SU1417951A1 - Формовочный стан трубоэлектросварочного агрегата - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к производству сварных пр мошовных труб. Цель - снижение энергозатрат на формовку и повьшгение качества трубной заготовки за счет снижени  гофрооб- разовани . При работе трубрэлектросварочного стана полоса сначала формуетс  в неприводных кассетах с формующими штыр ми, расположенными с внешней и внутренней сторон полок, затем - в кассетах с т нущими роликами , а после - в кассетах с т нущими приводными механизмами 17. Т нущие ролики 31 привод тс  во вращение от черв чного редуктора в корпусе механизма 17, который в свою очередь приводитс  во вращение от зубчатого колеса 16, шестерни 21, редуктора 22 и двигател  23. Т нущие механизмы 17 имеют возможность перемещени  в радиальном и кольцевом направлени х по направл ющим кассеты. «Ьормовочньй стан позвол ет повысить качество трубных заготовок широкого диапазона размеров за счет создани  монотонной деформации полосы по всей длине формовочного стана.5 з.п. ф-лы, 5 ил. и СЛ

Description

22

QO

ел

Изобретение относитс  к проигзвод- ству сварных пр мошовных труб и наиболее эффективно может быть использовано при реконструкции существующи формовочных станов трубоэлектросвар- ных агрегатов и создании нрвых стаiHOB .

Цель изобретени  - снижение энер- гозатрат на формовку и повьпиение ка- чества трубной заготовки за счет снижени  гофрообразовани .

На фиг. 1 представлен формовочньй стан, общий вид; на фиг,2 - кассета с прводными т нущими роликами; на фиг.З - :кассета с приводйыми т нущими меха- : НИзмами; на фиг. 4 - приводной т нущий механизм; на фиг. 5 - то же, вид : сбоку.

; Формовочный стан ТЭСА состоит из i станины 1, расположенной на фундаменте 2, на которой размещены задающа  клеть 3, формовочные кассеты 4, кассеты с приводными т нунщми роликами 5, кассеты с приводными т нущи- ми механизмами 6.

Кассета с приводными т нущими ро ликами состоит из кольцеобразного корпуса 7, креп щегос  к станине 1. В теле корпуса кассеты выполнены опо ры несущих приводных валов 8, на которых закреплены рабочие валки из упругого фрикционного полимерного материала с Выпуклой рабочей поверхностью 9, Формующие штыри 10 размеще- ны в верхней части к,орпуса кассеты, котора  выполнена плоской дл  обеспечени  параллельности этих штырей, располагающихс  сверху полосы попарно симметрично по ширине кассеты от- носйтельно ее вертикальной оси. При этом на двух парах штырей вдоль оси стана закреплены два кромкоудержива- ющих устройства, состо ш 1х-из обойм 11 и цилиндрических роликов 12 мало- го диаметра. Привод т нушлх роликов 5 осуществл етс -через редуктор 13 от двигател  14, Кассета с приводным т нущим механизмом состоит из кольцеобразного корпуса 15, креп щегос  к станине 1 . На корпусе кассеты установлено с возможностью вращени  боль щое зубчатое колесо 16 и приводные т нущие механизмы 17. Корпус кассеты имеет боковые кольцевые вырезы дл  размещени  формующих штырей 18, имеющих возможность кольцевого-и радиального перемещени  и фиксации. На корпусе кассеты закреплены вдоль оси

два кромкоудерживающих устройства, состо щих из расположенных по обе стороны кассеты подвесных штанг 19, на каждой из которых укреплено по паре роликов 20 сложного сечени  и малого диаметра. Привод осуществл етс  от ведущей шестерни 21 через редуктор 22 от двигател  23. Приводной т нущий механизм состоит из телескопического корпуса 24, креп щегос  к корпусу 15 кассеты, с регулировочным винтом - стопором 25. В корпусе механизма расположен приводной, регулируемый по длине вал 26, на одном конце которого находитс  ведома  шестерн  27, наход ща с  в зацеплении с большим зубчатым колесом 1Ь, а на другом конце - черв к 28, наход щийс  в зацеплении с рабочей шестерней 29, закрепленной на рабочем валу 30. С наружной части механизма н рабочий вал 30 креп тс  рабочие диски 3 из упругого фрикционного полимерного материала .

При включении привода работа стана происходит следующим образом.

