Walzwerks zum Pilgerschrittwalzen von Rohren ausgeführt gemäß der Erfindung; Fig. 8 Vorschubwerk des Walzwerks zum Pilgersehritt-

im
walzen von Rohren» Schnitt durch die Horizontalebene, die durch die Drehachsen der Dornstangen und der Vorschubspindel verläuft;

Fig. 9 Schnitt nach Linie IX-IX der Fig. 8; Fig. IO Schnitt nach Linie X-X der Fig. 8;

Fig. 11 Hohrdremechanismus des Walzwerkes zum Pilgerschrittwalzen von Rohren, im Längsschnitt; Fig. 12 Schnitt nach Linie XII-XII der Fig. 11.

Das erfindungsgemäß Verfahren zum PiI-

gerschriftwalzen von Rohren in einem ortsfesten Gerüst 1 mit kontinuierlich umlaufenden Arbeitswalzen 2 besteht im folgenden. Ein Rohling 5 mit dem Dorn 4 wird nach vorn in vValzrichtung um eine Größe " ^ " eines durch die Walzen 2 herunterzuwalzenden Abschnitts des Rohlings 3 verschoben. Gleichzeitig wird der Rohling 3 mit dem Dorn 4 um die Längsachse gedreht und die Portion "m¹¹ des Rohlings

3 in die Walzen 2 eingestoßen. Während der Rückwärtsverschiebung des Rohlings 3 mit dem Dorn 4 wird die Portion ^Mm" des Rohlings 3 auf dem Dorn 4 heruntergewalzt. Gemäß der Erfindung wird der Rohling 3 bei seiner Verschiebung mit dem Dorn 4 nach vorn in bezug auf den Dorn

4 in derselben Richtung um die Größe des Einstoßens der

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Portion "m" des Rohlings 3 in die Walzen 2 versetzt. Die Rückwärtsverschiebung des Rohlings 3 niit dem Dorn 4 wird mit einer Geschwindigkeit vorgenommen, die der Umfangsgeschwindigkeit der Arbeitswalzen 2 im Augenblick des Abnahmebeträchtlich
beginns nahekommt. Dadurch kann ein Stoß beim

Erfassen des Rohlings 3 durch die Arbeitswalzen 2 vermieden werden.

Bei der Abnahme wird gleichzeitig die Wanddicke des Rohlings 3 um eine Größe von 10 bis 90 % gegenüber der anfänglichen Wanddicke und der Innendurchmesser um IO bis 60 % gegenüber dem Anfangsdurchmesser vermindert.

Der Abnahmewert des Rohlings 3 hängt von den Abmessungen des Kalibereinschnitts der Walzen 2 und den Abmessungen des Dorne3 4- ab. Die Quer abnies sunken des Kalibereinschnitts und des Domes 4 am Anfang des herunterzuwalzenden Abschnitts "1" entsprechen den Querabmessungen des Rohlings 3 tmd am Ende des Arbeitsabschnitts den Abmessungen des Fertigrohres. Somit verändern sich die Querabmessungen des Kalibereinschnittes und des Dorns 4· vom Maximalwert am Anfang des Arbeitsabschnittes des Kalibereinschnitts bis zum Minimalwert am Ende des Abschnittes. Das Längsprofil des Kalibereinschnitts der Walzen 2 ist längs einer Kurve ausgebildet, die ausgehend von der Querabmessung des Rohlings 3 und der Abmessung des Fertigrohres unter Berücksichtigung der Verfestigung des Materials des Rohlings* 3 bereohnet wird.

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Das Profil des Dornes wird nach, der folgenden Formel errechnet:

1 +

während sich das Profil des Kalibereinschnittes der Arbeitswalzen nach der Formel errechnet:

t
R = -5— + , worin

1 + K

bedeuten:

K,, Kp Verfestigungskoeffizienten des Walzguts,

X Abstand zwischen dem Anfang des Kalibereinschnittes

und dem Ende des errechneten Querschnitts,

D Innendurchmesser des Rohlings (3)»

R Halbmesser des Kalibereinschnitts im Abstand "χ",

D Durchmesser des Dornes (f )im,Abstand "χ",

D^ Innendurchmesser des Fertigrohres,

t_Q Wand dicke des Rohlings (3),

t-^ V/anddicke des iJ'erti^rohres.

Nach Beendigung der Rückwärtsbewegung verscniebt man den Rohling 3 und den Dorn 4 wieder nach vorn und wiederholt diese Walzzyklen bis zur Herstellung eines Fertigrohres.

