RU2030935C1

RU2030935C1 - Large-diameter tube and enclosure manufacturing method

Info

Publication number: RU2030935C1
Application number: SU5057114/02A
Authority: RU
Inventors: н Владимир Михайлович Дру; Владимир Михайлович Друян; Ua]; Елена Яковлевна Лезинская; Елена Яковлевна Лезинска; Эдуард Моисеевич Липовецкий; Григорий Израилевич Милов; Виктор Вольфович Перчаник
Original assignee: Товарищество с ограниченной ответственностью "РКМ"
Priority date: 1992-07-29
Filing date: 1992-07-29
Publication date: 1995-03-20

Abstract

FIELD: working of metal. SUBSTANCE: method involves deformation of hollow billet in die pass by means of driven rollers of rotating casing, with outer diameter of material to be deformed exceeding diameter of die pass. Die operating profile and roller shape are chosen such that counteraction to relative motion of deformed metal in zones of contact is minimum. EFFECT: increased efficiency of method and high quality of tubes and enclosures. 3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к производству тонкостенных длинномерных труб и оболочек большого диаметра в холодном или теплом состоянии. The invention relates to the processing of metals by pressure, in particular the production of thin-walled long pipes and shells of large diameter in a cold or warm state.

Известно устройство для изготовления труб и оболочек большого диаметра, в котором деформацию труб диаметром до 3 мм и длиной 7 м осуществляют в холодном состоянии методом внутренней раскатки холостыми роликами во вращающемся или неподвижном контейнере. Деформация происходит в узком очаге под роликом с шириной дуги контакта 1-2^о в контейнере цилиндрического профиля за счет проталкивания головки с рабочими роликами относительно вращающейся вместе с контейнером заготовки подобно методу обратного прессования либо путем проталкивания заготовки через неподвижный контейнер и вращающуюся головку с роликами подобно методу прямого прессования.A device for the manufacture of pipes and shells of large diameter, in which the deformation of pipes with a diameter of up to 3 mm and a length of 7 m is carried out in the cold state by the method of internal rolling by idle rollers in a rotating or stationary container. The deformation occurs in a narrow focus under a roller with a contact arc width of 1-2 ^о in a container of a cylindrical profile due to pushing the head with working rollers relative to the workpiece rotating together with the container, like the back pressing method or by pushing the workpiece through a fixed container and a rotating head with rollers like the method direct pressing.

Основным недостатком известного устройства является цилиндрический рабочий профиль контейнера, определяющий деформацию трубы только по толщине стенки на величину не более 60% за один проход без промежуточных отжигов. При этом диаметр заготовки равен внутреннему диаметру цилиндрического контейнера, т.е. практически диаметру готового изделия, а длина заготовки ограничена длиной контейнера в первой схеме (вращающийся контейнер) или устойчивостью профиля заготовки при проталкивании во второй схеме (вращающаяся головка с роликами). Таким образом, в известном устройстве не используются возможности свободного течения металла, как, например, в контейнере или матрице с криволинейным рабочим профилем, где высокие деформации по стенке с одновременным увеличением диаметра достигаются последовательным набором малых частных деформаций в узкой контактной зоне без приложения осевых усилий проталкивания заготовки или головки с роликами относительно зоны формоизменения. The main disadvantage of the known device is the cylindrical working profile of the container, which determines the deformation of the pipe only by wall thickness by no more than 60% in one pass without intermediate annealing. The diameter of the workpiece is equal to the inner diameter of the cylindrical container, i.e. almost the diameter of the finished product, and the length of the workpiece is limited by the length of the container in the first scheme (rotating container) or the stability of the workpiece profile when pushed in the second scheme (rotating head with rollers). Thus, the known device does not use the possibility of free flow of metal, such as, for example, in a container or matrix with a curved working profile, where high deformations along the wall with a simultaneous increase in diameter are achieved by a sequential set of small partial deformations in a narrow contact zone without applying axial pushing forces blanks or heads with rollers relative to the zone of change.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и совокупности существенных признаков является стан для изготовления труб круглого и фасонного сечения, в котором толстостенную гильзу - заготовку обрабатывают в калибре, образованном гладкой или профилирующей конической рабочей поверхностью неподвижной плиты и многороликовой обоймой, закрепленной на штанге, к которой прикладывается крутящий момент. При этом производится раскатка заготовки по толщине стенки с одновременным увеличением диаметра. Closest to the invention in terms of technical nature and the totality of essential features is a mill for the manufacture of pipes of round and shaped sections, in which a thick-walled sleeve - the workpiece is processed in caliber formed by a smooth or profiling conical working surface of a fixed plate and a multi-roller cage fixed to a rod to which applied torque. In this case, the workpiece is rolled out along the wall thickness with a simultaneous increase in diameter.

