SU969143A3 - Трехвалкова клеть стана поперечновинтовой прокатки труб - Google Patents

Description

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к оборудованию для прокатки труб, и может быть использовано для получения тонкостенных труб.

Наиболее близким к изобретению техническим реынием является рабочая клеть трехвалкового стана, которая содержит неподвижный и подвижный фланцы. Во фланцах установлены подушки с возможностью их радиального перемещения, а в подушках - самоустанавливающиеся подшипники, являющиеся опорами валков. Подушки связаны с ходовыми винтами, связанными с гидроцилиндрами, закрепленными на фланцах. Ходовые винты ввинчены в червячное колесо и резьбовую втулку, установленные неподвижно в осевом направлении, резьба которых выполнена таким образом, что имеется осевой зазор между их резьбой и резьбой ходового винта [1].

Недостатком известной клети является отсутствие жесткой кинематической связи между поворотным уст ройством фланца и устройством ради5 альной подачи подушек. В результате несогласования действий указанных устройств, при изменении угла прокатки имеет место изменение толщины стенки трубы, что нежелательно при Ю прокатке труб с постоянной толщиной стенок. При прокатке же труб с изменяющейся толщиной стенок возможности известного стана незначительны.

Цель изобретения - повышение качества прокатываемых труб и расширение технологических возможностей.

Поставленная цель достигается тем, что трехвалковая клеть стана 20 поперечно-винтовой прокатки труб, содержащая неподвижный и выполненный с возможностью вращения от поворотного устройства фланцы, подушки, размещенные в радиальных направляющих фланцев, прокатные'валки, уста3 новленные в подушках на самоустанав-* ливающихся подшипниках, резьбовые втулки, размещенные во фланцах, и ходовые винты, связанные резьбовым соединением с резьбовыми втулками и соединенные с подушками, снабжена зубчатыми колесами, установленными на подвижном фланце и зубчатыми рейками , закрепленными на неподвижном фланце, а установленные в подвижном , фланце резьбовые втулки выполнены с зубчатым венцом и связаны зацеплением с зубчатыми колесами, которые, в свою очередь связаны зацеплением с зубчатыми рейками. ,

При этом каждое зубчатое колесо выполнено в виде, двух зубчатых сегментов, причем диаметр делительной окружности зубчатого'сегмента, связанного зацеплением с резьбовой втулкой, . на 5% больше диаметра делительной окружности зубчатого сегмента, связанного зацеплением с зубчатой рейкой .

Кроме того, трехвалковая клеть стана снабжена дополнительным поворотным устройством, а на неподвижном фланце установлено кольцо с возможностью вращения концентрично оси прокатки, причем зубчатые рейки закреплены на кольце, а кольцо связано с дополнительным-поворотным устройст вом.

На фиг. 1 изображена трехвалковая клеть стана поперечно-винтовой прокатки, частичный разрез; на фиг.2- ³ то же, вид спереди; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 1 ·, на фиг. 4 - диаграмма изменения раствора валков в зависимости от изменения угла прокатки при прокатке труб с постоянной ⁴ толщиной стенки; на фиг. 5 ~ трехвалковая клеть стана поперечно-винтовой прокатки с повышенными возможностями регулировки; на фиг. 6 - разрез Б-Б на фиг. 5; на фиг, 7 ' ДИ- ⁴ аграмма изменения раствора валков а зависимости от изменения угла прокатки при прокатке труб с обычным утолщением их концов; на фиг. 8 - то же, при прокатке труб со значительным 5 утолщением их концов.

