SU1613209A1

SU1613209A1 - Способ холодной пилигримовой прокатки труб

Info

Publication number: SU1613209A1
Application number: SU884474613A
Authority: SU
Inventors: Марат Васильевич Попов; Александр Исаакович Фельдман; Эдуард Викторович Боев; Николай Николаевич Король; Александр Борисович Дубоссарский; Александр Борисович Ламин; Петр Иванович Кружнов
Original assignee: Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт трубной промышленности; Днепропетровский Металлургический Институт
Priority date: 1988-08-16
Filing date: 1988-08-16
Publication date: 1990-12-15

Abstract

Изобретение относитс к обработке металлов давлением и может быть использовано дл холодной пилигримовой прокатки труб, преимущественно особотонкостенных. Цель изобретени - повышение производительности путем сокращени цикличности производства труб. Деформацию трубы осуществл ют по крайней мере двум р дами роликов на общей неподвижной оправке с увеличивающимс по ходу прокатки диаметром путем раздачи с калиброванием по толщине стенки. Перед раздачей с калиброванием по толщине стенки первым р дом роликов осуществл ют раздачу с калиброванием наружного диаметра трубы. Обе операции чередуют между собой по крайней мере четыре раза. При деформации в каждом последующем р ду роликов чередование этих операций увеличивают в 1 - 3 раза. 3 ил., 2 табл.

Description

Изобретение относитс к обработке металлов давлением и может быть ис- . пользовано дп холодной пилигримовой прокатки труб преимущественно особо- тонкостенных.

Цель изобретени - повьппение производительности путем сокращени цикличности производства труб.

На фиг.1 дана кинематическа схема устройства дл осуществлени способа , на фиг.2 - участок очага деформации, образованный первьп- р дом роликов на оправке, продольный разрез, на фиг.З - то же, вторым р дом роликов, ; Способ реализуетс устройством, содержащим клеть 1 с размещенными в

.ней двум р дами опорными планками 2 и 3, контактирующими соответственно с первым и вторым р дами 4 и 5, электродвигатель 6 плавного привода клети, который кинематически -св зан с подающе-поворотным механизмом 7. Последний с одной стороны через шестерни 8, валы 9, систему шестерен 10 соединен со стержнем 11 оправки 12 увеличивающегос по ходу прокатки диаметра, а с другой . стороны св зан через шкив 13, плоский ремень 14, гайку 15, винт 16 с патроном 17 зажима заготовки 18. По- дающе-поворотный механизм 7 св зан также через шкив с электродвигате05

СО to

о со

леи 19 возврата винта. В состав указанного устройства входит также электродвигатель 20, св занный через шкив 21, плоский ремень 22, гайку 23 винт 24 с передним патроном 25 зажим готовой трубы 26,

Оправка содержит у астки 27-45; которым соответствуют участки 27а-45 на планке,

Ьй - суммарна цпуща хода обоих I р дов роликов А и Б, соответственно длина хода первого и второго р дов роликов,

: Прот женность длины очага деформации , образованного каждым из р дов роликов, зависит от рассто ни между р дами роликов 5 параметров рычажно- кулисного привода сепаратора и радиуса цапфы роликцв.

Длина участков на оправке и опорных планках также определ етс пара- метрами рычажно-кулисного привода сепаратора и радиуса папфы роликов,

Способ прокатки осуществл ют следующим образом.

Клеть 1 с двум р дами роликов 4 и 5 устанавливают в крайнее заднее I положение, соответствующее зеву пода iчи и поворота заготовки 18, послед- /кюю одевают вручную на стержень 11 /таким образом, чтобы ее передний ко |нец находилс на уровне переднего коца стержн 11, в который ввинчивают оправку 12 с увеличивающимс по ходу прокатки диаметром и закрепл ют зад- I НИИ конец заготовки 18 в патроне 17 зажима. Включают электродвигатель 6 ;главного привода клети 1, который сообщает возвратно-поступательное пе-

ремещение клети 1 с д)зум р дами опоных планок 2 и 3 и радами роликов 4 и 5, Также одновременно от электродвигател 6 сообщают вращение подающе-поворотному механизму 7,. рый преобразует в прерывистое движени шкива 13 и шестерни 8. Прерывистое движение шкива 13 передаетс через плоский ремень 14 гайке 15t По следн , враща сь, сообщает поступательное перемещение 16 и патро ну 17 зажима заготовки 18 т.е, осу- ществл ю г подачу заготовки, когда клеть 1 находитс в крайнем заднем положении. Одновременно с этим от шестерни 8 через валы 9, систему шестерен 10 сторж1-ю 11 и оправке 12 сообщают прерывистое движение, т,е„ производ т ее поворот, Hacrij заго