К основным недостаткам конструкции стана относится прежде всего коническая рабочая поверхность плиты (или матрицы), которая не обеспечивает регламентированной законами пластического течения металла связи между величиной деформации по толщине стенки и получающимся при этом диаметре трубы, что может приводить либо к переполнению калибра с потерей устойчивости формы круга и образованием складок на обрабатываемом изделии, либо к нарушению контакта между металлом и конической рабочей поверхностью плиты (матрицы) во внеконтактных зонах (в промежутках между раскатными валками), что приводит к появлению растягивающих напряжений и возможности разрушения металла при деформации, особенно для малопластичных сталей и сплавов. The main drawbacks of the mill design include, first of all, the conical working surface of the plate (or matrix), which does not provide the relationship between the strain in the wall thickness and the resulting pipe diameter, which is regulated by the laws of plastic flow of the metal, which can lead to overflow of the gauge with loss of shape stability circle and the formation of folds on the workpiece, or to a violation of the contact between the metal and the conical working surface of the plate (matrix) in non-contact areas (in between the rolls), which leads to the appearance of tensile stresses and the possibility of fracture of the metal during deformation, especially for low-plastic steels and alloys.

К недостаткам стана относится также отсутствие опорных механизмов, воспринимающих высокие радиальные усилия на раскатные валки в процессе деформации, что вызывает увеличение их размеров и соответственно подшипниковых узлов, а это ограничивает сортамент применяемых заготовок в области относительно малых размеров. The disadvantages of the mill include the lack of support mechanisms that absorb high radial forces on the rolls during deformation, which causes an increase in their size and, accordingly, bearing assemblies, and this limits the assortment of used workpieces in the region of relatively small sizes.

К недостаткам стана относится также отсутствие решений, обеспечивающих высокое качество готовых изделий после раскатки - устойчивость поперечного профиля готовой трубы и прямолинейность ее образующей, что особенно важно при производстве тонкостенных длинномерных труб большого диаметра, а также отсутствие механизмов, обеспечивающих последовательный технологический процесс выдачи готовой трубы с рабочей линии стана с минимальными затратами вспомогательного времени. The disadvantages of the mill include the lack of solutions that ensure high quality of finished products after rolling - the stability of the transverse profile of the finished pipe and the straightness of its generatrix, which is especially important in the production of thin-walled long pipes of large diameter, as well as the absence of mechanisms that ensure a consistent technological process for issuing the finished pipe with Mill working line with minimal overhead time.

Нерациональным является также концентрация необходимой для деформации мощности только в одном из главных рабочих элементов стана - на приводной штанге многороликовой обоймы или на вращающейся матрице (как это принято в аналоге изобретения), что увеличивает габариты привода и ограничивает производительность стана. It is also irrational to concentrate the power required for deformation in only one of the main working elements of the mill — on the drive rod of a multi-roller cage or on a rotating matrix (as is customary in the analogue of the invention), which increases the dimensions of the drive and limits the performance of the mill.

Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является получение высококачественных длинномерных тонкостенных труб и оболочек большого диаметра из малопластичных сталей и сплавов в холодном или теплом состоянии за счет применения технологического инструмента - матрицы и раскатных роликов, обеспечивающего высокую деформацию стенки трубы с одновременным увеличением диаметра без переполнения калибра и потери устойчивости поперечного профиля металла или без разрушения деформируемого металла при появлении растягивающих напряжений во внеконтактных зонах. The problem to which this invention is directed, is to obtain high-quality long-length thin-walled pipes and shells of large diameter from low-plastic steels and alloys in cold or warm state through the use of technological tools - matrix and roll rollers, providing high deformation of the pipe wall with a simultaneous increase in diameter without overflow of caliber and loss of stability of the transverse profile of the metal or without destruction of the deformable metal when tensile apryazheny in non-contact areas.

Задачей также является создание компактного прокатного оборудования с высокой надежностью, обеспечивающего все технологические режимы формоизменения при относительной простоте изготовления, сборки, настройки и эксплуатации его. The task is also to create a compact rolling equipment with high reliability, providing all technological modes of forming with the relative ease of manufacture, assembly, configuration and operation of it.

Задачей также является обеспечение высокого качества готового изделия - устойчивости поперечного профиля готовой тонкостенной трубы или оболочки большого диаметра после прокатки, точности формы ее и прямолинейности образующей. The task is also to ensure the high quality of the finished product - the stability of the transverse profile of the finished thin-walled pipe or shell of large diameter after rolling, the accuracy of its shape and the straightness of the generatrix.

Задачей также является передача готовой трубы с рабочей линии стана для обеспечения последовательного технологического процесса с минимальными затратами вспомогательного времени, а также обеспечение точности концевых участков трубы по диаметру и толщине стенки. The task is also the transfer of the finished pipe from the working line of the mill to ensure a consistent technological process with minimal additional time, as well as ensuring the accuracy of the end sections of the pipe in diameter and wall thickness.