Das Walzwerk zum Pilgerschrittwalzen von Rohren enthält ein ortsfestes Gerüst l( Fig. 5-?)-'mit den Arbeitswalaen 2,

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4t

die durch, den Hauptantrieb 5 in kontinuierliche Drehung versetzt werden. Die Arbeitswalzen 2 sind mit dem Hauptantrieb 5 mit Hilfe von Spindeln 6 verbunden. Der Hauptantrieb 5 ist mit einem Werk 7 zum Vorschub des Rohlings 3 und dessen Drehung mit Hill'« einer Welle 8 kinematisch verbunden. Mit dem Hauptantrieb 5 ist auch ein Spannfutter 9 zum Einspannen des Rohlings T^. verbunden, das gleichachsig angeordnete Muttern 10 und 11 mit zwischen ihnen befindlicher Feder 12 besitzt, wobei die Mutter 10 im Gehäuse 13(Fig.8) des Spann·* futters 9 feststehend angeordnet ist, während die Mutter 11 axial verschiebbar unter der Einwirkung der Feder 12 angeordnet ist. Im Gehäuse 15 sind noch Hohlspindeln 14 mit Dr eib ac ken-Sp annfuttern 15 und auswechselbaren Buchsen 16 angeordnet. Den Muttern IO und 11 des Spannfutters 9 (Fig. 8) zum Einspannen der Rohlinge 3 ist eine Vorschubspindel 17 zugeordnet, die zusammen mit Dornstangen 18 in einem Schlitten 19 montiert ist. Die auswechselbaren Buchsen 16 (Fig. 8 )wirken mit den Dornstangen 18 der Dorne 4 (Fig. ?) zusammen. Eine Vorrichtung 20 zur hin- und hergehenden Bewegung, die über Pleuel 21 mit dem Schlitten 19 verbunden ist, steht durch ihre getriebene Kurbel 22 und ihre Treibkurbel 23 mit dem Hauptantrieb 5 in kinematischer Verbindung. Der Schlitten 19 steht mit Hilfe der Dornstangen 18 und der Vorschubspindel 17 mit dem tferk 7 zum Vorschub des

zu

Rohlings 3 und dessen Drehung in Verbindung. Die im Schlitten 19 angeordneten Dornstangen 18 sind mit einer Vorrich-

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tung 24 zum Rückführen (Herausziehen ) der Dornstangen 18 kinematisch verbunden, welche aus einem Antrieb 251 einem Kettentrieb 26 und einem Wagen 27, der in Führungen eines Rahmens 28 angebracht ist, besteht. Mit dem Hauptantrieb 5 ist über ein Getriebe 29 ein Rohrdrehmechanismus JO kinematisch verbunden.

Der Rohrdrehmechanismus 30 besitzt ein ortsfestes Gehäuse Jl (Fig. 11 )mit einer Kopierschablone, die in Form von auswechselbaren Ringsektoren 32 ausgeführt ist, welche an der Innenfläche des Gehäuses 31 unbeweglich befestigt sind. Innerhalb des Gehäuses 31 ist eine von einem Stirnrad 33 antreibbare Hohlspindel 34 niit als Halbringe 35 und 36 ausgebildeten Spannelementen untergebracht. Der Halbring

35 ist in radialer Richtung unbeweglich, während der Halbring

36 über einen Stößel 37 mit einer Feder 38 zusammenwirkt, die eine Leiste 39 andrückt.

Die Leiste 39 hält Zugstangen 40 (Fig. 12) zusammen, die mit einer Traverse 41 in Verbindung stehen, in welcher eine Rolle 42 angebracht ist. Die Rolle 42 steht mit dem auswechselbaren Sektor 52 in Berührung. In der Ausbohrung der Hohlspindel 34 ist längs ihrer Drehachse eine Feder 43 (Fig. 11) untergebracht, die mit Hilfe einer Buchse 44 mit den Stirnflächen der Halbringe 35 und 36 zusammenwirkt, wodurch sich die letzteren im Gehäuse 31 zusammen mit dem gewalzten Teil des Rohrrohlings längs der Walzachse verschieben können.

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/Ib

Der Hauptantrieb 5 besitzt einen Elektromotor 45, der mit dem Getriebe 46 des Gerüstes 1 und mit einem Umformer 47 der kontinuierlichen Drehung in intermittierende verbunden ist.

