SU973200A1 - Валок дл винтовой прокатки труб - Google Patents

Description

Изобретение относится к трубопрокатному производству и может быть использовано при прошивке на станах винтовой прокатки.

Процесс прошивки на стане винтовой прокатки состоит из ряда этапов, ос- ⁵ новными из которых являются: первичный и вторичный захваты заготовки, заполнение очага деформации, установившийся процесс и освобождение очага деформации. Среди перечисленных этапов первичный захват заготовки во многом определяет возможность осуществления самого процесса прошивки, расходный коэффициент металла и износ рабочего ₁₅ инструмента.

Как правило, на станах поперечновинтовой прокатки первичный захват заготовки осуществляют путем заталкивания ее с приложением значительных внешних осевых усилий в калибр, образованный двуконусными валками. При этом, в результате удара передним тор2 цом заготовки о поверхность входных конусов вращающихся валков острые кромки торца деформируются, образуя площадку смятия, которая обеспечивает условия для вращения ее и осевого втягивания. Наилучшие условия для захвата создаются при низких коэффициентах осевого скольжения и высоких, коэффициентах тангенциального скольжения, т. е. заготовку желательно прежде раскрутить £ll.

Известно в трубопрокатном производстве при двуконусных валках использование заготовки с подготовленным передним концом по форме калибра и с центровочным отверстием, обеспечивающими более плавное сопряжение поверхности заготовки с поверхностью рабочих валков в момент первичного захвата [2].

Однако для реализации этого технического решения требуется размещение в технологической линии трубопрокат ной установки дополнительного оборудования для профилирования концов заготовки.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является ва- ₅ лок для винтовой прокатки труб, содержащий входной конус с выступом, имеющим профиль вдоль оси валка, ограниченный кривой второго порядка, сопряженной с образующей входного конуса, ю и выходной конус Сз].

Выступ выполнен по всему периметру и оставляет на поверхности заготовки винтовую впадину, способствуя снижению поперечной деформации при винто- is вой раскатке труб. Однако удаление выступа от переднего торца вызывает то, что захват происходит без его участия, и его назначение состоит в положительном влиянии на сокращение ₂₀ концевых дефектов.

Цель изобретения - повышение надежности захвата и вращения заготовки при прокатке.

Поставленная цель достигается, тем, 25 что в валке для винтовой прокатки труб, содержащем входной конус с выступом, имеющим профиль вдоль оси валка, ограниченный кривой второго порядка, сопряженной с образующей входного кону- ₃₀ са, и выходной конус, у которого выступ выполнен на части поверхности, имеет высоту, составляющую 0,005'0,015 диаметра переднего торца входного конуса, протяженность по дуге, состав- _3J ляющую 0,05“0,35 периметра торца, и длину вдоль валка от переднего торца, равную 0,1-0,3 образующей входного конуса. Это позволяет надежно раскрутить заготовку при первичном захвате ₄θ и продлить срок службы валков.

На фиг. 1 изображен валок в паре с другим', на фиг. 2 - вид на передние торцы валков.

Валок содержит входной конус с передним торцом 1 и выступом 2, пережим ⁴⁵ 3 и входной конус 4. Для прокатки в стане используют два одинаковых валка и располагают их выступами симметрично относительно оси прокатки при настройке и поддерживают в процессе ра- боты.

Процесс прокатки заготовки с использованием предлагаемого изобретения происходит следующим образом. ⁵⁵

Заготовку 5 подают в раствор между валками в момент, когда выступы 2 находятся вне очага деформации. По мере вращения рабочих валков и сближения выступов заготовка своей наружной поверхностью входит в соприкосновение с ними и, поскольку валки развернуты на угол подачи, заготовка с вращением увлекается вдоль оси очага деформации. При дальнейшем продвижении заготовки выступы через каждый оборот валка профилируют поверхность заготовки по всей ее длине. Поскольку заготовка захватывается нес торца, что требует для образования площадки смятия приложения значительных по величине внешних усилий, а своей наружной цилиндрической поверхностью, исключается ударное воздействие острых кромок торца заготовки с поверхностью валков и обеспечивается ее надежное раскручивание.

Профилирование поверхности заготовки улучшает прошиваемость заготовки и исключает в значительной мере образование внутренних плен.