Задачей также является выдача готовой трубы с правильно-калибровочной системы на линию накопления готовой продукции без применения дополнительных транспортных средств, вызывающих повреждение формы изделия. The task is also the delivery of the finished pipe from the correct calibration system to the accumulation line of the finished product without the use of additional vehicles that cause damage to the shape of the product.

Задачей также является повышение производительности за счет оптимального перераспределения мощностей привода между главными рабочими элементами устройства - матрицей и приводным валом, обеспечивая при этом уменьшение габаритов привода. The objective is also to increase productivity due to the optimal redistribution of drive power between the main working elements of the device - the matrix and the drive shaft, while ensuring a reduction in the dimensions of the drive.

Указанные задачи решаются тем, что в устройстве для изготовления труб и оболочек большего диаметра, содержащем матрицу, расположенный соосно внутри нее составной сепаратор с раскатными роликами и приводной вал с силовым приводом, рабочий профиль матрицы и конфигурация поверхности раскатных роликов выполнены криволинейными, исходя из условия обеспечения наименьшего сопротивления относительному перемещению деформируемого объема в контактных зонах при заданном режиме частных деформаций. These problems are solved by the fact that in the device for the manufacture of pipes and shells of larger diameter, containing a matrix, a composite separator with rolling rollers located coaxially inside it and a drive shaft with a power drive, the working profile of the matrix and the surface configuration of the rolling rollers are made curved, based on the conditions for the least resistance to the relative displacement of the deformable volume in the contact zones for a given regime of partial deformations.

Задачи решаются также тем, что рабочая поверхность раскатного ролика находится в контакте с вновь введенным опорным конусом, а на одной оси с приводным валом по всей длине готовой трубы установлена правильно-калибровочная система холостых роликов на опорно-приводных конусах, размер калибра которой превышает внутренний диаметр готовой трубы или оболочки на величину 0,15-0,25%. The problems are also solved by the fact that the working surface of the rolling roller is in contact with the newly introduced support cone, and on the same axis with the drive shaft along the entire length of the finished pipe, a correct calibration system of idle rollers is installed on the support-drive cones, the caliber of which exceeds the inner diameter finished pipe or shell in the amount of 0.15-0.25%.

Задачи решаются также тем, что матрица снабжена механизмом возвратно-поступательного перемещения по направляющим станины со стопорами, приводной вал с приводом снабжен поворотной системой, обеспечивающей поворот трубы с правильно-калибровочной системой на угол 30-180^о, а в месте крепления приводного вала установлен клиновой регулировочный механизм, изменяющий размеры очага деформации под нагрузкой.Problem is also solved in that the matrix is provided with a mechanism for reciprocating movement along the guide frame with the stoppers, the drive shaft is provided with a rotary drive system providing the pipe with rotation of right-angle gauge system at ^about 30-180, and the attachment point of the drive shaft is mounted wedge adjusting mechanism that changes the size of the deformation zone under load.

Задачи решаются также тем, что ролики правильно-калибровочной системы расположены под углом подачи к оси трубы и приводятся во вращение с помощью опорного конуса, а сепаратор этой системы во время выдачи трубы удерживается от вращения тормозным механизмом. Tasks are also solved by the fact that the rollers of the correct calibration system are located at an angle of feed to the pipe axis and are driven into rotation by a support cone, and the separator of this system is kept from rotating by the brake mechanism during pipe delivery.

Задачи решаются также тем, что матрица и приводной вал снабжены приводом для обеспечения вращения во взаимно противоположном направлении. The problems are also solved by the fact that the matrix and the drive shaft are provided with a drive to provide rotation in a mutually opposite direction.

Устройство для изготовления труб и оболочек большого диаметра представляет собой стан, главными рабочими элементами которого являются матрица, профиль которой обеспечивает наименьшее сопротивление относительному перемещению металла в контактных зонах при заданном режиме частных деформаций, сепаратор с холостыми роликами малого диаметра на ведущих подшипниковых опорах и приводной вал, обеспечивающий вращение сепаратора. Для компенсации радиальных усилий раскатки в устройство введен опорный конус, свободно вращающийся на оси сепаратора, рабочая поверхность которого контактирует с холостыми роликами при раскатке. Для регулировки размеров калибра в месте крепления приводного вала расположен клиновой механизм, изменяющий взаимное осевое положение матрицы и сепаратора с роликами под нагрузкой. A device for the manufacture of pipes and shells of large diameter is a mill, the main working elements of which are a matrix, the profile of which provides the least resistance to the relative movement of metal in the contact zones at a given regime of partial deformations, a separator with idle rollers of small diameter on the leading bearing bearings and drive shaft, providing rotation of the separator. To compensate for the radial forces of rolling, a support cone is introduced into the device, which rotates freely on the axis of the separator, the working surface of which contacts the idle rollers during rolling. To adjust the size of the caliber, a wedge mechanism is located at the attachment point of the drive shaft, changing the mutual axial position of the matrix and the separator with the rollers under load.