Трехвалковая клеть состоит из прокатных валков 1. Ось 2 валка 1 опирается на самоустанавливающиеся подшипники 3 и 4, установленные в по- 5 душках 5 и 6. Муфта 7 служит для подключения к шарнирному валу (не показан) , посредством которого осущест вляется привод прокатного валка 1. Фланец 8 неподвижен, фланец 9 выполнен с возможностью вращения в кольцеобразных неподвижных опорных стойках 10. Ходовые шпинделя 11 и 12 предназначены для перемещения подушек 5 и 6 в радиальных направляющих фланцев 8 и 9. Привод ходовых шпинделей осуществляется устройствами 13 и 14 для установки прокатных валков, связанными с приводными валами 15 и 16. Резьбовая втулка 17, в отличие от резьбовой втулки 18, выполнена с зубчатым венцом 19 и находится в зацеплении с зубчатым колесом 20, установленном на подвижном фланце 2 с возможностью вращения на оси 21 . Зубчатое колесо 20 в свою очередь находится в зацеплении с зубчатой рейкой 22, закрепленной на кольце 23, установленном на неподвижном фланце

8. Резьбовая втулка 17 установлена в подвижном фланце 9 на радиальном подшипнике 24 и радиально-упорном подшипнике 25. Таким образом, подушка 5 подвижного фланца 9 имеет жесткую кинематическую связь с неподвижным фланцем через ходовой шпиндель 12, резьбовую втулку 17, зубчатое колесо 20 и зубчатую рейку 22. Зубчатое колесо 20 выполнено с двумя зубчатыми сегментами 26 и 27, причем диаметр делительной окружности зубчатого сегмента 26, находящегося в зацеплении с резьбовой втулкой 18, в 4-6 раз больше диаметра делительной окружности зубчатого сегмента 27, нанаходящегося в зацеплении с зубчатой рейкой 22. Неподвижный фланец 8 и опорные стойки 10 жестко закреплены на станине 28. Для вращения подвижного фланца Э служит поворотное устройство 29, выполненное в виде пневмо- или гидроцилиндра, шток 30 которого шарнирно соединен с подвижным фланцем 9.

В трехвалковой клети с повышенными возможностями регулировки (фиг,5 и 6) кольцо 23 выполнено с возможностью вращения концентрично к оси прокатки и связано с дополнительным поворотным устройством 31, а на оси 21 размещены два жестко связанных между собой зубчатых колеса 32 и 33, причем зубчатое колесо 32 находится в зацеплении с резьбовой втулкой 17, а зубчатое колесо 33 - с зубчатой рейкой 22. '

Клеть работает следующим образом .

С помощью устройств 13 и 14, связанных с подушками 5 и 6 через ходовые шпинделя 11 и 12, Устанавлива- 5 ют необходимый раствор прокатки валков. Сообщают валкам вращение и подают заготовку в зону прокатки. Валки захватывают заготовку и формируют тонкостенную трубу, при этом угол между ¹⁰ осями 2 валков и осью трубы достаточно велик, вследствие чего достаточно велика и подача. Непосредственно перед входом заднего конца заготовки в зону прокатки упомянутый угол умень-·⁵ шают путем вращения подвижного фланца 9 от поворотного устройства 29« При вращении подвижного фланца 9 зубчатое колесо 20 катится по зубчатой рейке 22, закрепленной на неподвижном флан-20 це 8, и вращает резьбовую втулку 18. Поскольку резьбовая втулка 17 расположена в подвижном фланце 9 без возможности осевого перемещения, в результате вращения она перемещает хо- 25 довой шпиндель 12 и связанную с ним подушку 5 в направлении оси прокатки ' и компенсирует таким образом увеличение раствора валков при уменьшении угла между осями валков и осью про- 30 катки.

Линия А на фиг. 4 показывает изме нение раствора валков при изменении угла прокатки, но неизменном положении подушек во фланцах, линия В - из~₃₅ менение раствора валков вследствие вращения резьбовой втулки. Линия С, являясь результирующей двух линий А и В, показывает изменение раствора валков в предложенном стане при ₄₀ изменении угла прокатки. Из диаграммы видно, что отклонения толщины трубы при изменении угла прокатки составляет всего 0,3-0,4 мм. Из-за незначительности этих отклонений полу- _4J ченная труба не требует доработки. Таким образом, получают трубы без утолщения концов.