Dieses Getriebe 46 und der Umformer 47 sind in bekannter Weise ausgeführt,

und werden deswegen in der vorliegenden Beschreibung eingehend nicht behandelt.

Gemäß der Erfindung sind im Werk 7 für den Vorschub des Rohlings 3 und deaaen Drehung eine Drehungswelle 48 (Fig. 6) unJ eine Vorschubwelle 49 hohl mit unrundem Querprofil der Bohrungen zur koaxialen Unterbringung in diesen) der Dcrnstangen 18 bzw. der Vorschubspindel 17/ausgeführt.

Die Vorschubspindel 17 und die Dornstangen 18 (Fig. 9 )

quer Schnitts

sind mit einem Profilschnitt, der dem Querprofil der Bohrungen der Vorschubwellen 48 entspricht, ausgeführt, im Schlitten 19 befestigt und in bezug auf die Wellen 48, 49 axial verschiebbar und zusammen mit diesen '//eilen drehbar angeordnet. Auf den Wellen 48 und 49 sind Zahnräder 5I und 50 (Fig. 8), befestigt, die über Zwiechenräder 53 und 52 sowie über ^Yechselräder 5^ und 55 und Kegelräder 56 mit einer Antriebswelle 37 verbunden sind.

Die Antriebswelle 57 ist zusammen mit den Drehungswellen 48, der Vorschubwelle 49, den Zwischenrädern 52 und 53 sowie den »Vechselrädern 5^ und 55 in einem Ortsfest en Gehäuse 50 angeordnet·

Die "KZe c hse Ir ad er 54 und 55 sind jeweils auf einer

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Welle 50 bzw. 59 angeordnet, die geschlitzte ifoden mit an diesen angel) rächt en, durch eine Gabel 63 verschiebbare Kupplungshälften 61 und 62 aufweisen. Die Kupplungshälfte 61 wirkt mit einer Welle 64 zusammen, während die Kupplungshälfte 62 mit einer auf der Welle 60 angeordneten Kupplungshälfte 65 zusammenwirkt.

jJie Vorrichtung 20 {Fig· 7 )zur hin- und hergehenden Bewegung des Schlittens 19 mit einer Welle 66 verbundene Kegelräder 67 welche die -Drehbewegung zur Treibkurbel 23 übertragen, deren Drehachse in bezug auf die Drehachse der getriebenen Kurbel versetzt ist, wodurch eine ungleichmäßige Drehung der Zahnräder 68 über Kurbeln 69 und Pleuel 21, die mit dem Schlitten 19 kinematisch verbunden sind, erzeugt wird.

in Weise

Die Arbeit des Walzwerkes geht folgender vonstatten·

Vor dem Walzbeginn werden die Dornstangen 18 (j?ig.7)des Dornes 4 vom Gerüst 1 durch die Vorrichtung 24 zur Rückführung ( zum Herausziehen) der Dornstangen abgeführt. Zugleich wird vom Gerüst 1 das Spannfutter 9 der Rohlinge 3 zurückgezogen.

vom Die zu walzenden Hohlinge 3 werden Spannfutter 9

aufgenommen.

Dann, werden die Dornstangen 18 mit den Dornen 4 in das Gerüst 1 zurückgebracht und die hinteren Enden der Dornstangen 18 mit dem Schlitten I9 starr verbunden.

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Hiernach wird das ( nicht gezeigte) System der Kühlschmierung eingeschaltet und der Elektromotor 45 des Hauptantriebs 5 in Tätigkeit gesetzt.

Die kontinuierliche gleichmäßige Drehung wird vom Elektromotor 45 über das Getriebe 46 und die Spindeln 6 auf die Arbeitswalzen 2 übertragen, die im Gerüst 1 angeordnet sind, und mit Hilfe der Welle 66 und der Kegelräder 67 wird die Drehbewegung des Elektromotors 45 zur i'reibkurbel 23 der Vorrichtung 20 zur hin- und hergehenden Bewegung des Schlittens 3 übertragen.

Die getriebene Kurbel 22 formt die gleichmäßige Drehung der Treibkurbel 23 in ungleichmäßige um. Diese ungleichmäßige Drehung wird über die Zahnräder 68 zur Kurbel 69 übertragen.

Die Kurboln 69 verochieben mit Hilfe der Pleuel 21 den ( in nicht dargestellten, führungen angeordneten Schlitten I9.