Кроме главных рабочих элементов стан оборудован механизмами и системами, обеспечивающими необходимую установку и настройку технологического инструмента, приводами для обеспечения всех режимов формоизменения и вспомогательными механизмами в линии стана, обеспечивающими задачу заготовки, удерживание ее от вращения в период заполнения очага деформации, калибровку и правку готового изделия и выдачу его после прокатки на линию накопления готовой продукции. In addition to the main working elements, the mill is equipped with mechanisms and systems that provide the necessary installation and adjustment of the technological tool, drives to ensure all forms of forming and auxiliary mechanisms in the mill line that ensure the workpiece’s task, keeping it from rotation during filling of the deformation zone, calibration and editing of the finished product and issuing it after rolling to the end product storage line.

Рабочий профиль матрицы, конфигурация поверхности холостых роликов, форма и размеры калибра определяются выбранным режимом частных деформаций и обеспечивают высокую суммарную деформацию стенки трубчатой заготовки с помощью большого количества малых частных деформаций без существенного увеличения длины и значительного при этом увеличения диаметра. Эти параметры регламентированы законами свободного пластического течения металла - принципом наименьшего сопротивления относительному перемещению в каждой точке контактной зоны и деформацией чистого сдвига без изменения формы во внеконтактных зонах. Непрерывная подача материала в зону формоизменения происходит за счет фрикционного взаимодействия с раскатными роликами, установленными на угол подачи, а также за счет благоприятного силового взаимодействия в полуконтактных зонах профиля матрицы. Силы фрикционного взаимодействия с рабочей поверхностью матрицы удерживают также заготовку и трубу от относительного поворота при раскатке и обеспечивают схему всестороннего сжатия во всем очаге деформации. The working profile of the matrix, the surface configuration of the idle rollers, the shape and dimensions of the caliber are determined by the selected mode of partial deformations and provide a high total deformation of the wall of the tubular workpiece with a large number of small partial deformations without a significant increase in length and a significant increase in diameter. These parameters are regulated by the laws of free plastic flow of metal - the principle of least resistance to relative displacement at each point of the contact zone and the deformation of the shear without changing shape in non-contact zones. The continuous supply of material to the forming zone occurs due to frictional interaction with the roll rollers mounted on the feed angle, as well as due to favorable force interaction in the half-contact zones of the matrix profile. The forces of frictional interaction with the working surface of the matrix also hold the workpiece and pipe from relative rotation during rolling and provide a comprehensive compression scheme throughout the deformation zone.

В нестационарных режимах заполнения и освобождения очага деформации законы свободного пластического течения металла обеспечиваются изменением размеров калибра с помощью клинового регулировочного механизма. В начальный момент заполнения очага заготовка кратковременно удерживается от вращения и принудительно заталкивается в калибр вспомогательными механизмами до момента образования устойчивого контакта с профилем матрицы. In non-stationary modes of filling and releasing the deformation zone, the laws of the free plastic flow of the metal are provided by changing the size of the caliber using the wedge adjusting mechanism. At the initial moment of filling the focus, the workpiece is briefly kept from rotation and is forced into the caliber by auxiliary mechanisms until stable contact with the matrix profile is formed.

Готовая тонкостенная труба или оболочка большого диаметра еще в процессе деформации вступает в контакт с правильно-калибровочной системой, включающей косо расположенные ролики, размещенные в сепараторе, и опорные конусы, вращающиеся вместе с приводным валом. Назначение этой системы - поддерживать форму изделия, производить правку поперечного профиля и продольной образующей за счет силового контакта металла с вращающимися роликами в пределах упругой деформации. После окончания деформации вспомогательные механизмы расстопаривают неподвижную матрицу и отводят ее по направляющим станины, а готовая труба вместе с правильно-калибрующей системой, приводным валом и сепаратором с раскатными роликами поворачивается на угол, обеспечивающий выход трубы с рабочей линии стана. За счет торможения сепаратора калибрующих роликов при вращающемся опорном вале и опорном конусе труба переходит на линию накопления готовой продукции, а все механизмы выходной стороны и матрица возвращаются в исходное положение. The finished thin-walled tube or a large-diameter jacket, even in the process of deformation, comes into contact with a correct calibration system, including oblique rollers located in the separator, and support cones rotating together with the drive shaft. The purpose of this system is to maintain the shape of the product, to correct the transverse profile and longitudinal generatrix due to the force contact of the metal with the rotating rollers within the elastic deformation. After the deformation is completed, auxiliary mechanisms open the stationary matrix and take it along the bed guides, and the finished pipe, together with a correctly calibrating system, a drive shaft and a separator with rolling rollers, is rotated through an angle, which ensures the pipe leaves the mill working line. Due to the braking of the separator of the calibrating rollers with a rotating support shaft and a support cone, the pipe passes to the accumulation line of the finished product, and all the mechanisms of the output side and the matrix return to their original position.