Выбор высоты выступов диктуется не-* обходимостью надежного контакта их с боковой поверхностью заготовки, а также обеспечением требуемых параметров профиля. Для надежного контакта заготовки с выступом достаточно, чтобы высота их была не менее половины величины минусового допуска на диаметр заготовки по ОСТ 1421-77, что в диапазоне диаметров заготовки 90-220 мм составляет порядка 3 мм. В пересчете на валок это составляет порядка 0,005 от диаметра переднего торца 1, в связи с чем эта величина выбрана в качестве нижнего предела. Верхний предел выбранного интервала, полностью удовлетворяя требованиям по надежности захвата заготовки, определяется параметрами профиля заготовки. По данным исследования прошивки заготовок с профилированной наружной поверхностью глубина профиля должна составлять порядка 5% от диаметра прошиваемой заготовки, что в пересчете на максимально больший диаметр используемой заготовки составляет порядка 0,015 диаметра переднего торца валка.

Протяженность выступа по периметру валка определяется в основном спецификой накатки профиля заготовки и особенностями деформации последней во входном конусе валков, при этом требования по надежности раскручивания заготовки полностью удовлетворяются.

В связи с низким шагом осевой подачи заготовки в сечении первичного захвата в период установившегося про5 973200 6 цесса прокатки, который в 2-2,5 ниже Протяженность выступа по дуге валтребуемых параметров профиля заготовки, во избежание образования наружных плен профиль выступа должен наноситься не более, чём в течение полуоборо- 5 та последней. С учетом соотношения диаметров заготовки с диаметром валков на эксплуатируемых в стране прошивных станах поперечно-винтовой прокатки, а также низких коэффициентах 10 скольжения во входном конусе, составляющих 0,3~0,5, при прокатке заготовок меньшего диаметра (80-90 мм) протяженность выступа по дуге должна составлять 0,05. θ при прокатке загото- *5 вок большего диаметра (220-250 мм) соответственно 0,35 периметра переднего торца валка.

При выборе длины вдоль валка от переднего торца для выступа исходят так-20 же из необходимости обеспечить требуемые по прошиваемости параметры профиля заготовки наименьшего и наибольшего диаметра.

Поскольку, как упоминалось выше, 25 глубина профиля заготовки должна быть в пределах 5% от диаметра, а период профиля больше глубины не менее, чем в 6 раз, и с учетом того, что на эксплуатируемых в настоящее время прошив-30 ных станах высота входного конуса валкое составляет 250-350 мм при прокатке заготовок меньшего диаметра длины выступа должна составлять 0,1, а при прокатке заготовки большего диаметра 0,3 образующей входного конуса валка.

Производят расчет параметров выступа для валков прошивного стана ТПА- 140. На данной трубопрокатной установке весь сортамент труб обеспечивается де заготовкой ф 140 мм. Диаметр передне,го торца валков по утвержденной на за'воде калибровке 750 мм, а образуют^ входного конуса валков 300 мм. Для данного диаметра заготовки глубина профиля:

140-0,05=7 (мм)

Во избежание образования закатов на наружной поверхности гильз период профиля выбирается больше глубины в 6 раз, т. е. :

· 6=42 (мм) ка из расчета совершения ею 0,*5 оборота с учетом коэффициентов осевого скольжения, равного 0,4, тангенциально го 1, составляет 220 мм.

Таким образом, параметры выступа: высота 7 мм, длина по дуге 565 мм, длина вдоль валка 42 мм.

После расчета параметров делают проверку на надежность контакта заготовки с поверхностью выступов. По ОСТ 1421-77 величина минусового допуска на диаметр заготовки </> 140 мм 2% или 2,8 мм. Эта величина значительно меньше выбранной нами высоты выступа и, следовательно, контакт заготовки с последними произойдет надежно.

Экономический эффект от внедрения предлагаемого изобретения только по одному цеху составляет около 200 тыс. руб. в год.

Claims (3)