Die hin- und hergehende Bewegung des Schlittens 19 mit den Dornstan^en 18 wird über die Vorschubspindel 17» die Muttern IO und 11 auf das Spannfutter 9 übertragen. Im Spannfutter 9 sind die Rohlinge 3 eingespannt, weshalb sie und die Dorne 4 eine hin- und hergehende Verschiebung längs der '.Valzrichtung ausführen. Diese Verschiebung ist auf die Drehung der Arbeitswalzen 2 derart abgestimmt, daß die Frequenz der Bewegungen der Rohlinge 3 mit den Dornen 4 der Umdrehungszahl der Arbeitswalzen 2 gleich ist, da sie mit dem gemeinsamen Antrieb 45 kinematisch verbunden sind.

Dank diesem Umstand kann die Rückwärtsbewegung des Rohlings 3 so eingeregelt werden, daß er zu Beginn und während

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des Herunterwalzens .. durch die Walzen 2 eine Bewegungsgeschwindigkeit hat, die der Umfangsgeschwindigkeit der Arbeitswalzen 2 ziemlich nahekommt, was es gestattet,

Stöße der Arbeitswalzen 2 gegen den Rohling 3 zu vermeiden, dynamische Beanspruchungen zu vermindern und die Hubzahl in der Minute zu vergrößern, was wiederum die Möglichkeit biete t, einen dem allseitigen Zusammendrücken nahekommenden gespannten Zustand des Metalls in dem zu verformenden Umfang des Rohlings 3 erzeugen und demzufolge die Abnahme des Rohlings zu erhöhen sowie auch das' Bin- und Umrichten des Walzwerkes schnell durchzuführen.

Bei der Bewegung des Schlittens 19 nach vorn um die Länjje " ί " des Arbeitshubs wird der Rohling 3 gedreht und um die Einstoßgröße "m" der Portion des Rohlings 3 durch das Werk 7 für den Vorschub des Rohlings 3 und dessen Drehung zusätzlich nach vorn verschoben. In dieser Zeit wird der Rohling 3 in bezug auf den Dorn 4 versetzt.

Die kontinuierliche Drehung des Motors 45 wird im Umformer 47 in intermittierende Drehung umgesetzt. Diese intermittierende Drehbewegung wird über die Welle 8 zum Werk 7 für den Vorschub des Rohlings 3 und dessen Drehung übertragen. Mit Hilfe dieses Werks 7 findet die Versetzung des Rohlings 3 relativ zum Dorn 4 statt. Die Versetzung erfolgt um die Einstoßgröße "m".

Eingehender wird die Arbeit der Vorrichtungen des WaIz-

he
werks nächste^ beschrieben.

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Das Werk 7 für den Vorschub des Rohlings 3 uacl dessen

in Weise
Drehung arbeitet folgender Während der Formänderung des Rohlings 3 bewegen sich der Schlitten 19 (Fig.?) mit den an diesem befestigten Dornstangen 18 und der Vorschubspindel 17 sowie das Spannfutter 9 als ein einheitliches Ganzes dank der dem Schlitten 19 mitgeteilten zwangsläufigen Bewegung mittels der Pleuel 21 der Vorrichtung 20 zur hin- - und hergehenden Bewegung des Schlittens 19. Der Vorschub und die Drehung des Rohlings 3 wird gleichzeitig ausgeführt.

Für die Versetzung des Rohlings 3 in bezug auf den Dorn 4 um die Einstoßgröße V (Fig. 3) bei der Bewegung der beiden nach vorn wird der Vorschub des Rohlings folgerdermaßen bewerkstelligt.

Die Antriebswelle 57 (Fig. 8) erhält während der Bewe-

eine gung des Schlittens 19( Fig. 7) nach vorn periodische Drehung von dem Hauptantrieb 5( Fig. 6) über den Umformer und Kegelräder 56 Fig. ti , Zwischenräder 53ι die Kupplungshälften 65 und 62, die Welle 60, die Wechselräder und 55» die Welle 59> die Zwischenräder 52, das Zahnrad

und.
^O die Hohlwelle 49 dreht die Vorschubspindel, welche über die Muttern 10 und 11 zusätzliche Verschiebung dem sich. in Walzrichtung bewegenden Spannfutter 9 /Fig. 7/ für die Rohlinge 3 erteilt.

Die genannte Versetzung der Rohlinge 3 in bezug auf die Dorne 4 gestattet es, während des Walzvorgan^s einen kurzen Dorn 4 veränderlichen Querschnitts zu benutzen und gleich-

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zeitig den Innendurchmesser der Rohlinge 3 um eine Größe in den Grenzen zwischen 10 und 60 % unter gleichzeitiger Verminderung der Wanddicke um eine Größe in den Grenzen zwischen 10 und 90 % zu verringern.