Технологический процесс изготовления труб и оболочек большого диаметра обеспечивается различными схемами расположения основного и вспомогательного оборудований. Прежде всего это три варианта привода рабочего инструмента:
неподвижная матрица и вращающийся сепаратор с раскатными роликами;
вращающаяся матрица и неподвижный сепаратор с раскатными роликами;
вращающиеся в противоположных направлениях матрица и сепаратор с раскатными роликами.The technological process of manufacturing pipes and shells of large diameter is provided by various layouts of the main and auxiliary equipment. First of all, these are three options for driving a working tool:
fixed matrix and rotating separator with rolling rollers;
rotating matrix and stationary separator with rolling rollers;
Opposite rotating matrix and separator with rolling rollers.

В первом варианте заготовка перемещается только в осевом направлении, во втором и третьем она движется по винтовой траектории. Наиболее рациональным с точки зрения перераспределения мощности привода, уменьшения его габаритов и повышения производительности за счет увеличения частоты циклов формоизменения является третий вариант. In the first embodiment, the workpiece moves only in the axial direction, in the second and third it moves along a helical path. The most rational from the point of view of the redistribution of drive power, reducing its size and increasing productivity by increasing the frequency of the cycles of shaping is the third option.

Возможны два варианта установки приводного вала с раскатником - со стороны входа заготовки со свободным выходом трубы без правильно-калибрующей системы на выходной стороне и с правильно-калибрующей системой. Наиболее рационален второй вариант, при котором может быть увеличена прочность приводного вала и соответственно мощность формоизменения, а также обеспечивается высокое качество готовой продукции. There are two options for installing a drive shaft with a rolling mill - from the input side of the workpiece with a free pipe exit without a correctly calibrating system on the output side and with a correctly calibrating system. The second option is most rational, in which the strength of the drive shaft and, accordingly, the power of forming, can be increased, and high quality of the finished product is also ensured.

На фиг.1 показана схема расположения основного оборудования и технологического инструмента для изготовления труб и оболочек большого диаметра; на фиг. 2 - вариант расположения вспомогательного оборудования с приводом раскатника; на фиг.3 - вариант расположения вспомогательного оборудования с приводом матрицы. Figure 1 shows the layout of the main equipment and technological tools for the manufacture of pipes and shells of large diameter; in FIG. 2 - an arrangement option of auxiliary equipment with a rolling drive; figure 3 is a variant of the location of auxiliary equipment with a drive matrix.

На фиг. 1, 2 и 3 показаны полая заготовка 1 и готовое изделие 2 (труба или оболочка), а также оборудование, включающее матрицу 3 с калибром криволинейного профиля, раскатные ролики 4, опорный конус 5, задний опорный узел 6 сепаратора, приводной вал 7, передний опорный узел 8 сепаратора, регулируемую подшипниковую опору 9 ролика, шлицевой вал 10 с гайкой 11, плиту 12, длинноходовой толкатель 13, зажимное устройство 14, стопорное устройство 15 матрицы, направляющие 16, сепаратор 17 правильно-калибрующего устройства, правильно-калибрующие ролики 18, опорный конус 19 правильно-калибрующего устройства, сидящий на шлицевых участках 20 приводного вала, траверсу 21, гидроцилиндр 22 привода опорного конуса, замок 23, редуктор 24 с электродвигателем 25 привода вала, червячный редуктор 26 механизма поворота траверсы с валом, приемный рольганг 27, тормозной механизм 28 сепаратора, гидроцилиндр 29 стопорного устройства, гидроцилиндр 30 возвратно-поступательного перемещения матрицы, гидроцилиндр 31 клинового устройства, регулировочный клин 32, неприводной вал 33 сепаратора, электродвигатель 34 и редуктор 35 привода матрицы, корпус 36 матрицы, подводящий рольганг 37, гидроцилиндр 38 поддерживающего устройства, подъемные ролики 39, люнет 40, отводящий рольганг 41. In FIG. 1, 2 and 3 show a hollow billet 1 and a finished product 2 (pipe or jacket), as well as equipment including a matrix 3 with a caliber of a curved profile, roll rollers 4, a support cone 5, a rear support assembly 6 of the separator, a drive shaft 7, front separator bearing assembly 8, adjustable roller bearing 9, spline shaft 10 with nut 11, plate 12, long-stroke pusher 13, clamping device 14, matrix locking device 15, guides 16, separator 17 of a correctly calibrated device, correctly calibrated rollers 18, support cone 19 rights flax-calibrating device sitting on the splined sections 20 of the drive shaft, traverse 21, support cylinder 22 hydraulic drive 22, lock 23, gearbox 24 with electric motor 25 of the shaft drive, worm gear 26 of the swing beam with shaft, receiving roller 27, separator brake mechanism 28 , cylinder 29 of the locking device, cylinder 30 of the reciprocating movement of the matrix, the cylinder 31 of the wedge device, the adjusting wedge 32, the drive shaft 33 of the separator, the electric motor 34 and the gearbox 35 of the drive matrix 36 matrix, supply roller 37, the hydraulic cylinder 38 supports the device, the hoisting rollers 39, backrest 40, the discharging roller 41.