В трехвалковой клети стана с повышенными возможностями регулировки (фиг. 5 и 6) можно прокатывать трубы как без утолщения концов, так и с обычным и даже значительным утолщениями концов. При прокатке труб без утолщения концов кольцо 23 удер- $$ живают неподвижно путем блокировки дополнительного поворотного устройства 31 и стан работает в этом случае аналогично описанному.

Для получения труб с обычным утолщением концов, т.е. порядка 2,22,4 мм, кольцо 23 поворачивают в том же направлении и на тот же-угол, что и фланец 9. Это достигается за счет того, что дополнительное поворотное устройство 31 включают на холостой ход. В результате, при повороте фланца 9 зубчатое колесо 35 перемещает зубчатую рейку 22 вместе с кольцом 23, а резьбовая втулка 17 при этом не вращается. Диаграмма изменения раствора.валков в данном случае показана на фиг. 7.

Для получения труб со значительным утолщением концов, кольцо 23 также поворачивают в том же направлении, что и фланец. При этом движение кольца 23 может быть начато с некоторым опозданием, но закончено одновременно с окончанием вращения подвижного фланца 9· Диаграмма изменения раствора валков в данном случае показана на фиг. 8, где линия А отображает изменение раствора валков при изменении угла прокаткино неизменном положении подушек во фланцах, линия В - изменение раствора валков вследствие вращения резьбовой втулки,·, линия С, являясь результирующей двух линий А и В, показывает изменение раствора валков при изме нении угла прокатки.

В такой трехвалковой клети можно также прокатывать трубы с суженными концами труб,что достигается путем встречного движения подвижного конца 23 и фланца 9.

Таким образом, в предлагаемой клети можно прокатывать тонкостенные трубы с постоянной толщиной стенки на всей их длине и при этом труба не приобретает трефовую форму, не блокируется и не рвется. Кроме того, можно прокатывать трубы с заданной формой их концов, например, с утолщенными или суженными концами. Такие трубы, в частности, необходимы для нефтепромыслов.

Claims (2)