Die Vorschubg-L'uije wird durch die Auswahl der Wechselrädern 54 und 55 (.Fig. 8 ) eingestellt. Die Mutter 10 ist in der Ausbohrung des Gehäuses 13 unbeweglich befestigt, während sich die Mutter 11 innerhalb des Spiels in der Gewindeverbindung verschiebt. Das Spiel wird während des Arbeitsablaufs durch die Feder 12 beseitigt. Eine solche Konstruktion der Gewindeverbindung ermöglicht es, das Spiel in dem

die

Gewinde zu beseitigen, vermindert dynamischen Beanspruchungen in der Verbindung Schraube - Mutter, stabilisiert den Vorschub der Rohlinge 3 und erhöht die Betriebszuverlässigkeit dieser Baueinheit.

Die Drehung der Rohrrohlinge 3 um ihre Längsachsen erfolgt von der Antriebswelle 57 (Fig. 8 )über die Kegelräder 56, die Zwischenräder 53, die Zahnräder 51 und die hohlen Drehungswellen 48 durch Drehen der Dornstangen 18. Die Dornstange!!. 18 versetzen die auswechselbaren Buchsen in Drehung, die in den Ausbohrungen der Hohlspindeln 14 starr befestigt sind, welche Dreibacken-Spannfutter 15 mit in diesen befestigten Rohlingen 3 tragen, Die Dornstangen 18 der Dorne 4 (Fig. 7) weisen auf der gesamten Länge ein kanti-

schnitts Schnitts

ges Querprofil auf, das dem Querprofil der Bohrungen der auswechselbaren Buchsen 16 (Fig. 8 )entspricht. Dadurch wird

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es möglich., die Drehung der Rohlinge 3 um ihre Längsachsen bei einer beliebigen Stellung des Spannfutters 9 (Fig. 7 ) vorzunehmen.

Während der Formänderung der Rohlinge 3 tritt die Kupp-Iung3hälfte 62( Fig. 8) mit der Kupplungshälfte 65 in Eingriff.

3ei iiotwendigkeit einer schnellen kontinuierlichen Verschiebung der Rohlinge 3» beispielsweise während des Ä'achladens des Walzwerks, wird die Kupplungshäfte 61 mit Hälfe der Gabel 63 mit der Welle 64 der schnellen Verschiebung in .Eingriff gebracht, während die Kupplungshälfte 62 hierbei von der Kupplungshälfte 65 außer Eingriff geht und die kinematische Gliederkette, die zur Drehung dient, abschaltet.

Bei der kontinuierlichen Verschiebung der Rohlinge 3 wird die Bewegung von einem Elektromotor 70 (Fig. 7 ) über die /felle 64 ( Fig. 8), die Zwischenräder 52, das Zahnrad 50, ^und die Hohlwelle 49 auf die Vorschubspindel 17 übertragen, die über die Muttern 10 und 11 das Spannfutter 9 (Fig. 7 ) mit den in ihm befestigten Rohlingen 3 verschiebt. Die Verschiebungsrichtung des Spannfutters 9 hängt von der Umlaufrienturig ^ües Elektromotors 70 ab, der umsteuerbar ausgeführt

in

Der Drehmechanismus 30 für das Rohr arbeitet folgender Weise. Das Anfcriebsstirnrad 33 (Fig. 11 \ das mit dem Hauptantrieb 5 (Fig. 7) aur Drehung der Arbeitswalzen 2 kinematisch verbunden ist, treibt ständig die Hohlspindel 34

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(Pig. 11 ) mit den auf dieser angebrachten Spannhalbringen 35 und 36, dem Stößel 37, der Feder 38, der Leiste 39» den

und
Zugstangen 40 /Pig. 12/ der Traverse 41 mit Rolle 42 an.

Während des Walzvorgangs drückt die Rolle 42, die mit den auswechselbaren Ringsektoren 32 zueaznmenwirkt, über die Traverse 41, die Zugstangen 40, die Leiste 39 und den Ct Ö-ßel 37 die Feder 38 zusammen und gibt die Spannhalbringe

35 und 36 frei, wodurch dem gewalzten Teil des Rohlings 3 freier Durchgang ermöglicht wird.