Основное и вспомогательное оборудования связаны общими направляющими 16, в которых замыкаются осевые усилия формоизменения и на которых фиксируется с помощью стопорных устройств 15 неподвижная во вращении матрица 3. В матрице на приводном валу 7 смонтирован раскатник, включающий опорные узлы 6 и 8 составного сепаратора на шлицевом валу 10, скрепленные между собой гайкой 11, раскатные ролики 4 с регулируемыми в осевом направлении подшипниковыми опорами 9 и опорный конус 5, свободно вращающийся в корпусе сепаратора. Хвостовик приводного вала установлен на подшипниках в замке 23 и связан через редуктор 24 с электродвигателем 25, обеспечивающим передачу момента в очаг деформации. Регулировка осевого положения приводного вала с раскатником относительно матрицы и, следовательно, размера калибра осуществляется с помощью регулировочного клина 32 и гидроцилиндра 31 клинового устройства. На шлицевых участках 20 приводного вала смонтировано правильно-калибрующее устройство, включающее опорный конус 19, холостые ролики 18, установленные под углом подачи в сепараторе 17. Размеры калибра правильно-калибрующего устройства, превышающие на величину упругой деформации внутренний диаметр готового изделия 2, регулируются с помощью гидроцилиндра 22, перемещающего и фиксирующего осевое положение опорного конуса 19. Свободно вращающийся в корпусе замка 23 сепаратор 17 имеет тормозной механизм 28, фиксирующий его от вращения при выдаче готовой трубы. Замок 23 вместе с опорным узлом и приводом вала 7 установлен в траверсе 21 с возможностью поворота на 30-180^о с помощью червячного редуктора 26. На входной стороне устройства с направляющими 16 связаны плита 12 с длинноходовым толкателем 13, а также зажимное устройство 14, обеспечивающие подачу заготовки 1 в калибр формоизменения и кратковременную фиксацию ее от вращения. На входной стороне установлен рольганг 27 для приема и транспортировки заготовки перед началом деформации.The main and auxiliary equipment are connected by common guides 16, in which the axial forces of shaping are closed and on which the matrix 3 fixed in rotation is fixed with the help of locking devices 15. A matrix is mounted in the matrix on the drive shaft 7, including supporting units 6 and 8 of the composite separator on the splined shaft 10, fastened together by a nut 11, rolling rollers 4 with axially adjustable bearing bearings 9 and a support cone 5, freely rotating in the cage. The drive shaft shank is mounted on bearings in the lock 23 and is connected through a gearbox 24 to an electric motor 25, which provides transmission of torque to the deformation zone. The axial position of the drive shaft with the rolling unit relative to the matrix and, therefore, the size of the caliber is adjusted using the adjusting wedge 32 and the hydraulic cylinder 31 of the wedge device. On the splined sections 20 of the drive shaft, a correctly calibrating device is mounted, including a support cone 19, idle rollers 18, mounted at an angle of supply in the separator 17. The dimensions of the caliber of the correctly calibrating device, exceeding the elastic deformation of the inner diameter of the finished product 2, are adjusted using a hydraulic cylinder 22, which moves and fixes the axial position of the support cone 19. The separator 17, which rotates freely in the lock housing 23, has a braking mechanism 28, which fixes it from rotation when giving out howling pipes. The lock 23 together with the support unit and the drive shaft 7 is mounted in the traverse 21 with the possibility of rotation by 30-180 ^about using a worm gear 26. On the input side of the device with the guides 16 are connected plate 12 with a long-stroke pusher 13, as well as a clamping device 14, providing the supply of the workpiece 1 in the caliber of forming and short-term fixation of it from rotation. A roller table 27 is installed on the inlet side for receiving and transporting the workpiece before the deformation begins.

Вариант расположения оборудования с приводом матрицы (фиг.3) включает неприводной вал 33, на котором установлен сепаратор с роликами, электродвигатель 34 и редуктор 35 привода матрицы 3, которая расположена на подшипниках в корпусе 36, связанном направляющими 16 с плитой 12. Входная сторона в этом случае оборудована подводящим рольгангом 37, поддерживающими устройствами и люнетами 40, а выходная сторона без правильно-калибрующей системы - отводящим рольгангом 41. Этот вариант расположения оборудования рационален при изготовлении относительно толстостенных труб небольшого диаметра. A variant of the arrangement of equipment with a matrix drive (Fig. 3) includes a non-drive shaft 33, on which a separator with rollers is mounted, an electric motor 34 and a matrix 3 drive gearbox 35, which is located on bearings in the housing 36 connected by the guides 16 to the plate 12. The input side in this case, it is equipped with a feed roller 37, supporting devices and lunettes 40, and the output side without a properly calibrating system is equipped with a discharge roller 41. This arrangement of equipment is rational in the manufacture of relatively thick tostennyh small diameter pipes.

