Uprawniony z patentu: Uralsky nauchno-issledov3telsky institut trubnoi promyshlennosti, Czelabinsk (Zwiazek Socjalistycznych Republik Radzieckich) Trzpien lawy przepychowej Przedmiotem wynalazku jest trzpien lawy przepychowej do walcowania rur przeznaczonych do dalszej obróbki zmniejszajacej ich srednice za pomoca walcowania redukcyjnego z naciagiem.Jak wiadomo, w produkcji rur szeroko rozpowszechnione sa urzadzenia zlozone z walcarki wykonujacej wstepnie rury jednego lub dwóch rozmiarów i walcarki redukcyjnej, za pomoca której wykonuje sie szeroki asortyment rur zarówno w zakresie srednic jak i grubosci scianek. W tym celu wykonuje sie obróbke zmniejsza¬ jaca srednice rur za pomoca walcowania bez trzpienia pomiedzy klatkami walcarki i przy róznym wyciagnieciu otrzymuje sie rury o róznej grubosci scian.Proces ten jednak powoduje tworzenie sie pogrubionych konców rur, których dlugosc srednio wynosi 1,5—2 m. Poniewaz dlugosc rur wykonywanych na lawach przepychowych z reguly nie przekracza 12—16 m, to odpady wynikajace z odcinania ich konców stanowia 5—10%, co obniza oplacalnosc procesu produkcji.Podejmowane byly próby usuniecia tej wady za pomoca wstepnego zmniejszenia grubosci scian rury w jej koncowych odcinkach, tak, aby nastepne ich pogrubienie kompensowalo ich uprzednie zmniejszenie grubosci przez co mialo sie otrzymywac rury o jednakowej grubosci scian i tym samym zapobiegac odpadom przy produkcji rur.W praktyce nie udalo sie jednak wykorzystac tego pomyslu z powodu znacznych trudnosci wynikajacych z koniecznosci wykonania odpowiedniego oprzyrzadowania, które umozliwialoby deformowanie koncowych odcinków rur w okreslony sposób. Najprostszym ksztaltem celowo odksztalconych konców rur mial byc stozek, przy czym grubosc scianki zmniejszala sie w kierunku konców rury.Te rozwiazania techniczne nie odnosily sie jednak do lawy przepychowej.Celem wynalazku jest usuniecie wymienionych wad.Zadaniem wynalazku jest opracowanie trzpienia lawy przepychowej do walcowania rur przeznaczonych do dalszej obróbki zmniejszajacej ich srednice za pomoca walcowania redukcyjnego z naciagiem bez trzpienia, którego konstrukcja umozliwialaby bez dodatkowego oprzyrzadowania otrzymanie rur z odcinkami koncowymi o zmniejszonej grubosci scian o okreslonym profilu, umozliwiajacym bezodpadowe zmniejszanie srednicy rur.Zadanie to rozwiazano w ten sposób, ze trzpien lawy przepychowej do walcowania mr pizeznaczonych do dalszej obróbki zmniejszajacej ich srednice za pomoca walcowania redukcyjnego z naciagiem zgodnie zwynlaz- kiem ma pogrubiona czesc czolowa i koncowa.2 79 033 Zgrubienie czesci czolowej korzystnie wykonuje sie w ksztalcie cylindra polaczonego z podstawowa czescia trzpienia, przy czym dlugosc odcinka laczacego przewyzsza co najmniej dwukrotnie odleglosc pomiedzy klatkami walcarki i w kazdym konkretnym przypadku zalezy od jej konstrukcji i sposobu pracy.Dlugosc czesci cylindrycznej zgrubienia jest co najmniej równa wielkosci odniesienia odleglosci miedzy- klatkowej do wspólczynnika wyciagania walcarki, a zgrubienie czesci koncowej trzpienia ma profil odwrotny do profilu jego czesci czolowej.Korzystnie czesc czolowa trzpienia wykonana jest jako odejmowalna.Istota wynalazku opiera sie na nastepujacym rozumowaniu. Opracowanie trzpienia wedlug wynalazku uwzglednia warunki odpowiadajace zmniejszeniu grubosci scianki rury i prawidla tworzenia sie zgrubien