1. новленные в подушках на самоустанав- ливающихс  подшипниках, резьбовые втулки, размещенные во фланцах, и ; одовые винты, св занные резьбовым соединением с резьбовыми втулками и соединенные с подушками, снабжена зубчатыми колесами, установленными на подвижном фланце и зубчатыми рейками , закрепленными на неподвижном фланце, а установленные в подвижном фланце резьбовые втулки выполнены с зубчатым венцом и св заны зацеплением с зубчатыми колесами, которые, в свою очередь св заны зацеплением с зубчатыми рейками. При этом каждое зубчатое колесо в полнено в виде, двух зубчатых сегментов , причем диаметр делительной окружности зубчатогосегмента, св занного зацеплением с резьбовой втулкой на 5% больше диаметра делительной окружности зубчатого сегмента, св занного зацеплением с зубчатой рейкой . Кроме того, трехвалкова  клеть стана снабжена дополнительным поворо ным устройством, а на неподвижном фланце установлено кольцо с возможностью вращени  концентрично оси про катки, причем зубчатые рейки закреплены на кольце, а кольцо св зано с дополнительным-поворотным устройст вом. На фиг. 1 изображена трехвалкова  клеть стана поперечно-винтовой прокатки , частичный разрез; на фиг.2то же, вид спереди; на фиг. 3 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 4 - диаграмма изменени  раствора валков в зависимости от изменени  угла прокатки при прокатке труб с посто нной толщиной стенки; на фиг. 5 трехвалкова  клеть стана поперечно-винтовой прокатки с повышенными возможност ми регулировки; на фиг. 6 - раз рез Б-Б на фиг. 5i на фиг. 7 Диаграмма изменени  раствора валков в зависимости от изменени  угла прокат ки при прокатке труб с обычным утолщением их КОНЦОВ; на фиг. 8 - то же, при прокатке труб со значительным утолщением их концов. Трехвалкова  клеть состоит из прокатных валков 1. Ось 2 валка 1 опи раетс  на самоустанавливающиес  подшипники 3 и 4, установленные в подушках и 6. Муфга 7 служит дл  под ключени  к шарнирному валу (не показан ) , посредством которого осуществл етс  привод прокатного валка 1. Фланец 8 неподвижен, фланец 9 выполнен с возможностью вращени  в кольцеобразных неподвижных опорных стойках 10. Ходовые шпиндел  11 и 12 предназначены дл  перемещени  подушек 5 и 6 в радиальных направл ющих фланцев 8 и Э, Привод ходовых шпинделей осуществл етс  устройствами 13 и 1 дл  установки прокатных валков , св занными с приводными валами 15 и 16. Резьбова  втулка 17, в отличие от резьбовой втулки 18, выполнена с зубчатым венцом 19 и находитс  в зацеплении с зубчатым колесом 20. установленном на подвижном фланце 2 с возможностью вращени  на оси 21. Зубчатое колесо 20 в свою очередь находитс  в зацеплении с зубчатой рейкой 22, закрепленной на кольце 23, установленном на неподвижном фланце 8, Резьбова  втулка 17 установлена в подвижном фланце 9 на радиальном подшипнике и радиально-упорном подшипнике 25. Таким образом, подушка 5 подвижного фланца 9 имеет жесткую кинематическую св зь с неподвижным фланцем через ходовой шпиндель 12, резьбовую втулку 17, зубчатое колесо 20 и зубчатую рейку 22. Зубчатое колесо 20 выполнено с двум  зубчатыми сегментами 2б и 27, причем диаметр делительной окружности зубчатого сегмента 2б, наход щегос  в зацеплении с резьбовой втулкой 18, в k-в раз больше диаметра делительной окружности зубчатого сегмента 27, нанаход щегос  в зацеплении с зубчатой рейкой 22. Неподвижный фланец 8 и опорные стойки И) жестко закреплены на станине 28. уДл  вращени  подвижного фланца 9 служит поворотное устройство 29, выполненное в виде пневмо- или гидроцилиндра, JUTOK 30 которого шарнирно соединен с подвижным фланцем 9. В трехвалковой клети с повышенными возможност ми регулировки (фиг,5 и 6) кольцо 23 выполнено с возможностью вращени  концентрично к оси прокатки и св зано с дополнительным поворотным устройством 31, а на оси 21 размещены два жестко св занных между собой зубчатых колеса 32 и 33, причем зубчатое колесо 32 находитс  в зацеплении с резьбовой втулкой 17, а зубчатое колесо 33 - с зубчатой рейкой 22. Клеть работает следующим образом . С помощью устройств 13 и k, св занных с подушками 5 и 6 через ходовые шпиндел  11 и 12, устанавливают необходимый раствор прокатки валков . Сообщают валкам вращение ипода ют заготовку в зону прокатки. Валки захватывают заготовку и формируют то костенную трубу, при этом угол между ос ми 2 валков и осью трубы достаточ но велик, вследствие чего достаточно велика и подача. Непосредственно перед входом заднего конца заготовки в зону прокатки упом нутый .