Технология изготовления труб и оболочек большого диаметра включает настройку основного и вспомогательного оборудований, подачу заготовки, нестационарный процесс заполнения очага деформации, стационарный режим формоизменения, нестационарный процесс освобождения очага деформации и выдачу готового изделия. The technology for manufacturing pipes and shells of large diameter includes setting up the main and auxiliary equipment, feeding the workpiece, non-stationary process of filling the deformation zone, stationary mode of change, non-stationary process of releasing the deformation zone and delivery of the finished product.

Перед началом работы производится установка угла подачи раскатных роликов 4, обеспечивающего принятый режим частных деформаций по толщине стенки, которая осуществляется с помощью поворота узла 8 сепаратора относительно установленного на шлицевом валу 10 узла 6 сепаратора в направлении, обеспечивающем втягивающие фрикционные усилия при работе раскатных роликов. Составной сепаратор жестко скрепляется гайкой 11 и с помощью регулировочных механизмов выбираются зазоры в опорных узлах роликов. Before starting work, the feed angle of the roll rollers 4 is set, which ensures the adopted mode of partial deformations along the wall thickness, which is carried out by turning the separator assembly 8 relative to the separator assembly 6 mounted on the spline shaft 10 in the direction that provides retracting frictional forces during operation of the rolling rollers. The composite separator is rigidly fastened with a nut 11 and with the help of adjusting mechanisms, the gaps in the supporting nodes of the rollers are selected.

Устанавливаются размеры прокатной щели, соответствующие нестационарному режиму заполнения очага деформации, и приводится во вращение приводной вал 7 с раскатником или матрица 3, или то и другое в противоположных направлениях - в зависимости от принятого варианта работы устройства. Заготовка 1 по рольгангу 27 вводится в приемный конус матрицы до встречи с раскатными роликами и с помощью кратковременного осевого усилия Q длинноходового цилиндра 13 происходит раздача металла и соприкосновение его с рабочим профилем матрицы. Во время нестационарного процесса заполнения калибра заготовка удерживается от вращения зажимным устройством 14 (первый вариант) или вращается вместе с матрицей (второй вариант). The dimensions of the rolling gap are set, corresponding to the unsteady mode of filling the deformation zone, and the drive shaft 7 with the rolling unit or the matrix 3 is driven into rotation, or both in opposite directions, depending on the accepted version of the device. The workpiece 1 on the rolling table 27 is introduced into the receiving cone of the matrix before meeting with the rolled rollers and with the help of a short-term axial force Q of the long-stroke cylinder 13, the metal is distributed and it comes into contact with the working profile of the matrix. During the non-stationary process of filling the caliber, the workpiece is kept from rotation by the clamping device 14 (first option) or rotates together with the matrix (second option).

По мере заполнения очага деформации с помощью клина 32 размеры прокатной щели уменьшаются и в момент появления готового изделия 2 устанавливается постоянный размер калибра, соответствующий стационарному режиму формоизменения. При заполнении очага деформации внешнего силового воздействия на заготовку не требуется - непрерывная подача материала и соответственно режим частных деформаций обеспечиваются фрикционным взаимодействием с косо расположенными роликами. Усилия в контактной и в полуконтактной зонах также способствуют непрерывной осевой подаче и создают схему всестороннего сжатия в очаге формоизменения, гарантированно обеспечивающую деформацию малопластичных сталей и сплавов. Готовое изделие 2 еще в процессе деформации входит в контакт с роликами 18 правильно-калибрующей системы, которые вместе с расторможенным сепаратором 17 приводятся в планетарное движение относительно неподвижной во вращении трубы за счет контакта с вращающимся на шлицах приводного вала опорным конусом 19 и силового натяга в пределах упругой деформации изделия. При этом происходит калибровка трубы по диаметру и правка образующей. As the deformation zone is filled with the help of the wedge 32, the dimensions of the rolling gap decrease and at the time of the appearance of the finished product 2, a constant gauge size corresponding to the stationary mode of change is established. When filling the deformation zone, external force is not required on the workpiece — a continuous supply of material and, accordingly, the mode of partial deformations are ensured by frictional interaction with oblique rollers. Efforts in the contact and in the semi-contact zones also contribute to continuous axial flow and create a comprehensive compression scheme in the forming zone, which ensures the deformation of low-plastic steels and alloys. The finished product 2, even in the process of deformation, comes into contact with the rollers 18 of the correctly calibrating system, which, together with the released separator 17, are brought into planetary motion relatively stationary in rotation of the pipe due to contact with the support cone 19 rotating on the splines of the drive shaft and a power interference within elastic deformation of the product. In this case, the pipe is calibrated by diameter and the generatrix is edited.