кот

10

20

25

,,-,

чО

30

5

50

5

товки 18, определ ема величиной подачи , гтодвергают деформации двум р дами роликов 4 и 5, которые своими цапфами перемещаютс по профильным поверхност м опорных планок 2 и 3. В результате этого осуществл ют деформацию путем раздачи с калиброванием наружного диаметра на участках рабочего конуса 27j 29,. 31 , 33 первым р дом роликов 4 и на участках рабочего конуса 35, 37,39 , 41, 43 вторым р дом роликов 3 и чередуют с деформацией раздачи с калиброванием толщины стенки на участках рабочего конуса 28. 30, 32, 34 первым р дом роликов и на участках рабочего конуса 38, 40, 42,, 44 вторым р дом роликов ,

Деформаггн о завершают вторым р дом роликов калиброванием по диаметру :.и толщине стенки на участке рабочего конуса 45. Указанные операции чередуют собой по крайней мере 4 раза, а при деформации в каждом последующем р ду роликов, например во втором р ду роликов 5, чередование этих опералтий уве пичивают в 1--3 раза. 1Сажл;ую послед лощую часть за- готовюа и ее задний конец деформируют аналогично. Задний конец заготовки 18 осьобо сцают из патрона 17 закима,, предварительно выключив электродвигатель б„ Затем передний конец готовой трубы 26 закрепл ют в патроне 25 зансима и включают электродвигатели 20 и 6., Электродвигатель 20 сообщает поступательное перемещение патрону 25 через шкив 21, плоский ремень 22, гайку 23 и винт 24„ осуществл подачу заднего конца заготовки .

Поворот ему сообщают от подающе- поворотного механизма 7 при отклю- чанной подаче заднего конца через шестерж 8,, валы 9, систему шестерни 10, стержень 11 и опралку 12.

После, окончани прокатки заднего конца отключают электродвигатепи 20 и 6, отсоедин ют передний патрон 25 зажима от готовой трубы 26 и сбрасывают ее в приемный карман. После этого включают электродвиге ель 19, который через шкив 13, плоский ремень 14,, сообщает вращерие гайке 15, котора , в свою очередь, сообшдет поступательное перемешение винту 16 и патрону 17 зажима заготовки 18, возвраща их в исходное состо ние.

516

Затем включают электродвигатель 20, который через шкив 21, плоский ремень 22, сообщает вращение гайке 23 сообщающей поступательное перемеще- ние винту 24 и патрону 25 зажима заготовки 18, возвраща их в исходное состо ние. При прокатке каждой последующей заготовки все операции осуществл ютс в аналогичной последовательности .

Таким образом, при использовании способа процесс деформации раздачи заготовки с калиброванием по наружному диаметру протекает при преимущественном воздействии всесторонних сжимающих напр жений (так как идет раздача изнутри диаметра заготовки), а процесс деформации раздачи заготовки с калиброванием по толщине стенки протекает при превалирующем воздействии раст гивающих напр жений (так как идет раздача внутреннего и наружного диаметра одновременно Б без изменени толщины стенки). Благодар введению операции раздачи с калиброванием по наружному Диаметру и строго регламентированному чередованию этой операции с раздачей с калиброванием по толщине стенки, характеризующиес различными схемами напр женного состо ни , происходит разупрочнение металла , причем этот эффект про вл етс при деформации заготовки первым р дом роликов с числом чередовани указанных операций, не менее 4 раз. При дальнейшей деформации заготовки вторым р дом роликов эффект разупрочнени в каждом из последуюищх р дов ро- ;ликов будет наблюдатьс уже при 5-7 чередовани х этих операций.

Предлагаемые пределы определены экспериментальным путем.

Если число чередовани операций раздачи с калиброванием наружного диаметра и раздачи с калиброванием по толщине стенки будет меньше 4 раз, то в этом случае не будет происходить полного разупрочнени металла, позвол ющего осуществить дальнейшую деформацию (без разрушени металла) Любое число чередовани указанных операций больще 4 раз дает эффект разупрочнени и число это практически определ етс механическими .свойствами металла. Однако, как показывает практика, больше 7-8 раз чередовани этих операций осуществл ть нецелесообразно . Нижний предел увеличени

3209

числа чередовани выше указанных опег раций в каждом последующем р ду роликов выбран исход из полученного эффекта разупрочнени . Если же число этих чередований будет больше 3 раз, то эффект разупрочнени исчезнет. Выбор числа чередовани также зависит от механических свойств прокатанного

д предыдущим р дом ролика металла.

