RU126967U1

RU126967U1 - DEVICE FOR PROFILING PIPES BY DRAWING

Info

Publication number: RU126967U1
Application number: RU2011120571/02U
Authority: RU
Inventors: Сергей Владимирович Паршин
Priority date: 2011-05-20
Filing date: 2011-05-20
Publication date: 2013-04-20

Abstract

Устройство для профилирования труб волочением, содержащее волоку, имеющую обжимную и калибрующую зоны с продольными по отношению к оси трубы выемками, отличающееся тем, что оно содержит профилирующие элементы, расположенные в соответствующих выемках и установленные с возможностью перемещения совместно с профилируемой трубой.A device for profiling pipes by drawing, containing a die having crimping and calibrating zones with recesses longitudinal with respect to the pipe axis, characterized in that it comprises profiling elements located in respective recesses and installed with the possibility of movement together with the profiled pipe.

Description

Полезная модель относится к области обработки металлов давлением, в частности к производству профильных труб путем волочения.The utility model relates to the field of metal forming, in particular to the production of shaped pipes by drawing.

Известно применение роликовой волоки, у которой калибр для пластической деформации изделия составлен из нескольких роликов (а.с. СССР №422488, 1974). В этой конструкции обод рабочих роликов поддерживается опорными роликами, имеющими врезы на наружной поверхности. Недостатком такой волоки является то, что каждый из четырех опорных и четырех рабочих роликов имеет свои оси и подшипниковые узлы (всего восемь осей и шестнадцать подшипниковых узлов), что позволяет создать жесткую в отношении рабочих нагрузок конструкцию. Кроме того, отсутствует регулировка радиального положения, как рабочих, так и опорных роликов. Это затрудняет настройку устройств на необходимый размер калибра, не позволяет компенсировать износ ручья калибра и опорных поверхностей рабочих и опорных роликов и не дает возможность проводить переточку рабочих роликов при износе ручья калибра.It is known the use of roller dies, in which the caliber for plastic deformation of the product is composed of several rollers (AS USSR No. 422488, 1974). In this design, the rim of the working rollers is supported by support rollers having cuts on the outer surface. The disadvantage of this die is that each of the four support and four working rollers has its own axis and bearing assemblies (a total of eight axes and sixteen bearing assemblies), which makes it possible to create a structure that is rigid in relation to working loads. In addition, there is no adjustment of the radial position of both the working and support rollers. This makes it difficult to adjust the devices to the required caliber size, does not allow to compensate for the wear of the caliber stream and the supporting surfaces of the working and supporting rollers and does not allow the regrinding of working rollers when the caliber stream is worn.

Известна также конструкция роликовой волоки по а.с. СССР №756362, 1980 г. В этой конструкции рабочие ролики, образующие ручей, не имеют опорных осей и подшипниковых опор, а опорные ролики по наружной поверхности выполнены цилиндрической формы и установлены на подшипники. Такая конструкция несколько проще предыдущей, однако здесь пространственное положение рабочих роликов полностью определено взаимодействием ступиц рабочих роликов и наружных цилиндрических поверхностей опорных роликов. Сказанное означает, что от точности установки опорных роликов, а также точности изготовления контактных поверхностей зависит точность расположения ступиц рабочих роликов, а значит и точность формы волочильного канала, и, следовательно, точность протянутых изделий. Износ поверхностей контакта рабочих и опорных роликов также меняет форму волочильного канала. Конструкция не обеспечивает компенсацию возможного износа и обладает невысокой жесткостью, которая, к тому же не регулируется.Also known is the design of the roller die according to.with. USSR No. 756362, 1980. In this design, the working rollers forming a stream do not have supporting axes and bearing bearings, and the supporting rollers on the outer surface are cylindrical and mounted on bearings. This design is somewhat simpler than the previous one, but here the spatial position of the working rollers is completely determined by the interaction of the hubs of the working rollers and the outer cylindrical surfaces of the support rollers. The aforesaid means that the accuracy of the location of the hubs of the working rollers, and hence the accuracy of the shape of the drawing channel, and, therefore, the accuracy of the stretched products, depend on the accuracy of the installation of the support rollers, as well as the accuracy of the manufacture of contact surfaces. The wear of the contact surfaces of the working and support rollers also changes the shape of the drawing channel. The design does not provide compensation for possible wear and tear and has low rigidity, which, moreover, is not adjustable.