В конце процесса, по мере освобождения очага деформации от металла, размеры калибра вновь увеличивают с помощью клинового механизма, обеспечивая постоянный по длине диаметр с некоторым увеличением толщины стенки. At the end of the process, as the deformation zone is freed from the metal, the size of the caliber is again increased using a wedge mechanism, providing a constant diameter along with a slight increase in wall thickness.

Когда процесс деформации закончился, производится торможение сепаратора 17 тормозным механизмом 28 и за счет установки роликов 18 на угол подачи относительно оси прокатки изделие выходит из матрицы и полностью размещается по длине на роликах правильно-калибрующего устройства. Правку и калибровку можно продолжить, перемещая изделие по роликам 18 на небольшое расстояние за счет реверсирования электродвигателя 25 привода вала 7 опорного конуса 19 при заторможенном сепараторе 17. When the deformation process is over, the separator 17 is braked by the braking mechanism 28 and due to the installation of the rollers 18 at the feed angle relative to the rolling axis, the product exits the matrix and is completely placed along the length on the rollers of the correctly calibrating device. Editing and calibration can be continued by moving the product along the rollers 18 a small distance due to the reversal of the electric motor 25 of the drive shaft 7 of the support cone 19 with a braked separator 17.

После окончания всех деформационных процессов - раскатки, правки и калибровки - с помощью гидроцилиндра 29 открывается стопорное устройство 15 и матрица 3 гидроцилиндром 30 смещается по направляющим на входную сторону. Червячный привод производит поворот вала 7 с раскатником, правильно-калибрующей системы и готового изделия на угол, обеспечивающий выдачу трубы. При заторможенном сепараторе 17 включается привод вала 7 и связанного с ним опорного конуса 19 в направлении, обеспечивающем выдачу готового изделия на транспортную линию накопления готовой продукции. После выхода готовой трубы раскатник вместе с правильно-калибрующей системой возвращается в исходное положение - на рабочую линию стана, матрица устанавливается и фиксируется в своем рабочем положении. Устройство подготовлено к следующему циклу производства. After the end of all deformation processes - rolling, editing and calibration - using the hydraulic cylinder 29, the locking device 15 is opened and the matrix 3 is moved by the hydraulic cylinder 30 along the guides to the input side. The worm drive rotates the shaft 7 with the reamer, a correctly calibrating system and the finished product at an angle that ensures the delivery of the pipe. When the inhibited separator 17, the drive of the shaft 7 and the associated support cone 19 are turned on in the direction that ensures the delivery of the finished product to the transport line for the accumulation of finished products. After the finished pipe exits, the reamer, together with the correctly calibrating system, returns to its original position - to the working line of the mill, the matrix is installed and fixed in its working position. The device is prepared for the next production cycle.

Наиболее рациональная область применения устройства - производство труб и оболочек диаметром 500-3000 мм с минимальной толщиной стенки 1,0 мм, длиной до 10 м из заготовок диаметром 250-350 мм с толщиной стенки более 7,0 мм, такой же длины из малопластичных сталей и сплавов. Возможно производство этих изделий с малопеременными по длине диаметром и толщиной стенки за счет изменения размеров калибра в стационарном режиме формоизменения. The most rational field of application of the device is the production of pipes and shells with a diameter of 500-3000 mm with a minimum wall thickness of 1.0 mm, a length of up to 10 m from blanks with a diameter of 250-350 mm with a wall thickness of more than 7.0 mm, the same length from mild steels and alloys. It is possible to manufacture these products with diameters and wall thicknesses that are slightly variable in length due to a change in the size of the caliber in the stationary mode of change.

Claims

1. DEVICE FOR THE PRODUCTION OF PIPES AND SHELLS OF A LARGE DIAMETER, comprising a matrix with an increasing cross section, a composite separator with rolling rollers located coaxially inside it and a drive shaft with a power drive, characterized in that it is equipped with a support cone installed in contact with the rolling rollers covering the drive shaft, and correct calibration rollers located behind the matrix in the separator on the support cones connected to the drive shaft, coaxial with it and having an axial displacement drive , The working profile of the matrix configuration and reeling rolls are curved surfaces, based on the condition of least resistance to the relative displacement of the deformable volume zones in contact with a given partial deformation mode.

2. The device according to claim 1, characterized in that it is equipped with a mechanism for fixed rotation of the shaft at an angle of 30 - 180 ^o C and its wedge axial displacement regulator.

3. The device according to claims 1 and 2, characterized in that the correct calibration rollers are located at an angle of feed to the axis of the shaft, and their separator is made with a brake mechanism.