DE3924261C2 - Kaliberkontur der Walzen eines Reduzier- oder Streckreduzierwalzwerkes - Google Patents
Kaliberkontur der Walzen eines Reduzier- oder StreckreduzierwalzwerkesInfo
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- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B17/00—Tube-rolling by rollers of which the axes are arranged essentially perpendicular to the axis of the work, e.g. "axial" tube-rolling
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-
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Description
Die Erfindung betrifft eine Kaliberkontur der Walzen eines Reduzier-
oder Streckreduzierwalzwerkes mit Dreiwalzengerüsten und gekrümmter
Walzenkontur.
Eine in Streckreduzierwalzwerken nach dem Stand der Technik
üblicherweise eingesetzte Kaliberform weist eine von der Kreisform
abweichende Walzenkontur auf. Diese Abweichung soll verhindern, daß
Material in den Spalt zwischen den Walzen eintritt, wodurch
Oberflächenbeschädigungen des Walzgutes verursacht werden. Außerdem soll
sie den Verschleiß der Walzen im Bereich der Walzenflanken klein halten.
Die Abweichung der Kaliberform von der Kreisform ist in erster Linie
abhängig von der Durchmesserreduktion des Walzgutes und vom Verhältnis
Wanddicke zu Durchmesser des Walzgutes. Dieser Stand der Technik ist
beschrieben in DE-FZ.: Technische Mitteilungen, Oktober 1967, Heft
10, S. 418-421.
Neben anderen Ursachen (Relativgeschwindigkeiten, Reibungszustände)
führt auch die nicht-kreisförmige Kaliberausbildung zu einer
ungleichmäßigen Formänderung im Querschnitt des Walzgutes, z. B. durch im
Umfang unterschiedliche radiale Verschiebungen und bereichsweise
auftretende Biegeformänderungen.
Diese Spannungs- und Formänderungsinhomogenitäten haben verschiedene
nachteilige Effekte:
- - ungleichmäßiger Walzenverschleiß,
- - innere Unrundheit (Innenpolygon) des gewalzten Rohres,
- - inhomogene Werkstoffstruktur im Walzprodukt.
Maßnahmen zur Reduzierung der Innenpolygonbildung sind aus der
DE 24 48 158 C2 bekannt, wonach das Walzenkaliber eine sechsseitige Form
erhält, bestehend im wesentlichen aus Bogenelementen, so als hätte das
Walzgerüst 6 statt 3 Walzen. Hierdurch wird die Zahl der Bereiche mit
stark unterschiedlichen Formänderungszuständen von 3 auf 6 erhöht und
damit auf den Umfang besser verteilt. Hieraus ergibt sich der Nachteil,
daß noch größere Formänderungsinhomogenitäten aufgrund der hierfür
erforderlichen kleineren Kaliberradien auftreten, wodurch größere
Biegungen im Querschnitt des Walzgutes verursacht werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Spannungs- und
Formänderungsverhältnisse des im Dreiwalzengerüst umgeformten Walzgutes
zu vergleichmäßigen.
Zur Lösung der Aufgabe wird eine Kaliberkontur
gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 vorgeschlagen, die
folgende Merkmale aufweist:
- a) die Walzengrundkontur ist durch den Bogen eines Kreises beschreibbar, dessen Mittelpunkt auf einer Geraden liegt, die senkrecht zur Drehachse dieser Walze verlaufend den Kalibermittelpunkt schneidet und dessen Radius größer ist als der lichte Abstand zwischen dem Kalibergrund der Walze und dem Kalibermittelpunkt,
- b) die Walzenkonturen der Randbereiche zweier benachbarter Walzen sind durch einen gemeinsamen Bogen eines Kreises beschreibbar, dessen Mittelpunkt auf einer Geraden liegt, die senkrecht zur Drehachse der jeweils gegenüberliegenden dritten Walze verlaufend den Kalibermittelpunkt schneidet,
- c) der Übergang zwischen Walzengrundkontur und Randbereich der Walzenkontur erfolgt stetig.
Mit einer derartigen Kalibrierung wird erreicht, daß die für die
Entstehung der Polygonalausbildung der Rohrinnenkontur als maßgeblich
erkannte Biegebeanspruchung des Materials verkleinert wird. Auch wird
der maximal auftretende Walzdruck vermindert und eine gleichmäßigere
Druckverteilung erreicht, wodurch der Walzenverschleiß reduziert wird.
