SU825215A1 - Калибр валков для пилигримовой прокатки труб 1 - Google Patents

Description

(54) КАЛИБР БАЛКОВ ДЛЯ 1ШЛИГРИМОВОЙ ПРОКАТКИ ТРУБ

Изобретение относитс  к обработке металлов давлением, в частности к тр бопрокатному производству, п может быть использовано в калибрах валков дл  пилигримовой прокатки труб. Известен калибр валков дл  пилигримовой прокатки труб, содержащий два одинаковых ручь , расположенных симметрично относительно оси разъема ка либра, при этом каждый ручей по длине выполнен с уменьшающейс  шириной и глубиной поперечного сечени , профиль которого образован отрезками дуг одной кривой, и 1/3 начала обжимного участка выполнена с овалом (фокусна  ось овала перпендикул рна оси симметрии поперечного сечени  ручь ), переход щим на конечной части обжимного участка в овал с фокусной осью, расположенный на оси симметрии поперечного сечени  ручь  D1. Недостаток известного ручь  - некачественна  проработка внутренней поверхности тонкостенных труб в св зи с тем,что ручей со стороны большего поперечного сечени  имеет повышенную свободу в виде значительной зоны выпусков и зачастую приводит их к продольному растрескиванию. На концевой части ручь  (со стороны меньшего поперечного сечени ) ребордами нанос тс  дефекты в виде наружных порезов, особенно на толстостенных трубах, происходит также закусывание деформируемого металла и его налипание на прокатный инструмент в св зи с наличием концентраторов напр жений, возникающих в тесных ручь х (особенно ближе к калибрующей зоне), что ухудшает сход трубы с оправки, в частности, при пониженных конусност х последних, приводит к повышенным контактным напр жени м , снижает работоспособность технологических смазок и в целом повышает шероховатость поверхности. Наиболее близок к предлагаемому калибр валков дл  пилигримовой прокатки труб, содержащий два ручь , рас382521

оложенных симметрично относительно лоскости разъема калибра и образуюих криволинейную форму поперечного ечени  уменьшающейс  высоты и шиины по длине развертки ручь , котоа  составлена из трех неодинаковых частков 2.

Недостаток этого калибра, как и рассмотренного ранее, состоит в некачественной проработке, внутренней ю структуры из-за повышенной свободы калибра в начале ручь  и тесного калибра в конце его. Поперечный профиль калибра S виде круга с выпусками не учитывает наклепанность металла де- is формируемой трубы и не может обеспечить оптимальные услови  формоизменени  по всей прот женности ручь . В частности, при прокатке тонкостенных труб повышенна  свобода попереч- 20 ного сечени  ручь  (со стороны большего его поперечного сечени ) создает услови , привод щие к продольному растрескиванию труб.

Цель изобретени  - снижение поверх- 25 ностных дефектов труб путем повьше- ни  проработки внутренней поверхности прокатываемых труб,

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в калибре валков дл  пилигримо- 30 вой прокатки труб, содержащем два ручь S расположенных симметрично относительно плоскости разъема калибра и образующих криволинейную форму поперечного сечени  уменьшающейс  шири- 35 нь и высоты по длине развертки профил , котора  составлена из трех неодинаковых участков, форма поперечного сечени  начального участка, прот женность которого составл ет 0,1- 40 Oj2 от длины развертки профил  ручь , выполнена гиперболической, форма поперечного сечени  среднего участка прот женностью 0,15-0,3 длины развертки параболической и форма поперечно- 45 го сечени  конечного участка, длина которого составл ет 0,5-0,75 длины развертки, выполнены в виде эллипса с фокусами, расположенными в плоскости разъема калибра и с шириной на 50 0,3-1,5% больше высоты, а ширина калибра с гиперболической и п.араболической формой поперечного сечени  на 0,3-1,5% меньше его высоты.

На фиг. 1 представлена развертка профил  ширины калибра, общий вид; на фиг, 2 - разрез А-А на фиг. 1;

54

на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - разрез В-.В на фиг. I.

Калибр валков дл  пилигримовой прокатки труб содержит два ручь , расположенных симметрично относительно плоскости разъема Г-Г и образующих криволинейную форму поперечного сечени  уменьшающейс  ширины D и высоты Н по длине развертки профил , котора  имеет три неодинаковых участка.