Указанное разупрочнение металла при деформации заготовки вторым р дом ,роликов позвол ет увеличить обжатие во втором р ду роликов, обесJ5 пе шва тем самым повышение степени деформации металла за проход, а, следовательно, сокращение цикличности производства труб.

Предлагаемый и известный способы

20 бьши опробованы при прокатке нержавеющих особотонкостенных труб на конусной оправке с увеличивающимс по ходу прокатки диаметром на стане ХЛТР 30-60 с двум р дами роликов

5 по маршрутам 49 2,1 - 49,5x0,3 мм, 49 X 2,1 - 49,3 X1,0 мм. Перед прокаткой в обоих случа х заготовку под- вергали термообработке на электроконтактных установках по режиму:

0 температура нагрева 1050-1100 С без выдержки, охлаждение на воздухе,после чего производили травление, включающее следующие операции: обработка в щелочном расгитаве: едкий натр 70%,

натриева селитра 25%, соль поваренна 5% при t 400-500 с и времени обработки 30-60 мин, закалочна ванна; сернокислый раствор: серна кислота 22-15%, остальное вода при

р t ЗО-бО С и врем обработки 10 - 20 мин, промывка водой из брандс- бойта; осветление в азотнокислом растворе состава: азотна кислота 20,7%j остальное вода при t 45-50 С и врес мени обработки 3-5 мин; промывка водой из брандсбойта; сушка гор чим воздухом.

Просушенные заготовки прокатали. с величиной подачи 1,7 мм,.Смазкой

Q служил велосит.

Результаты испытаний обоих способов представлены в табл.1.

Пример расчета технологического инстрзтчента дл реализации способа холодной пилигримовой прокатки по маршруту (49,Ох 2,1 (,4.

С использованием предлагаемого способа прокатки производили расчет, дл чего задаютс диаметром заготовки

Dj - 49,0 мм, толщиной стенки t 2,1 мм, .допустимой конусностью оправки 2 tg oL 0,013.

Дл D J 49 ш определ ют длину . очага деформации первым р дом роли-i ков А 254 мм, длину очага деформации вторым р дом роликов Б 254 мм плюс длина, составл юща участок калибровани по .диаметру и тол1дине стенки 20 мм.

Диаметр-оправки вначале равен D D - 2 tgo 44,8 мм, диаметр оправки в конце равен D | - D -i- + 2 tgci(A+E) 51,6 мм. Задаемс числом чередова1ий операций раздачи с калиброванием по толщине стенки дл длины очага деформации первого р да роликов, равным 4 (в соответствии с предлагаемьм способом), и чнс- лом чередований этих же опера1 :ий дл длины очага деформации второго р да роликов, равным 5 (тоже в соответствии с предлагаемым способом) а В со- ответствии с заданным числом чередо- ваний операций разбиваем .длину очага деформации первого р да роликов на 8 частей, а длину очага деформации ; второго р да роликов разбиваем на ICT частей. Теперь, зна общее число че- редований указанных операций;, нахо.ди число каждой из операций, которое равно .9,

Обща величина раздачи заготовки за .счет обжати по толп|;ине стенки равна

1 - 5, - .,7

мм„

С учетом At 17 мм диаметр готовой трубы равен .-:-2 () - 52,40 мм„ Отсюда, D 52,40 мм, t 0,4 мм.

Обща величина раздачи заготовки за счет увел.ичени наружного и реннего диаметров заготовки равна

. DK-DH

Ди - -J- 3,4 MN;,

Так как длина очагов деформации обоих р дов роликов одинакова , тс абсолютные величины обжати по тол:-- щине стенки и раздачи диаметров з;а- готовки также одинаковы и соответст™ венно равны:

At, fit 2 0,85 мм, i ЙП 1, 7 мм .

JQ

|5 20 -, 25 30

35

40

45

0

4

В табл, 2 приведены размеры оправки , виды деформагщй, абсолютные деформации на участках оправки и число чередований указанных операций.

Как видно из табл., 2, обща величина раздачи заготовки, включа и обжатие по толгдине стенки, составила 15,2%.