Исходна  лента поступает в задающую клеть 3. Задающа  приводна  клеть, содержаща  плоские цилиндрические валки, сообщает полосе т нущее усилие и подает ее к первой формовочной неприводной кассете.4, а дальнейша  прот жка полосы обеспечиваетс  приводными кассетами. Размеры всех неприводных кассет: длина 70 мм, диаметр ЗОО мм. В кассете происходит изгиб полосы на угол 18 благодар  поперечному усилию -со стороны неприводных формовочных стержней, расположенных сверху и снизу полосы, причем ксГйструкци  и настройка их такова, что обеспечивает продвижение полосы в кассете и создание монотонного очага сворачивани , так как контакт формовочного стержн  с полосой можно считать практически точечным, в св зи с чем отсутствуют зоны опережени  и отставани , характерные дл  валкового калибра, и на полосу действуют только поперечно направленные силы.

При выходе из первой формовочной клети полоса попадает в аналогичную вторую формовочн ю клеть, настроенную уже на угол формовки 36°. При движении полосы из кассеты в кассету она будет стремитьс  к распружинива- нию, т.е. к нарушению монотонности

очага сворачивани , но, так как рассто ние между кассетами равно 30 мм, а, следовательно, между деформирующими сечени ми 100 мм, то монотонность деформации .сохран етс .

Сформованна  на угол 36 полоса при выходе из второй формовочной кассеты попадает в первую приводную кассету 5, расположенную между формующими кассетами с углами формовки 36 и 60°, с приводными криволинейными роликами из упругого фрикционного полимерного материала, располагающимис  попарно сверху и снизу полосы симметрично по ширине относительно вертикальной оси кассеты, при этом ролики предварительно сведены до полного контакта по всей их ширине. Рас- пружиниванию кромок преп тствуют кромконапранл ющие устройства 11. Привод роликов осуществл етс  через редуктор от двигател  14,

В этой кассете происходит сообщение полосе т нущего усили . Кассета, имеюща  диаметр 300 мм и ширину 120 мм, расположена на рассто нии 30 мм от второй формовочной кассеты, т,е, рассто ние между деформирующими сечени ми равно 125 мм, что больше аналогичного рассто ни  дл  соседних формующих клетей. Однако применение в приводной кассете кромкоудер- живающих устройств с цилиндрическими роликами 12 малых по сравнению с кассетой размеров (диаметр ролика 10 мм) настроенных так, чтобы преп тствовать распружиниванию кромок, т,е, наиболее опасных мест трубной заготовки , способствует благодар  малым размерам роликов и близкому их расположению сохранению монотонного очага сворачивани  полосы, созданного в формовочных клет х.

Далее установлены три формовочные клети, настроенные на углы формовки 60, 84 и 108, .последовательно чередующиес  с еще двум  аналогичными приводными кассетами с приводными т нущими роликами и с соответственно настроенными кромкоудерживающими устройствами .

После этого участка установлены шесть подр д формующих кассет, в которых полоса формуетс  от 126 до 216 ( 126, 144, 162, 180, 198 и 216° соот ветственно на каждую кассету), а между форм1тошлми кассетами, настроенными на углы 216 и 240, установлена

приводна  кассета 6, где полоса прсэ- т гиваетс  приводными т нуишми механизмами 17,

Вращаюгций момент передаетс  от двигател  23 через редуктор 22 на большое зубчатое колесо 16, установленное на корпусе 15 кассеты, а от него через ведомую щестерню 27, установленную на приводном валу 26 с черв ком 28, - на рабочую шестерню 29 и рабочие диски 31 из упругого фрикционного полимерного материала, которые и обеспечивают прот жку полосы через

формующие кассеты.

При этом рабочие механизмы настроены так, чтобы между полосой и рабочими дисками бьш обеспечен полньй контакт по всей ширине их, т,е, было

обеспечено необходимое поджатие полосы .

Фиксаци  полосы сверху и сохранение монотонности очага сворачивани  обеспечиваетс  кромкоудерживаюшими

механизмами, содержащими ролики 20 сложного сечени  и малого диаметра, расположенные попарно симметрично по обе стороны кассеты так, чтобы преп тствовать распружиниванию кромок на участке между формующими кассетами .