Начальный участок калибра имеет прот женность (0,1-0,2) L, где L-длина развертки профил  ручь . Форма поперечного сечени  на- этом участке выполнена гиперболической (фиг.2).На среднем участке калибра, имеющего прот женность (0,15-0,3)1, криволинейна  форма поперечного сечени  выполнена параболической (фиг.З), а на конечном участке калибра прот женностью (0,5-0,75)1 - в виде эллипса (фиг.4).

Фокусы Fn гиперболы и фокусы Fg параболы при прокатке тонкостенных труб располагаютс  в плоскости разъема калибра, а при прокатке толстостенных в вертикальной плоскости калибра (по его высоте) фокусы Fg эллипса всегда расположены в плоскости разъема калибра.

Ширина D калибра с гиперболической и параболической формой поперечного сечени  выполнена меньше его высоты на 0,3-1,5%, т.е.( j. -I/100% 0,3 - 1,5%. .

Ширина калибра с формой поперечного сечени  в виде эллипса выполн етс  на 0,3-1,5% больше высоты калибра.

При построении профилей ручь  пилигримового валка следует руковбдствоватьс  общим свойством дл  гипербол, парабол и эллипсов, что их можно получить на поверхности круглого конуса в зависимости от угла наклона секущей плоскости к образующей конуса. Данные кривые могут быть записаны одним РЗ-внениам вида

у 2рх - (Г-ВЗ-);

О)

где р - прот женность фокальной полухорды , проход щей через фокусы F , Fc и Fg, указанных конических сечений; 5 € эксцентриситет пределы дл  гиперболы iPпараболы g 1 и эллипса 0, € « 0,50 AJiH условий профил  поперечного сечени  ручь ; у и х- текущие координаты поперечно го се.чени  ручь  с пределами 0:$ у (0) и 06 х D(H) Параметра р и g завис т от соотношени  глубины и ширины D калибра, т«е, сортамента прокатываемых труб, режимов обжатий и свойств деформирующего материала. Значение фокальной полухорды р определ ют из гранич ных решений уравнени  Cl), предварительно задавшись величиной эксцентри ситета , который зависит от соотношени  ширины и высоты калибра.- Дал нейшее построение профил  поперечног сечени  ручь  определ ют графоаналитическим методом, задава сь текущими координатами х и у в указанных ранее пределах D. и Н. Построение профил  в виде параболических кривых при фокальной о.си Fg, Fg, перпендикул рной оси симметрии ручь , осуществл ют следующим образом. При g 1 уравнение (i) примет вид у 2рх (2) Из выражени  (2) и граничных х и р ( ) /D , Дальнейшее построение профил  поперечного сечени  определ ют , задавшись текущими координатам X и у в указанных пределах D и Н, получают параболическую дугу; симмет ричную дугу получают аналогичным образом . При этом дуги параболы на оси симметрии пересекаютс  под углом, бл ким к 90 , что в процессе прокатки может привести к поперечному излому трубы. В св зи с этим параболические дуги сопр гаютс  между собой централ ной дугой, выполн емой радиусом RC(O, 1,. .., )-. Указанные преде лы сопр гающего радиуса тем меньше, чем меныца абсолютна  величина глубины ручь  и наоборот. В случае использовани  параболических дуг дл  профилеобразовани  поперечного сечени  ручь  с фокусом, лежащем на оси симметрии ручь , как и в предьщущем, наход т параметр р, который исход  из формулы (2) и граничных значений X и У, определитс  в виде /4Н.При этом в вершине ручь  находитс  вершина параболы, т.е. дополнительного сопр жени  не требуетс  156 Цри гиперболической форме кривой пj)oфиль поперечного сечени  и при расположении фокусов в плоскости разъема калибра построение профил  предвар ют определением параметра Р из формулы (2) по граничным значени м X и Р. iiiM-i Kl-f „ - SaTeMj задавшись значением € , ко торое измен етс  в пределах от g Y2 со стороны большего сечени  развертки ручь  до € 1 на стыке участков с гиперболическим и параболическим профил ми ручь , наход т значени  действительной оси (2) по формуле - - rt Р Построение профил  калибра, предназначенного дл  прокатки тонкостенных труб, определ етс  следующей взаимосв зью . Чем тонкостеннее труба, тем ближе к 1,5% следует выбирать превосходство высоты калибра над шириной . Это объ сн етс  необходимостью обеспечить тщательную проработку внутренней поверхности тонкостенных труб дл  исключени  их продольного растрескивани , В тостостенных трубах превосходство высоты калибра над его шириной должно быть минимальным и близко к 0,3%, чтобы исключить возможность возникновени  дефектов по наружной поверхности трубы, Б части соотношени  поперечных профилей калибра по длине ручь  следует отметить , что чем более тонкостенна  труба и менее пластичен материал, гиперболический профиль распростран етс  на большей длине, вплоть до 0,2 L. Последнее условие обеспечивает максимальную проработку внутренней поверхности трубы Дл  среднего параболического участка те же требовани  могут быть обеспечены при выполнении, указанного профил  на длине 0,31, так что на долю концевого участка с эллиптическим поперечным профилем калибра остаетс  лишь Oj5 L общей прот женности ручь . Больша  прот женность гиперболических и параболических участков (при соответственном уменьшении прот женности участка ручь  с эллиптическим поперечным сечением) затруднит получение качественных труб (по геометрическим пapa ieтpaм), а прот женность меньше 0,12 дл  гиперболического профил ) и 0,15L (дл 