na jej koncach w procesie walcowania redukcyjnego z naciagiem. Prawidlowosc powstawania zgrubien polega na tym, ze czesc rury w sasiedztwie jej przedniego lub tylnego zakonczenia ma najwieksze, równomierne pogrubienie na dlugosci równej odleglosci miedzyklatkowej przeciagarki. Zblizajac sie do srodka odleglosci pomiedzy klatkami pogrubienie rury szybko maleje i zbliza sie w sposób ciagly do zera, a w czesci srodkowej rury wystepuje nawet zmniejszenie grubosci, wynikajace z naciagu pomiedzy klatkami w procesie walcowania.Profile zgrubienia czesci czolowej i koncowej trzpienia odpowiadajacych koncom rury wykonane sa tak, ze kompensuja one zmniejszenia grubosci scian rury, wystepujace w procesie walcowania.Przedmiot wynalazku przedstawiony jest w przykladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedsta¬ wia trzpien wedlug wynalazku, w widoku ogólnym, fig. 2 — szczegól A z fig. 1, w powiekszeniu, fig. 3 — trzpien wedlug wynalazkuz odejmowana czescia czolowa, w widoku ogólnym, fig. 4 — inne wykonanie trzpienia wedlug fig. 3, fig. 5 — schematycznie przebieg wyciagania trzpienia z rury, fig. 6 — inne wykonanie przebiegu wedlug fig. 5.Trzpien sklada sie z trzech czesci: podstawowej (srodkowej) 1, czolowej 2, 21 i koncowej 3. Czesc podstawowa 1 jest cylindryczna. Czesci czolowe 2, 21 i koncowa 3 wykonano w postaci zgrubien maja ksztalt zlozony, odwrócony wzgledem siebie. Zakonczenie 4 zgrubienia czesci czolowej 2 ma ksztalt stozkowy zgodnie z wymogami technologii, jak w zwyklych trzpieniach, srodkowy — cylindryczny, o dlugosci Llt co najmniej równej wielkosci stosunku odleglosci miedzyklatkowej L walcarki do wspólczynnika wyciagania/z, (Lx !:).Zgrubienie-^tej czesci trzpienia jest równe potrzebnemu zmniejszeniu grubosci AS scianki wykonywanej rury.Taki ksztalt czesci czolowej trzpienia jest uzasadniony tym, ze czesc rury otrzmywana na tym odcinku ulega redukcji bez naciagu.Czesc laczaca 6 trzpienia przechodzi plynnie w czesc podstawowa (srodkowa) 1 trzpienia. Dlugosc L2 czesci laczacej 6 zgrubienia trzpienia jest co najmniej dwukrotnie wieksza niz odleglosc miedzyklatkowa L walcarki ihx2).Czesc laczaca 6 ma ksztalt bryly obrotowej utworzonej obrotem luku o promieniu R —-j^-.Czesc laczaca 6 umozliwia wykonanie tej czesci rury, która w procesie redukcji jest poddawana naciagowi stanu nieustalonego i powinna miec dlugosc L2 równa 3—4 odleglosci miedzyklatkowej (w zaleznosci oa parametrów walcowania).Odcinek koncowy rury — pólproduktu otrzymany za pomoca trzpienia wykonanego w opisany sposób w porównaniu z koncowym odcinkiem rury wykonanej na zwyklym cylindrycznym trzpieniu ma powiekszenie w postaci segmentu o strzalce ugiecia h = ^-Przykladowo przy redukcji rury o srednicy 114x3,75 mm ma srednice 60x3,5 mm, zmniejszenie grubosci aS koncowej czesci rury — pólwyrobu w porównaniu z podstawo¬ wym przekrojem wynosi 1,05 mm, a strzalka segmentu h wynosi okolo 0,26 mm podczas, gdy wartosc tolerancji wykonawczej wynosi zazwyczaj ±0,35 mm. Stad widoczne jest, ze stozkowe wykonanie konców rur pólproduktu jest równoznaczne z ograniczeniem pola tolerancji w kierunku ujemnym. To po pierwsze pogarsza warunek stalosci profilu, a po drugie w niektórych przypadkach moze powodowac wyjscie wymiarów wykonanej rury poza dopuszczalne tolerancje, co w ostatecznym rozrachunku prowadzi do dodatkowych strat metalu.Czesc czolowa 21 (fig. 3 i 4) trzpienia z