Конструкция роликовой волоки, образованной четырьмя роликами, приведена в а.с. СССР №1015940, 1983 г. Суть изобретения состоит в том, что указанные ролики через свои внутренние отверстия стягиваются в единое целое регулируемым в радиальном направлении кольцом. Недостатком этой конструкции являются: возникновение трения скольжения между внутренними поверхностями роликов при их вращении и регулируемым внутренним кольцом, что приводит к низкой долговечности устройства. Возникают также трудности регулировки величины натяжения внутреннего кольца, имеется возможность заклинивания рабочих роликов на кольце при приложении рабочего усилия вследствие упругих деформаций кольца. Установка кольца указанной конструкции через внутренние опорные поверхности рабочих роликов предполагает его изгиб, а следовательно, невысокую жесткость этого кольца и всего устройства в целом.The design of the roller die formed by four rollers is given in A.S. USSR No. 1015940, 1983. The essence of the invention lies in the fact that these rollers are pulled together through their internal holes into a single unit with a radially adjustable ring. The disadvantage of this design are: the occurrence of sliding friction between the inner surfaces of the rollers during their rotation and the adjustable inner ring, which leads to low durability of the device. Difficulties also arise in adjusting the tension value of the inner ring; it is possible to jam working rollers on the ring when applying working force due to elastic deformation of the ring. The installation of the ring of the indicated design through the internal supporting surfaces of the working rollers implies its bending, and therefore, the low stiffness of this ring and the entire device as a whole.

Известна конструкция роликовой волоки (патент RU 2337773 С1 от 10.11.2008, Бюл. №31), включающей корпус и рабочие ролики, установленные в корпусе на осях с опорными шейками, на которых смонтированы помещенные в опорные втулки подшипники, а также содержащей синхронизирующие зубчатые колеса, установленные на осях роликов, и отличающейся тем, что поверхности контакта корпуса волоки и опорных втулок подшипниковых узлов выполнены коническими, корпус выполнен разъемным в плоскостях, перпендикулярных осям рабочих роликов, перпендикулярно разъемам корпуса установлены регулируемые крепежные элементы, при этом зубчатые колеса установлены с возможностью осевой регулировки положения.A known design of the roller die (patent RU 2337773 C1 of 10.11.2008, Bull. No. 31), comprising a housing and working rollers mounted in the housing on axles with support journals, on which bearings placed in the support sleeves are mounted, as well as containing synchronizing gears mounted on the axes of the rollers, and characterized in that the contact surfaces of the die housing and the bearing bushings of the bearing assemblies are tapered, the housing is detachable in planes perpendicular to the axes of the working rollers, perpendicular to the housing connectors and adjustable fasteners are installed, while the gears are mounted with the possibility of axial adjustment of position.

Недостатками этой конструкции является затрудненность нанесения на ролики волоки сложного профиля, кроме того, при смене числа граней профиля требуется замена всего механизма в сборе (т.к. число граней определяется числом роликов в волоке). Кроме того, профилирование в роликовой волоке не позволяет значительно изменять форму продольного профиля канала волоки (она определяется лишь радиусом роликов).The disadvantages of this design is the difficulty of applying a complex profile dies on the rollers, in addition, when changing the number of profile faces, it is necessary to replace the entire assembly mechanism (since the number of faces is determined by the number of rollers in the die). In addition, the profiling in the roller die does not allow to significantly change the shape of the longitudinal profile of the channel of the die (it is determined only by the radius of the rollers).

В качестве прототипа принята волока для деформации круглых профилей по патенту RU 2142351 С1, 1998 г., содержащая обжимную зону с выемками и калибрующую зону, отличающаяся тем, что на калибрующей зоне выполнены выемки, а выемки на обжимной зоне выполнены на участке, прилегающем к калибрующей зоне, максимальный размер в сечении, перпендикулярном оси волоки, от оси волоки до начала выемки на обжимной зоне меньше внешнего радиуса обрабатываемой заготовки.As a prototype, a die was used for deformation of round profiles according to patent RU 2142351 C1, 1998, containing a crimp zone with recesses and a calibrating zone, characterized in that recesses are made on the calibrating zone, and recesses on the crimping zone are made in the area adjacent to the calibrating zone, the maximum size in a section perpendicular to the axis of the die, from the axis of the die to the beginning of the recess in the crimp zone is less than the external radius of the workpiece.

Недостатки этого устройства заключаются в следующем. Получение профильных труб при помощи такой волоки производится при появлении на выступах между выемками пиковых значений давления металла трубы на инструмент, что, при наличии движения трубы относительно волоки, приводит к ряду негативных последствий, таких, как возникновение налипания материала трубы на выступы волоки, появление продольных рисок, быстрый износ профилирующих выступов волоки. Особенно заметными эти отрицательные явления становятся при профилировании толстостенных труб, труб из малопластичных материалов, а также материалов, склонных к налипанию на инструмент (например, титановых, циркониевых, алюминиевых сплавов).The disadvantages of this device are as follows. Obtaining profile pipes using such a die is performed when peak values of the pressure of the pipe metal on the tool appear on the protrusions between the recesses, which, in the presence of pipe movement relative to the die, leads to a number of negative consequences, such as sticking of the pipe material to the die protrusions, the appearance of longitudinal Risk, rapid wear of the profiling projections of the die. These negative phenomena become especially noticeable when profiling thick-walled pipes, pipes made of low-plastic materials, as well as materials that tend to stick to the tool (for example, titanium, zirconium, aluminum alloys).