Beim Walzen von Stäben oder Drähten ist es zwar grundsätzlich be
kannt, im Kaliberrandbereich eine andere Krümmung vorzusehen, als
im Kalibergrund (DE-PS 18 14 238). Die Kaliberausbildung beim Walzen
von Vollmaterial ist auf Rohre nicht übertragbar, zumal das von
der Erfindung zu lösende Problem der Innenpolygonbildung bei Voll
material nicht auftreten kann.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt
und wird nachfolgend beschrieben. Es zeigt:
Fig. 1 eine herkömmliche Kalibrierung und
Fig. 2 eine Kalibrierung der Walze nach der Erfindung.
In den Zeichnungsfiguren ist die Kaliberform jeweils zur Verdeutlichung
der Geometrie stark übertrieben dargestellt. Die Walzen sind
übereinstimmend mit 1, 2 und 3 beziffert, wobei die Walzen jeweils nur
teilweise dargestellt sind. Die Walzen 1, 2 und 3 sind in einem
gemeinsamen Walzgerüst in einer Ebene angeordnet und um die Drehachsen
4, 5 und 6 drehbar. In den Darstellungen der Fig. 1 und 2 ist jeweils
die äußere Form des durch das vorgelagerte Gerüst profilierten Walzgutes
bei 7 und 8 dargestellt.
Unter Hinweis auf Fig. 1 ist erkennbar, daß das bei 7 dargestellte,
aus dem vorgelagerten Gerüst kommende Walzgut eine starke Reduzierung
erfahren muß, die aufgrund der Kalibrierung der Walzen vorgegeben ist.
Es hat sich gezeigt, daß bei dieser Kaliberform die Vergleichmäßigung
des Materials während der Umformung dazu führt, daß Druck- und
Zugspannungen an der Innenseite des Rohres zu poligonalartiger
Rohrinnenkontur führen.
Wie Fig. 2 bei 8 erkennen läßt, bietet die erfindungsgemäße
Kalibrierung günstigere Materialausbildungen des aus dem vorgelagerten
Gerüst kommenden Walzgutes, so daß eine geringere Verformung zur
Vergleichmäßigung des Walzgutes stattzufinden hat. Dies wird dadurch
erreicht, daß die Walzengrundkontur 11 durch den Bogen eines Kreises 9
beschreibbar ist, dessen Mittelpunkt M1 auf einer Geraden 10 liegt, die
senkrecht zur Drehachse 5 der Walze 2 liegt, wobei die Gerade 10 den
Kalibermittelpunkt KM schneidet. Der Kreis 9 weist einen Radius R auf,
der größer ist, als der lichte Abstand L zwischen dem
Kalibermittelpunkt KM und der Walzengrundkontur 11 der Walzen 1, 2 und 3.
Weiterhin ist vorgesehen, daß die Walzenkonturen der Randbereiche 12
zweier benachbarter Walzen 1, 2; 2, 3; 3, 1 durch den Bogen eines
Kreises 13 bescnreibbar sind, dessen Mittelpunkt M2 auf einer Geraden
14 liegt, die senkrecht zur Drehachse 6 der gegenüberliegenden Walze 3
verläuft, wobei die Gerade 14 ebenfalls den Kalibermittelpunkt KM
schneidet. Wie in der Darstellung nach Fig. 2 erkennbar, erfolgt der
Übergang zwischen der Walzengrundkontur 11 jeder Walze und dem
Randbereich 12 der Walzenkontur stetig.
Claims (1)
- Kaliberkontur der Walzen eines Reduzier- oder Streckreduzierwalzwerkes mit Dreiwalzengerüsten und gekrümmter Walzenkontur, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
- a) die Walzengrundkontur (11) ist durch den Bogen eines Kreises (9) beschreibbar, dessen Mittelpunkt (M1) auf einer Geraden (10) liegt, die senkrecht zur Drehachse (4, 5, 6) dieser Walze (1, 2, 3) verlaufend den Kalibermittelpunkt (KM) schneidet und dessen Radius (R) größer ist als der lichte Abstand (L) zwischen dem Kalibergrund der Walze (1, 2, 3) und dem Kalibermittelpunkt (KM),
- b) die Walzenkonturen der Randbereiche (12) zweier benachbarter Walzen (1, 2; 2, 3; 3, 1) sind durch einen gemeinsamen Bogen eines Kreises (13) beschreibbar, dessen Mittelpunkt (M2) auf einer Geraden (14) liegt, die senkrecht zur Drehachse (4, 5, 6) der jeweils gegenüberliegenden dritten Walze (1, 2, 3) verlaufend den Kalibermittelpunkt (KM) schneidet,
- c) der Übergang zwischen Walzengrundkontur (11) und Randbereich (12) der Walzenkontur erfolgt stetig.
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