In der Periode, in der Vorschub und Drehung des Rohlings 3 erfolgen, passiert die Rolle 42 den Abschnitt zwischen den Kopierschablonen 32, was es der Feder 38 eriaögliclrc, über den Stößel 37 die Halbringe 35» 36 um den gewalzten Teil des Rohlings 3 zu spannen und den Rohling 3 zu drehen. In dieser Zeit verschieben sich die Halbringe 35»

36 elastisch zusammen mit dem Rohr in der Ausbohrung der Hohlspindel 34.

Der Rohling 3 wird so lan^e gewalzt, bis das Spannfutter 9 (Fig· 7) das Gerüst 1 erreicht. Nachdem das Spannfutter 9 das Gerüst 1 erreicht hat, schaltet man den Vorschub ab, indem die Kupplungshälften 62 und 65 (Fig. 8) außer Eingriff gebracht werden, und setzt das Walzwerk still. Danach werden die Rohlinge 9 im Spannfutter 9 losgespannt, und das Spannfutter 9 wird von dem Gerüst 1 abgeführt. Zugleich werden Dornstangen 18 mit den Dornen 4 abgeführt, und die nicht feriggewalzten Rohlinge verbleiben im Gerüst 1. Dann werden

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in üpannfutter 9 nächstfolgende von innen beschmierte Rohlinge 3 befestigt, und die Dorne 4 werden ins Gerüst 1 zurücgeführt. Alsdann wird nach Einschalten des Vorschubs durch Ineingriffbringen der Kupplungshälften 62 und 65 das Walzen fortgesetzt. Je nach dem Vorschub schiebt (stößt) der neue Rohling 3 den nicht zu Ende gewalzten Teil des alten Rohlings vor, und eine gewissen Zeit lang werden das vordere Ende des neuen Rohlings 3 und das hintere Snde des alten Rohlings gleichzeitig gewalzt.

Wenn während der Vorwärtsbewegung an der ßtoiistelle des neuen Rohlings 3 und des nicht zu Ende gewalzten Teils des alten Rohlings ein Spalt entsteht, so wird dieser Spalt durch die Wirkung der Feder 43 (X^ig· 11 )beseitigt. Zum Ausgleich der Nichtübereinstimmung der Bewegungsgeschwindigkeit des Scnlittens 19 CFig. ?) und der Geschwindigkeit der Verschiebung des zu walzenden Rohres durch die Arbeitswalzen 2 während der Abnahme sind in den Ausbohrungen des Schlittens auf Stöcken 72 CiJ¹Ig. 8) Federn 73 angeordnet, deren Kraft durch Muttern 74 regelbar ist. In einigen Fällen wird beim walzen mit Zug oder Stützdruck nur eine Feder angeordnet.

Auf diese V/eise wird die Konstanz der Vorschubgröße dee Rohlings 3 sichergestellt, was die Verhältnisse seiner Formänderung wesentlich beeinflusst und es gestattet, die Rohlingsenden ohne deren Zerstörung zu walzen und Rohre mit genauen Abmessungen auf deren gesamte I»änge herzustellen.

Der alte Rohling wird von dem neuen Rohling so lange

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«•ν

vorgeschoben, bis das Rohr das Gerüst 1 verlaßt. Nachdem das Rohr aus dem Gerüst 4 ausgetreten ist,wird Θ3 von der Rinne 71 C Fig. 5, 6), die hinter dem jJrehmechanismus J>0 für da3 zu walzende Hohr angeordnet ist, abgenommen und in maßhaltige Teile zerschnitten. Dies aber schließt das Serineiden des Rohrs nicht aus, wenn es sich in der Rinne 71 befindet.

Zum vValzen von Rohren nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es wichtig, die Ovalität des durch die Einschnitte der Arbeitswalzen 2 gebildeten Kalibers richtig zu bestimmen.

Die Vorachub^-röße kann 3ich je nach Material und Abmessungen des Rohlings 3 in den Grenzen zwischen O,Ü5 und ö,5 nun ändern. Beispielsweise wird beim Walzen von Rohren mit den Abmessungen 20 χ 0,5 rom aus nichtrostendem ütahl der Vorschub gleich 5 nim gewählt, während beim falzen von Rohren derselben Größe aus Molybdän der Vorschub gleich 2 mm genommen wird.

Die Ovalität des Kalibers muß sich über die Länge des Kalibereinschnittes in Abhängigkeit von dem Halbmesser ¹¹R" des Kalibereinschnittes und der Einstoßgröße "m" verändern.

te
Der Kalibereinschnitt soll unbedingt einen Abschnitt

mit konstantem Halbmesser zum Kalibrieren des zu walzenden Rohrs aufweisen.