Задачей полезной модели является устранение относительного движения между инструментом и трубой в зоне выступов волоки с целью устранения отрицательных эффектов, связанных с налипанием материала трубы на инструмент и износом инструмента. Таким образом, представляется возможность создания волочильного инструмента, сочетающего положительные черты монолитных волок (например, сложную, оптимизированную по определенным параметрам форму канала волоки) с таковыми чертами волок роликовых (отсутствие относительного движения на контакте инструмента и трубы).The objective of the utility model is to eliminate the relative motion between the tool and the pipe in the area of the die projections in order to eliminate the negative effects associated with the sticking of the pipe material to the tool and the wear of the tool. Thus, it is possible to create a drawing tool that combines the positive features of monolithic dies (for example, the complex shape of the die channel optimized for certain parameters) with those features of roller dies (lack of relative movement at the contact of the tool and pipe).

Задача решается созданием устройства для профилирования труб волочением, содержащего волоку, имеющую обжимную и калибрующую зоны с продольными по отношению к оси трубы выемками.The problem is solved by creating a device for profiling pipes by drawing, containing a die, having crimp and gauge zones with longitudinal recesses relative to the axis of the pipe.

Новым в устройстве является то, что оно содержит профилирующие элементы, расположенные в соответствующих выемках, и установленные с возможностью перемещения совместно с профилируемой трубой.New in the device is that it contains profiling elements located in the corresponding recesses and installed with the possibility of movement together with the profiled pipe.

Такое техническое решение позволяет совместить положительные черты монолитных и роликовых волок в одном устройстве. Поскольку профилирующие элементы не движутся относительно профилируемой трубы, то трение скольжения отсутствует, а следовательно, вероятность задира трубы вследствие налипания материала на профилирующие элементы сводится к минимуму. Кроме того, снижается необходимость в смазке трубы перед профилированием, а также осуществлении связанных со смазкой технологических операций (например, нанесении подсмазочных покрытий). Особенно заметно преимущества нового решения проявляются при профилировании толстостенных труб, а также труб из малопластичных материалов и материалов, склонных к налипанию на инструмент. Кроме того, возникает возможность получения труб определенных типоразмеров за одну технологическую операцию вместо нескольких за счет повышения величины допустимого обжатия за проход.This technical solution allows you to combine the positive features of monolithic and roller dies in one device. Since the profiling elements do not move relative to the profiled pipe, there is no sliding friction, and therefore, the likelihood of scoring of the pipe due to sticking of the material to the profiling elements is minimized. In addition, the need for lubrication of the pipe before profiling, as well as the implementation of lubrication-related technological operations (for example, applying lubricating coatings) is reduced. The advantages of the new solution are especially noticeable when profiling thick-walled pipes, as well as pipes made of low-plastic materials and materials that tend to stick to the tool. In addition, it becomes possible to obtain pipes of certain sizes in one technological operation instead of several by increasing the allowable compression per pass.

Устройство для профилирования труб предложенной конструкции показано на фиг.1 (зона профилирования и очаг деформации в разрезе). На фиг.2 приведена схема подачи подвижных профилирующих элементов при значительной длине профилируемых труб. Устройство содержит профильную волоку 1 с направляющими выемками, расположенными вдоль оси профилирования на рабочем, калибрующем и выходном участках волоки. В направляющих выемках расположены профилирующие элементы 2 в виде отдельных протяженных деталей, проволоки, других гибких элементов перемещаемые вместе с трубой 3.A device for profiling pipes of the proposed design is shown in figure 1 (the profiling zone and the deformation zone in the context). Figure 2 shows the flow diagram of the movable profiling elements with a significant length of the profiled pipes. The device contains a profile die 1 with guide recesses located along the axis of the profiling on the working, calibrating and output sections of the die. In the guide recesses, the profiling elements 2 are located in the form of separate extended parts, wires, and other flexible elements that are moved together with the pipe 3.