Как видно из табл,1 предлагаемый способ (t f 7, 8, 9) повышает степень деформации за один проход дс 86.,51 и при пре;.щагаемых пределах увеличени числа чередовани операций как первьп-,, так и вторым р дом роликов обеспечивйг Т получение особотонко- стенных -руб - растрескивание концов труб не наблюдаггтск. Способ с пределами числа чередованк. операций, вы- )шд г4 х за предлагае -и. е пределы (№№ 2, 3j 4, 5., 6) не позволил получить трубы из-за растрескивани переднего конца трубы при деформации пзрвым р дом роликов и растрескивани конца трубы при окончании деформации вторьм р дом роликов,, Изготовить трубы с толщиной стенки 0,3 мм известным способом (№ 10) не удалось из-за растр ескиг ани концов труб5 а при изго - товлении -труб с толщиной стенки 1jO мм (№ 11) величина степени деформации составила только 50%,

Таким обра.-:оМр предлагаемый способ по срав 5ению с известньм (прототипом ) обеспечивает повышение величи- ны степени деформаци:и за один проход в 1,7 раза (86,5% против 50%). что в свою очередь снижает цикличность процесса изготовлени особотонкостен- ных труб и уве.личивает производительность ,

Ф о р ,vi у л а изобретени

Способ холодной пилигримовой прокатки труб, включающий деформацию трубы по крайней .. iepe двум р дами роликов на- обш,ей неподвижной огфавке с увеличив.аю1 имс по ходу прокатки диаь-етром путем раздачи с калиброванием по тoл l 5н стенки, о т л и ч а - io ш и и с тем, что,, с целью повышени производительности сокращени . ци тоги чн ОСТИ производства труб, перед раздачей с калиброванием по толщине стенки первым р дом роликов осуществл ют раздачу с калиброванием наружного диаметра трубы, причем обе операции чередую-, собой по крайней мере 4 раза, а при деформации в каждом последующем р ду

роликов чередование этих операций увеличивают в 1-3 раза.

49 х2,1 - 49,5 0,3 11

Запредельныезначени

14

25

36

47

58 . - 4

,49 2,t - 49,55 0,3

Предлагаемый способ

I5

Известный способ

(О 49,2 J 2,1 - 49,5 0,3 И 49,2 112,1 - 49,3 к ЬО

27 32,75

28 31, 5

29 31,75

30 31,75

Bji-49,42 D,49,42 ,В4 Dy-49,84

t,-1,990 t -liee tj«l,68 t|-1,47 . . ,

По топ- Во д а По стен- По негру к« метру

стенки

Ысло череЯОлакиЯ

onepatotfl

1

25

0,21

25

0,21

0,42

т а б л и ц а 1

55

Растресхиванне переднего конца трубы, имевшее место в конце деформации рабочего конуса пераьн р дом роликов

Растрескивание Конца трубы в конце деформации вторым р дом роликов

Растрескивание концов труб отсутствует

Растрескивакие концов труб 50% Растрескивакие концов труб отсутствует

; ТаЛл а« 2

31 1,75

32

31,75

y-49,84

|-1,47 .

,26

V .

33

31,75

D,-50,26

,26

34 31,73

35 25,4

П,-50,6в t.1,26

,68 t,-1,09

36

гм :

,02 t,-1,b9

тен

По дна- tfSTpy

По стенке

По метру

По стемке

25

20

0,21

0.2t

0,17

0.42

0,42

0,34

У |«сткн опра к , нж али м , мм

Дс нетрм п толщины етенох вочего ко у- с по участкам опра ш D,/t,, мм

операций (раадв- ЧА с калиб- рованмен)

37 38 39 iO 4 42 43 4445

25,425,425,425,4 25,425,4 25,4 25,4 20

D,, -5t,02Djj-51,40D,,-5I,40D,31,74 ,74D((-52,08 D,,-52,08 D,,-52,4D,,«52,4

tg-0,92tj q,,,75 ,58tj-0,58 ,4 t.0,4t,,0,4

По диаметру

По стеиПо дна- По стен- По диаметрунеметру

По стен- По диа- кеметру

По стен- Калкброва кепо диамет

и стенхе

20

202620 20

0,17

0,34

а| н9чвкне. Длина очлпэ де орнапи iwijreoro р да роииков А ZS4 мл, sroporo р да роликов В - 274 кн.