Zum Walzen werden Rohlinge verwendet, die gewöhnlich durch Pressen, Walzen oder Ziehen hergestellt sind. Dies schließt aber die Benutzung von Rohlingen nicht aus, welche

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durch. Gießen oder mechanische Bearbeitung gefertigt sind.

Beim ..^:alzen von Rohren mit besonders wichtiger Zweckbestimmung überwacht man die Qualität und Temperatur der Kühl- und Schiaierflüssigkeit.

Das erfindungsgemäße Verfahren und das erfindungsgenälie Walzwerk ermöglichen maximale Abnahme des Rohlings

während eines Durchgangs zugleich sowohl am Innendurchmesser als auch an der Y»anddicke und erlauben es deshalb, die Leistung des "tfalzwerks zum Pilgerschrittwalzen vüu Rohren aus schwer verformbaren Materialien und Legierungen im Vergleich

mit den zur Zeit bekannten . Pilgerwalzwerken, die zum Walunter
zen Verwendung von V/alzen oder Rollen bestimmt sind und

nach den bekannten Verfahren arbeiten, wesentlicn zu 3tei-

7/as die Qualität der auf dem erfindungsgemäßen walzwerk

nach den erfindungsgemäßen Verfahren gewalzten Rohre anbe-

hohen

trifft, so haben Pfüfungen gezeigt, daß sie Anforderungen in bezug auf die mechanischen Eigenschaften und die ivletallstruktur gerecht werden.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wurden auf dem /•'al:5werk Köhre aus Zirkonium, nichtrostendem Stahl und anderen ..laterialien gewalzt. Hierbei wurden Rohre mit den Abmessungen von 13 χ 0,0 mm, 10 χ 0,5 mm, 10 x 0,3 mm, 7 χ 2,5 πια u.a. hergestellt.

Die Rohre von 10 χ 0,5 wurden aus einem Zirkoniumrohling von 22 χ 3 mm Größe hergestellt. Beim Prüfen diese Rohre wurde das Hauptaugenwerk auf die Me tall struktur und genauer

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auf die Richtungsgebundenheit von Einschlüssen- ilydriden-

gerichtet. Fehler an der Innen- und der Außenfläche der Rohre wurden nicht festgestellt. Die Genauigkeit der Rohre in Durchmesser betrug + 0,3 %, in der Wanddicke +

Die Abnahme der Rohre aus nichtrostendem Stahl betrug in der Wand dicke 95 %· Diese Rohre hatten eine hohe Maßgenauigkeit und eine gute Oberflächenqualität.

Die Qualität der Struktur und der mechanischen Eigenschaften des Metalles der Hohre hangt von der Abnahme ab. Als Ergebnis von vielfachen Prüfungen wurde festgestellt, daß die Qualität der Rohre in bezug auf die Struktur und die mechanischen Eigenschaften des Metalte sowie die Maßgenauigkeit erhöhten Anforderungen genügt, wenn der Rohling im Purch-

in
messer und, der Wanddicke um eine Große von mindestens 10% und wenn der Rohling Innendurchmesser um eine Größe von höchstens 60 % und η der 'A'anddlcke um eine Große von höchstens 90 % her unter gewalzt ist.

Rohre,die durch Abnahme des Rohlings um einen gegenüber den angegebenen Werten größeren Betrag hergestellt wurden,hatten eine ungenügende Qualität.

Besondere Beachtung wurde bei industriellen Prüfungen den Rohren geschenkt, deren Materialien bei erhöhten Abnahmen zum Sprödbruch neigen. Es wurde festgestellt, daß auf dem erfindungsgemäßen Walzwerk aus den genannten Materialien Rohre bei erhöhter Abnahme der Rohlinge ohne deren Zerstörung hergestellt werden können. Dies zeugt davon, daß auf diesem

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'.v'alzwerk die Bedingungen dex· Metallformänderung zur Erhöhung der technologischen Plastizität beitragen.

Die erhöhte Abnahme gestattet es, Zwiachenarbeitsgänge der '/,'arme behoiid lung und andere Operationen zu vermeiden, die notwendig sind, wenn das Rohr nit einer geringeren Abnahme während mehrerer Durchgänge gewalzt wird.