pogrubieniem jest wykonana jako odejmowalna zgodnie z ponizszymi spostrzezeniami.Jak wiadomo, na lawie przepychowej wykonuje sie rury z ksztaltowników kubkowych i dlatego rure 7 otrzymuje sie z denkiem 8 (fig. 3).Po przewalcowaniu na walcarce srednica rury rosnie i trzpien wyciaga sie z niej. Zgrubienia na koncach trzpienia moga sie temu przeciwstawiac. Dlatego jesli po walcowaniu na lawie przepychowej przewidziec oddzielnie denka 8 rury 7 to poprzez jej otwarty koniec mozna bedzie wyciagnac odejmowalna, pogrubiona czesc trzpienia.Analogiczny rezultat otrzymuje sie w przypadku wykonania rury 7 z denkiem 9 (fig. 4).Rozpatrzmy proces otrzymywania rur na lawie przepychowej z wykorzystaniem trzpienia wedlug wynalaz¬ ku.Ksztaltownik kubkowy nasadza sie na trzpien i poddaje walcowaniu na lawie przepychowej. W rezultacie walcowania powierzchnia wewnetrzna rury — pólproduktu przyjmuje ksztalt trzpienia.79 033 3 Przy redukcji z ogólnym wspólczynnikiem walcowania /i = 3, umniejszenie grubosci konców rur sredniej wielkosci w zaleznosci od grubosci scianek gotowej rury wynosi 1—2 mm. W procesie walcowania rur cienkoscien¬ nych wystepuje zwiekszenie srednicy rury o 3—4 mm. Dla takiego rodzaju rur przygotowanie odcinków koncowych mozna wykonywac na trzpieniu wedlug wynalazku.W przypadku stosowania trzpienia bez odejmowalnej czesci czolowej zadane maksymalne zmniejszenie grubosci sciany rury AS powinno byc mniejsze niz polowa wielkosci przyrostu H srednicy rury po walcowaniu, przy czym pogrubienie trzpienia wynosi AD = 2AS < H.Niekiedy zadane maksymalne zmniejszenie grubosci sciany rury moze byc tak duze (zazwyczaj /i 3), ze jej koncowy odcinek moze stracic wytrzymalosc przy redukcji. Dopuszczalne maksymalne zmniejszenie grubosci jest ograniczone warunkiem wytrzymalosci profilu, to jest stosunkiem srednicy rury do grubosci jej sciany.Warunek ten, jak wiadomo ma postac:-2- < 48, gdzie D - srednica rury, S — zas grubosc jej sciany.Grubosc sciany na koncu rury S! min jest równa-™ skad maksymalne zmniejszenie grubosci sciany koncowej czesci rury ASmax = S - Si m in = S- ^.Z tych warunków wynikaja granice zmniejszenia grubosci sciany rury, w postaci: .' 4s O ile drugie ograniczenie jest spowodowane mozliwosciami procesu redukowania, to jest wyrunkiem wytrzymalosci profilu, to pierwsze ograniczenie mozna pominac, na przyklad za pomoca zdejmowanej czesci czolowej 21 (fig. 3 i 4). Na odcinkach Lt trzpienia wykonuje sie profil z zachowaniem jedynie drugiego warunku granicznego.Przy eksploatacji trzpienia z odejmowalnymi czesciami czolowymi nalezy bezwzglednie oznaczac okreslo¬ ne miejsce oddzielaniadanej czesci rury (dna 8 lub 9), aby nie nastapil obryw w miejscu nieprzewidzianym.Do tego celu stosuje sie induktor pierscieniowy 10 (fig. 5), który daje miejscowe rozgrzanie rury 7 lub glowice rylcowa 11 (fig. 6), która równiez zaznacza miejsce oderwania czesci dennej. Odejmowalna czesc czolowa trzpienia wyjmuje sie z rury przez wykonany otwór, a zasadnicza czesc trzpienia — za pomoca wyciagu trzpienia.Uchwyt rury w procesie wyciagania odejmowalnej czesci czolowej i czesci zasadniczej trzpienia celowo wykonuje sie za pomoca zacisków ciernych 12.Przygotowane w opisany sposób koncowe odcinki rur, o grubosci scianek zmniejszonej wedlug zadanych prawidel ulegaja obliczonemu pogrubieniu w procesie redukcji i gotowa rura ma stala grubosc sciany na calej dlugosci. PL PL