Необходимость применени  кромко- удерживающих механизмов о&ь сн ет с  также и тем, что размеры кассет с

приводными т нущими механизмами составл ют в диаметре 300 мм (без зубчатого колеса) и по пшрине 150 мм, т,е, рассто ние между деформирующими сечени ми увеличено, а также наличием

возмущений от приводных т нущих механизмов , контактирующих с полосой только с наружной стороны.

Далее полоса прот гиваетс  еще трем  аналогичными колесами с приводными т нущими механизмами с соответствующим образом настроенными кромкоудерживающими устройствами, последовательно чередуюпщмис  формовочными кассетами с углами формовки 264 и

288°, после которых полоса формуетс  в трех подр д установленных формовочных кассетах с углами формовки 312, 330 и 348°, которые обеспечивают угол схождени  кромок до опорно-сварочного узла.

Возможность перемещени  приводных т нущих механизмов обеспечиваетс  наличием кольцевых торцовых направл ющих 32 на корпусе кассеты и сопр жен . 51

ных с ними направл ющих приводных т нущих механизмов, а последующа  фиксци  заданного положени  механизма обеспе чиваетс  крепежными болтами 33 за выступы направл ющих механизма, : Радиальное перемещение и фиксаци  В рабочем поожении рабочих дисков достигаетс  вращением регулировочного винта - стопора 25.

Таким образом, формовочный стан имеет 17 формующих кассет, три кассеты с приводными т нущими роликами, четыре кассеты с приводными т нущими механизмами, .а углы формовки распределены по кассета таким образом,. что дл  непосредственно,., соседствующих формующих кассет разность углов формовки составл ет 18, а дл  фор- овочных кассет, разделенных привод- йыми кассетами, разность углов формовки равна 24, т.е. на 30% больше, что необходимо дл  нат жени  кромок полосы, так как в этом случае рассто ние между соседними формуюи1лми сечени ми деформации больше.

Расположение в начале линии стана задающей клети, имеющей в своем составе -плоские приводные .валки, необходимо дл  подачи ленты из накопител  ТЭСА и продвижени  ее через первые две формовочные кассеты до кассет с приводными т нущими роликами. Первые .две формовочные кассеты не  вл ютс  приводными, так как необходимо обеспечить стабильный участок перехода от плоской полосы к очагу сворачивани . Исход  из относительных размеров ленты и кассет, нижн   граница углов формовки полосы, дл  которой применимы кассеты с приводными т нущими роликами, устанавливаетс  равной 30 . Прот жка ленты через первые две формовочные кассеты только кассетой с приводными т нущими роликами , без задающей клети, увеличивает энергозатраты стана и ухудщает качество трубной заготовки вследствие увеличени  значени - т нущего усили  кассеты с приводными т нущими роликами .

Верхн   граница углов формовки дл  кассет с приводными т нущими механизмами равна по , так как при увеличении значени  угла сворачивани  полосы диаметр верхних привод- iftix роликов увеличиваетс . Экспериментально установлено, что при углах формовки, больших 110°, диаметр верх16

них приводных роликов становитс  настолько большим, что в зоне контакта ролик - полоса по вл ютс   рко выра- женные участки опережени  и отставани  с больщими потер ми энергии на трение, что увеличивает энергозатраты .

Кассеты с приводными т нущими механизмами используютс  на углах формовки 200-320°. Так как рабочие роли- ки приводных т 11ущих механизмов ко.н- тактируют с полосой только с наружной ее части, а дп  нормального функционировани  и эффективной работы приводного т нущего механизма,а также дл  обеспечени  некоторого обжати  трубной заготовки необходим- прижим .рабочих дисков к трубной заготовке,

то така  конструкци  работоспособна на углах формовки от 180°- и больше. Применение этой конструкции на углах формовки до 180° требует опорных элементов с внутренней стороны полосы,

что значительно увеличивает энергетические потери. Экспериментально найдено значение углов формовки, равное 200, выше которых возможно практическое применение кассет с приводными

т нущими механизмами.

При входе в опорно-сварочный узел, т.е. на углах формовки, приближающихс  к 360°, требовани , предъ вл емые к монотонности очага сворачивани , особенно велики, так как кассета с приводными т нущими механизмами  вл етс  т нущим элементом, в очаг сворачивани  полосы будут вноситьс  возмущени , которые в зоне У опорно-сварочкого узла недопустимы. Таким обра- зом, последн   кассета с приводными т нyш ми механизмами должна быть установлена на некотором рассто нии от опорно-сварочного узла.