Die beim falzen nach dem erfindungsgeciäßen Verfahren hergestellten Hohre aus Zirkonium hatten dank der großen Abnahme eine hohe tangentiale Orientation von Hydriden, was sehr wichtig ist, weil dies ihre Haltbarkeit bei Verwendung ia Kernreaktoren und anderen ähnlichen Anlagen erhöht.

auch

Gute Resultate wurden beim Walzen von dickwandigen Rohren erzielt, die hauptsächlich «m Durchmesser heruntergewalzt werden. Diese Rohre wiesen eine gute Innenfläche auf.

Die gemäß der Erfindung vorgesehene Ausführung des V/alzwerkes hat es ermöglicht, seine Arbeit einfach und zuverlässig zu automatisieren.

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P 67 343-M-61 F-f-! 1INT λT-VAi.-. -Jiff- _ ργ,,,ι -it . 7« Juni ι a/ο Uspl.-f»hy,i.»-: LuyKon . 7 β MONüHENa TAiS-,- „ L/Kdg ■elρ on a-.,. · . S; F, ^. .... PATENTANSPRÜCHE: ·

1.) Verfahren zum Pilgerschrittwalzen von Rohren in einem ortsfesten Gerüst mit kontinuierlich, umlaufenden Walzen,

deren Längsprofil in Arbeitsabschnitt der Kaliber krummlinig ausgebildet ist, bei dem die

Verschiebung des Rohlings mit dem Dorn nach vorn in ϊ/alz-

deren

richtung unter gleichzeitiger Drehung um die Längsachse und Einstoßen einer Portion des Rohlings in die tfalzen benerkstelligt wird, worauf während der Rückwärtsverschiebung des Rohlings mit dem Dorn der Abschnitt des Rohlings auf dem Dorn heruntergewalzt wird, dadurch gekennze ichnet, daü bei der Verschiebung des Rohlings (3 )mit dem Dorn (4 )nach vorn der Rohling (3 ) in bezug auf den Dorn (4· ) in derselben Richtung um die Einstoßgröße der Portion (m )des Rohlings (3 ) in die Walzen (2 ) versetzt wird und dann die Rückwärtsverschiebung des Rohlings (3 )mit dem Dorn (4) mit einer Geschwindigkeit erfolgt, die der Umfangsgeschwindigkeit der Arbeitswalzen 2 im Augenblick des Abnahmebeginns ziemlich nahekommt.

2· Walzwerk zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, enthaltend ein ortsfestes Gerüst mit Arbeitswalzen, die durch einen Hauptantrieb kontinuierlich in Drehung versetzt werden, sowie mit diesem und untereinander kinematisch verbunden ein Rohlings ν or schub- und -drehwerk und ein Spannfutter zum Einspannen des Rohlings, welches gleichachsig angeordnete Muttern besitzt, die einer Vorschubspindel

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ORDINAL

zugeordnet sind, die zusammen mit einer Dornstange in einem ücrilitfcen angeordnet ist, dessen Vorrichtung zur hin- und hergehenden Bewegung mit ihrer getriebenen Kurbel und ihrer

Treibkurbel mit dem Hauptantrieb in kinematischer Verbinweiter
dung steht, mit welchem ein Rohrdrehmechanismus mit in

seinem Gehäuse untergebrachten Spannelementen für das 3ohr kinematiscn verbunden ist, dadurch gekennze lehnet, daß im Werk (J/ )für den Vorschub des itohlin_o-s (3 )und dessen Drehung eine Drehungswelle (48) und eine Vorschubwelle (49) hohl mit unrundem i^uerprofil der Bohrungen zur koaxialen Unterbringung Tin ihnen!der Vorschubspindel

(17) beziehungcweise der Dornstange (lü) ausgebildet sind,

Schnitts , ,.

welche einen dem ^uerprof il der Bohrungen der //eilen v.48,49 ) entsprechenden Querschnitt zur gemeinsaiaen Drehung mit ihnen und zur axialen Verschiebung relativ dazu aufweisen, wobei

in der Vorrichtung( 20) zur hin- und hergehenden Bewegung des Scnlittens (19.) die Drehachsen der Treib kurbel (23) und der getriebenen Kurbel (22.) in bezug aufeinander versetzt sind.

3- »Valzwerk iiacii Anspruch 2, dadurch gekenn-

ze ich net, daß im iiohrdrenmechanismus( JO) die üpann-

der elemente für das liohr im Gehäuse ( 31) niit Möglichkeit einer geiaeinsazaen elastischen Verschiebung samt dem Rohr längs der itfalzachse angeordnet sind.

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