В случае, если профилируется труба значительной длины (например, в случае поставки трубной заготовки в бухтах), подача и перемещение профилирующих элементов в волоке может осуществляться, например, при помощи разматывающих 4 и приемных барабанов 5, а также направляющих роликовых входных и выходных проводок 6 и 7. При этом, например, в зонах проводок может осуществляться смазка профилирующих элементов для предотвращения их износа, а также износа направляющих выемок волоки.If a pipe of considerable length is profiled (for example, in the case of delivery of a tube stock in coils), the supply and movement of the profiling elements in the die can be carried out, for example, by means of unwinding 4 and receiving drums 5, as well as guide roller input and output wires 6 and 7. In this case, for example, in the zones of the wiring, the profiling elements can be lubricated to prevent their wear, as well as the wear of the guide recesses of the die.

Работа устройства протекает следующим образом. Перед началом цикла профилирования профилирующие элементы 2 смотаны на разматывающие барабаны 4. Вручную, или при помощи специальных приспособлений, профилирующие элементы, по числу впадин профиля, подают через входные проводки 6, волоку 1, и выходные проводки 7 на приемные барабаны 5. Включением приводов барабанов 5 выбирают зазоры, натягивая профилирующие элементы, при этом они располагаются в направляющих выемках волоки, образуя форму волочильного канала, соответствующую расчетной для получения требуемого профиля. Трубу 3 с подготовленным (закованным) передним концом подают в просвет волоки 1. Передний конец захватывают клещами волочильного стана, и осуществляют волочение, при этом профилирующие элементы 2 захватываются силой трения и перемещаются вместе с трубой, а приемные барабаны 5 принимают выходящие из волоки 1 профилирующие элементы. Возможен также вариант, когда силы трения покоя элементов 2 о трубу 3 недостаточно для их перемещения. В этом случае перемещение осуществляется при помощи намотки на приемные барабаны 5, снабженные следящим приводом, синхронизирующим перемещение профилирующих элементов 2 с движением трубы 3 через волоку 1. Отдельным приемом профилирования может являться такой, при котором само перемещение трубы осуществляется за счет перемещения профилирующих элементов 2. В этом случае волочильный стан не требуется, однако возрастают требования к прочности элементов и мощности тяговых приводов приемных барабанов 5.The operation of the device proceeds as follows. Before the start of the profiling cycle, the profiling elements 2 are wound onto the unwinding drums 4. Manually, or using special devices, the profiling elements, according to the number of hollows of the profile, are fed through the input wires 6, the die 1, and the output wires 7 to the receiving drums 5. By turning on the drum drives 5, the gaps are selected by pulling the profiling elements, while they are located in the guide recesses of the die, forming the shape of the drawing channel, corresponding to the calculated one to obtain the desired profile. The pipe 3 with the prepared (chained) front end is fed into the lumen of the die 1. The front end is captured by the pliers of the drawing mill, and drawing is carried out, while the profiling elements 2 are captured by the friction force and move together with the pipe, and the receiving drums 5 receive the profiling coming out of the fiber 1 elements. It is also possible that the frictional forces of rest of the elements 2 against the pipe 3 are not enough to move them. In this case, the movement is carried out by winding on the receiving drums 5, equipped with a follower drive, synchronizing the movement of the profiling elements 2 with the movement of the pipe 3 through the die 1. A separate profiling technique may be one in which the movement of the pipe itself is carried out by moving the profiling elements 2. In this case, the drawing mill is not required, however, the requirements for the strength of the elements and the power of the traction drives of the receiving drums 5 increase.

После того, как труба 3 будет спрофилирована, движение барабанов реверсируется, и профилирующие элементы 2 наматываются на разматывающие барабаны 4. Устройство готово к повторению цикла профилирования.After the pipe 3 is profiled, the movement of the drums is reversed, and the profiling elements 2 are wound on the unwinding drums 4. The device is ready to repeat the profiling cycle.

Преимуществами указанного устройства является возможность использования его в составе стандартного волочильного оборудования (с некоторым дооснащением) и профилирования труб широкого типоразмерного ряда с получением повышенного качества поверхности за счет исключения трения скольжения между трубой и инструментом. Кроме того, снижается или исключается влияние смазки поверхности трубы на процесс профилирования, что в значительной степени укорачивает технологический цикл профилирования за счет исключения подготовительных операций.The advantages of this device is the possibility of using it as part of standard drawing equipment (with some retrofitting) and profiling pipes of a wide size range to obtain improved surface quality by eliminating sliding friction between the pipe and the tool. In addition, the influence of pipe surface lubrication on the profiling process is reduced or eliminated, which significantly shortens the profiling process cycle by eliminating preparatory operations.

Claims

A device for profiling pipes by drawing, containing a die having crimping and calibrating zones with recesses longitudinal with respect to the pipe axis, characterized in that it comprises profiling elements located in respective recesses and installed with the possibility of movement together with the profiled pipe.