45

Минимальное число приводных т нущих механизмов в кассете с приводными т нущими механизмами, равное трем, определ етс  исход  из симметричной в разрезе картины сворачива- g ни  полосы, при которой один механизм . необходим в нижней части кассеты дп  опоры продвижени  полосы, и не менее, чем по одному механизму с каждой стороны .

Так как приводные кассеты  вл ютс - т нущими элементами, то дл  фиксации положени  кромок и обеспечени  монотонности очага сворачивани  примен ютс  кромконаправл ющие устройства в

5

7U

кассетах с приводными т нущими роликами и кромкоудерживающие устройства в кассетах с приводными т нущими механизмами .

Выполнение приводных т нущих роликов и рабочих дисков криволинейными и из упругого фрикционного полимерного материала необходимо дл  того , чтобы ролики в процессе эксплуатации можно было сжать до обеспече- НИН полного контакта по всей их ширине , обеспечив таким образом высокую эффективность транспортировки ленты, а, следовательно, и высокие энерго-силовые параметры.

Выполнение приводных т нущих механизмов в виде телескопического корпуса с возможностью перемещени  в радиальном и кольцевом направлени х рабочих дисков из упругого материала с выпуклой рабочей поверхностью, а привода - в виде большого зубчатого колеса, закрепленного на корпусе кассеты , обеспечивает возможность перестройки ка.ссеты при переходе на новый сортамент, возможность обеспечени  необходимого обжати  полосы и возможность привода т нущих механизмов при любом его положении в кассет

Использование изобретени  позвол ет получать качественные заготовки под.сварку труб в широком диапазоне геометрических параметров последних.

Claims (6)

1. Формовочный стан трубоэлектро- сварочного агрегата, содержащий станину с укрепленными на ней кассетами , одна часть -которых снабжена формующими штыр ми дл  контакта с наружной и внутренней поверхност ми трубной заготовки, а друга  - формующими штыр ми дл  контакта с наружной поверхностью трубной заготовки, о т- личающийс  тем, что, с целью снижени  энергозатрат на формовку и повышени  качества трубной заготовки , часть кассет с формующими штыр ми дл  контакта с наружной и внутренней поверхност ми трубной заготовки снабжены двум  парами приводных т нущих роликов дл  передачи т - -нущего усили  трубной заготовке и кромконаправл ющими устройствами.

18

закрепленньйи на двух парах штырей и выполненньгми в виде обойм с установленными в них цилиндрическими роликами , друга  часть кассет с формую- пдими штыр ми дл  контакта с наружной поверхностью трубной заготовки снабжена не менее чем трем  приводными т нущими механизмами дл  передачи

т нущего усили  трубной заготовке, каждьй из которых выполнен в виде телескопического корпуса с размещенным внутри него рабочим валом с двум  рабочими дисками и приводным регулируемым по длине валом, на одном конце которого закреплена ведома  ше- .стерн , а на другюм конце - черв к, рабочий вал снабжен шестерней, котора  находитс  в зацеплении с черв ком

приводного вала, прлвод всех т ну- щих механизмов выполнен в виде зубчатого колеса, размещенного на кассете с .возможностью вращени  и наход щегос  в зацеплении с ведущими шестерн ми приводных валов всех т нущих механизмов , все кассеты, кроме того, снабжены кромкоудерживающими устройствами .

2.Стан по п. 1, отличаю- Щ и и с   тем, что т нущие ролики

и рабочие диски выполнены из упругого фрикционного материала с выпуклой рабочей поверхностью.

3.Стан по п. 1, отлйча ю- Щ и и с   тем, что приводные т нущие механизмы выполнены с возможно- . стью регулировани  их длины и снабжены регулировочным винтом-стопором, укрепленным нп корпусе механизма.

. Стан по п. 1, отличающийс  тем, что он снабжен задающей клетью.

5.Стан по п. , отлйчаю щ и и с   тем, что кассеты с у ну- щими приводными механизмами снабжены устройствами фиксации т нущих меха- низмов, выполненными в виде кольцевых направл ющих в кассете, соцр женных

с направл ющими, предусмотренными на корпусах т нущих механизмов, и скрепл ющих болтов.

6.Стан по п. 1, отличающийс  тем, что все кассеты установлены в станине с возможностью перемещени  вдоль оси с.тана.

Фи&1

;j

/4

.2