угол умен шают путем вра1чени  подвижного фланца 9 от поворотного устройства 29 П вращении подвижного фланца 9 зубчато колесо 20 катитс  по зубчатой рейке 22, закрепленной на неподвижном . фла це 8, и вращает резьбовую втулку 18. Поскольку резьбова  втулка 17 расположена в подвижном фланце 9 без возможности осевого перемещени , в результате вращени  она перемещает ходовой шпиндель 12 и св занную с ним подушку 5 в направлении оси прокатки и компенсирует таким образом увеличение раствора валков при уменьшении угла между ос ми валков и осью прокатки . Лини  А на фиг. показывает изме нение раствора валков при изменении угла прокатки, но неизменном положеНИИ подушек во фланцах, лини  В - из менение раствора валков вследствие вращени  резьбовой втулки. Лини  С,  вл  сь результирующей двух линий А и В, показывает изменение раствора валков в предложенном стане при изменении угла прокатки. Из диаграммы видно, что отклонени  толщины тру бы при изменении угла прокатки составл ет всего 0,3-0,4 мм. Из-за незначительности этих отклонений полученна  труба не требует доработки. Таким образом, получают трубы без утолщени  концов. В трехвалковой клети стана с повышенными возможност ми регулировки (фиг. 5 и 6) можно прокатывать трубы как без утолщени  концов, так и с обычным и даже значительным утол щени ми концов. При прокатке труб без утолщени  концов кольцо 23 удерживают неподвижно путем блокировки дополнительного поворотного устройства 31 и стан работает в этом случае аналогично описанному. Дл  получени  труб с обычным утолщением концов, т.е. пир дка 2,22 ,k мм, кольцо 23 поворачивают в том же направлении и на тот же-угол, что и фланец 9. Это достигаетс  за счет того, что дополнительное поворотное устройство 31 включают на холостой ход. В результате, при повороте фланца 9 зубчатое колесо 35 перемещает зубчатую рейку 22 вместе с кольцом 23, а резьбова  втулка 17 при этом не вращаетс . Диаграмма изменени  раствора.валков в данном случае показана на фиг. 7. получени  труб со значительным утолщением концов, кольцо 23 также поворачивают в том же направлении , что и фланец. При этом движение кольца 23 может быть начато с некоторым опозданием, но закончено одновременно с окончанием вращени  подвижного фланца 9. Диаграмма изменени  раствора валков в данном случае показана на фиг. 8, где лини  А отображает изменение раствора валков при изменении угла прокатки,, но неизменном положении подушек во фланцах , лини  В - изменение раствора валков вследствие вращени  резьбовой втулки,, лини  С,  вл  сь результирующей двух линий А и В, показывает изменение раствора валков при изменении угла прокатки. В такой трехвалковой клети можно также прокатывать трубы с суженными концами труб,что достигаетс  путем встречного движени  подвижного конца 23 и фланца 9. Таким образом, в предлагаемой клети можно прокатывать тонкостенные трубы с посто нной толщиной стенки на всей их длине и при этом труба не приобретает трефовую форму, не блокируетс  и не рветс . Кроме того, можно прокатывать трубы с заданной формой их концов, например, с утолщенными или суженными концами. Такие трубы, в частности, необходимы дл  нефтепромыслов. Формула изобретени . 1. Трехвалкова  клеть стана поперечно-винтовой прокатки труб, содержаща  неподвижный и подвижный, выполненный с возможностью вращени  от поворотного устройства фланцы, подушки, размещенные в радиальных 7 направл нмцих фланцев, прокатные валки установленные в подушках на самоустанавливающихс  подшипниках, резьбовые втулки, ..размещенные во фланцах и ходовые винты, св занные резьбовым соединением с резьбовыми втулками и соединенные с подушками, отличающа с  тем, что, с целью повышени  качества прокатываемых труб и расширени  технологических возможностей, она снабжена зубчатыми колесами, установленными на подвижном фланце и зубчатыми рейками, закрепленными на неподвижном фланце а установленные в подвижном фланце резьбовые втулки выполнены с зубчаты венцом и св заны зацеплением с зубчатыми колесами, которые в свою оче редь св заны зацеплением с зубчатым рейками.
2. 2. Клеть по п. 1, отличающа с  тем, что каждое зубчатое колесо выполнено в виде двух зу 8ь 3 чатых сегментов, причем диаметр делительной окружности зубчатого сегмента , св занного зацеплением с резьбовой втулкой, на больше диаметра делительной окружности зубчатого сегмента , св занного зацеплением с зубчатой рейкой, 3, Клеть по п. 1, отличающа с  тем, что она снабжена дополнительным поворотным устройством , а не неподвижном фланце установлено кольцо с возможностью вращени  . концентрично оси прокатки, причем зуб-Эатые рейки закреплены на кольце , а кольцо св зано с дополнительным поворотным устройством. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Клеть фирмы Маннесмаи-Меер. Обзор НИИинформт жмаш Трехвалковые клети станов попе ечно-винтовой прокатки , М., 1978 с. 12-13 (прототип ).

   .:Л.

   фиг, 5