782

параболического профил ) не в состо нии обеспечить достаточной проработки внутренней поверхности труб - дл  исключени  дефектов заготовки, остающихс  в них после гор чего передела.

Построение профил  ручь , предназначенного дл  прокатки толстостенных труб, предполагает следующие закономерности .

Прот женность гиперболических и параболических участков тем больше, чем толстостеннее прокатываема  труба и меньше обжатие по наружному диаметру трубы: вплоть до 0,21, дл  гиперболического , 0,3 L дл  параболического и 0,5 L дл  эллиптического профилей . При больших значени х прот женностей гиперболических и параболических профилей снижаютс  качественные показатели в части геометрических характеристик прокатываемых труб. Меньшие значени  прот женностей гиперболических (до 0,1 L) и параболических (до 0,15 L) и максимальные значени  эллиптических профилей (до 0,75 L) следует назначать при менее толстостенных трубах и большем обжатии по наружному диаметру. С одной стороны, это обеспечивает более тесный ручей на начальном и среднем участке, а с другой - позвол ет осуществить повышенные деформации при благопри тных услови х формоизменени  на подавл ющей части длины ручь , что гарантирует минимум прокатных дефектов и максимальное качество поверхности .

Работа в предлагаемом ручье осуществл етс  следующим образом.

В процессе деформации труба первоначально попадает в участок с гиперболическим профилем ручь , соответствующий зоне редуцировани . При этом в выпусках практически отсутствует внеконтактна  деформаци  с одноосной схемой раст жени  благодар  тому, что ширина калибра меньше на 0,3-1,5% его высоты при прокатке тонкостенных труб. Затем труба попадает в зону с параболическим профилем калибра, где обжимаетс  по стенке равномерно по периметру калибра высоты над шириной, снижаетс  вплоть до 0,3%, а на конечном участке с эллиптическим поперечным профилем производ т отделочные операции. Здесь мен етс  знак превосходства на обратный, т.е. ширина становитс  больше высоты калибра. По ме

58

ре снижени  эксцентриситета - эллиптического профил  ручь , последний все больше приближаетс  к форме круга , что обеспечивает бездефектность прокатываемых труб и легкий сход с оправки, особенно при использовании оправок с переменной конусностью образующей , близкой к цилиндрической форме, соответствующей концевому участку калибра со стороны меньшего поперечного сечени  его.

Предлагаемый калибр валков обеспечивает проработку внутренней структуры прокатываемых труб исключает дефектообразование снаружи трубы, создает благопри тные услови  дл  протекани  отдельных операций, снижает брак и сокращает продолжительность ремонтных операций.

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР №309756, кл. В 21 В 21/02, 1968.

2.Кофф З.А. и др. Холодна  прокатка труб. М., Металлургнздат, 1962 с.300.

сри.г.