15

Продолжение табл.2

По диа- метру

По стен- Калкбрование кепо диаметру

и стенхе

2020

0,17

0,34

S4u 55иШ31а50а2да 28a 2Ь

Ш44а43а42в41а4011 a37Q36s35a

Фиг. 2

Фи. г

Claims

Формула изобретения

Способ холодной пилигримовой прокатки труб, включающий деформацию трубы по крайней ^ере двумя рядами роликов на - обш,ей неподвижной оправке с увеличивающимся по ходу прокатки диаметром путем раздачи с калиброванием по толщине стенки, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности путе:м сокращения цикличности' производства труб, перед раздачей с калиброванием по толщине стенки первым рядом роликов осуществляют раздачу с калиброванием наружного диаметра трубы, причем обе операции чередую', между со9 бой по крайней мере 4 раза, а при роликов чередование этих операций деформации в каждом последующем ряду увеличивают в 1-3 раза.

I

Т а б‘л и ц а ί

я» п/п Маршруты прокатки, мм Число чередований операций при деформации первым рядом роликов Увеличение числа- чередований операций вторым рядом роликов Число чередований операций при деформации вторым рядом роликов Величина степени деформации металла за проход» X Результаты испытаний Запредельные значения 1 49 к 2,1 - 49,5» 0,3 3 1 4 Растрескивание переднего 2 3 2 5 конца трубы, имевшее место в 3 3 3 6 - конце деформации рабочего 4 ' 3 4 7 конуса первьм рядом роликов 5 3 5 8 < ί 4 - - 4 7 Растрескивание конца трубы в

Предлагаемый способ конце деформации вторым рядом роликов

7 „49 к 2,1 - 49,5’ 0,3 it 1 5 Растрескивание концов труб отсутствует 8 it 2 6 86,52 9 _П_ 4 3 7 • Известный способ 10 49,2 12,1 - 49,5 »0,3 - - - Растрескивание концов труб И 49,2 к 2,1 - 49,3 к 1,0 - 502 Растрескивание концов труб отсутствует

Таблица 2

Участки оправки» ₽ 27 - 28 29 30 31 32 33 34 35 36 и их дли- ны» ММ 32,75 31,75 31,73 31,75 31,75 31,75 31,75 31,75 25,4 25,4

Диаметры я толщины 0,-0,-49,0 0,-49,42 0,-49,42 0,-49,84 0,-49,84 0,-50,26 D_r-5O,26 0,-50,68 D,-5O,68 0(,-51,02 стенок ра- t,-1,890 Ц-1,890 4«1;68 t_t-1,68 4-1.47 Ч-'Л7 1,-1,26 t,-1,26 ί,-1,09 4-1,09 бочего кону- са по участ- кам оправки, D_K/t„ мм ;.ж —------ *<ды опера- По Rapуж- По тол- По дна- По стен- По диа- По стен* По див- По стен- По дна- По стед- ций (раэда- ному дна- айне метру Кб метру ке натру ке метру к· wa с калиб- метру стеаки ровамнем) • Число мере- довамиЯ 1 2 3 4 1 операций Абсолютная степень • .деформации 25 25 25* 25 25 25 25 25 20 20 по участ- кам оправ- ки, X Абсолютное обжатие 0,21 0,21 0,21 0,21 0,17 по толщине стенки, №4 Абсолютное увеличение 0,42 0,42 0,42 0,42 0.34 диаметра,

им

1 I

Продолжение табл.2 f

Участки справки_β > я их дли- 37 38 39 40 41 42 43 44 45 им, мм 25,4 25,4 25,4 25,4 25,4 25,4 25,4 25,4 20 Диаметры я ТОЛКИНЫ D,₍ -51,02 »„-51,40 »„-51,40 0,4”5’>74 »„51,74 »_м-52,08 D,_r -52,08 »„52,4 0„«52,4 стенок рабочего конуса по участкам оправ км. 1,.-0,92 t5-0,92 t_T»O,75. Ч“О,75 tj-0,58 tn-0,58 t,”0,4 1,-0,4 t«”0.4 D,/t„ мм ________< Виды опера- По дна- По стен- По дин- По стен- По дйа- По стен- По дна- По стен- Калибрование ций (раэда- метру . ко метру ке метру ке метру ке по диаметру ча с калиб- и стенке ранением) Число чередояаинй операций ъ 2 3 4 5 Абсолютная степень деформация 20 20 20 20 20 20 20 20 -

по участкам оправки, X

Абсолютное обжатие по толщине

0,17

0,17 стенки, мм

Абсолютное увеличение диаметра, им

0,34 .

0 $ 34

0,34 аркмечакнё.

Длина очага деформация падкого рада роликов А ^β Z54 им, второго ряда роликов В 274 мм.