1. Изобретение относитс  к трубопрокатному производству и может быть использовано при прошивке на станах вин товой прокатки. Процесс прошивки на стане винтовой прокатки состоит из р да этапов, основными из которых  вл ютс : первичный и вторичный захваты заготовки, за полнение очага деформации, установившийс  процесс и освобождение очага де формации . Среди перечисленных этапов первичный захват заготовки во многом определ ет возможность осуществлени  самого процесса прошивки, расходный коэффициент металла и износ рабочего инструмента. Как правило, на станах поперечновинтовой прокатки первичный захват за готовки осуществл ют путем заталкивани  ее с приложением значительных внешних осевых усилий в калибр, образованный двуконусными валками. При этом, в результате удара передним тор цом заготовки о поверхность входных конусов вращающихс  валков острые кромки торца деформируютс , образу  площадку см ти , котора  обеспечивает услови  дл  вращени  ее и осевого вт гивани . Наилучшие услови  дл  захвата создаютс  при низких коэффициентах осевого скольжени  и высоких, коэффициентах тангенциального скольжени , т. е. заготовку желательно прежде раскрутить О. Известно в трубопрокатном производстве при двуконусных валках использование заготовки с подготовленным передним концом по форме калибра и с центровочным отверстием, обеспечиваю щими более плавное сопр жение поверхности заготовки с поверхностью рабочих валков в момент первичного захвата 2. Однако дл  реализации этого технического решени  требуетс  размещение в технологической линии трубопрокатной установки дополнительного оборудовани  дл  профилировани  концов заготовки . Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности  вл етс  валок дл  винтовой прокатки труб, содер жащий входной конус с выступом, имеющим профиль вдоль оси валка, ограниченный кривой второго пор дка, сопр женной с образующей входного конуса, и выходной конус 31Выступ выполнен по всему периметру и оставл ет на поверхности заготовки винтовую впадину, способству  снижению поперечной деформации при винтовой раскатке труб. Однако удаление выступа от переднего торца вызывает то, что захват происходит без его участи , и его назначение состоит в положительном вли нии на сокращение концевых дефектов. Цель изобретени  - повышение надеж ности захвата и вращени  заготовки при прокатке. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в валке дл  винтовой прокатки тру содержащем входной конус с выступом, имеющим профиль вдоль оси валка, ограниченный кривой второго пор дка, со пр женной с образующей входного конуса , и выходной конус, у которого выступ выполнен на части поверхности, им ет высоту, составл ющую 0,,015 диаметра переднего торца входного конуса , прот женность по дуге, составл ющую 0,05-0,35 периметра торца, и длину вдоль валка от переднего торца равную 0,1-0,3 образующей входного конуса. Это позвол ет надежно раскрутить заготовку при первичном захвате и продлить срок службы валков. На фиг. 1 изображен валок в паре с другим; на фиг. 2 - вид на передние торцы валков. Валок содержит входной конус с передним торцом 1 и выступом 2, пережим 3 и входной конус . Дл  прокатки в стане используют два одинаковых валка и располагают их выступами симметрично относительно оси прокатки при настройке и поддерживают в процессе работы . Процесс прокатки заготовки с испо льзованием предлагаемого изобретени  происходит следующим образом. Заготовку 5 подают в раствор межд валками в момент, когда выступы 2 на ход тс  вне очага деформации. По мер вращени  рабочих валков и сближени  выступов заготовка своей наружной поверхностью входит в соприкосновение с ними и, поскольку валки развернуты на угол подачи, заготовка с вращением увлекаетс  вдоль оси очага деформации. При дальнейшем продвижении заготовки выступы через каждый оборот валка профилируют поверхность заготовки по всей ее длине. Поскольку заготовка захватываетс  не с торца, что требует дл  образовани  площадки см ти  приложени  значительных по величине внешних усилий, а своей наружной цилиндрической поверхностью, исключаетс  ударное воздействие острых кромок торца заготовки с поверхностью валков и обеспечиваетс  ее надежное раскручивание. Профилирование поверхности заготовки улучшает прошиваемость заготовки и исключает в значительной мере образование внутренних плен. Выбор высоты выступов диктуетс  не- обходимосТью надежного контакта их с боковой поверхностью заготовки, а также обеспечением требуемых параметров профил . Дл  надежного контакта заготовки с выступом достаточно, чтобы высота их была не менее половины величины минусового допуска на диаметр заготовки по ОСТ 1 421-7, что в диапазоне диаметров заготовки 90-220 мм составл ет пор дка 3 мм. В пересчете на валок это составл ет пор дка 0,005 от диаметра переднего торца 1, в св зи с чем эта величина выбрана в качестве нижнего предела. Верхний предел выбранного интервала, полностью удовлетвор   требовани м по надежности захвата заготовки, определ етс  параметрами профил  заготовки. По данным исследовани  прошивки заготовок с профилированной наружной поверхностью глубина профил  должна составл ть пор дка S% от диаметра прошиваемой заготовки, что в пересчете на максимально больший диаметр используемой заготовки составл ет пор дка 0,015 диаметра переднего торца валка. Прот женность выступа по периметру валка определ етс  в основном спецификой накатки профил  заготовки и особенност ми деформации последней во входном конусе валков, при этом требовани  по надежности раскручивани  заготовки полностью удовлетвор ютс . В св зи с низким шагом осевой подачи заготовки в сечении первичного захвата в период установившегос  процесса прокатки, который в 2-2,5 ниже требуемых параметров профил  заготовки , во избежание образовани  наружных плен профиль выступа должен наноситьсй не более, чём в течение полуоборота последней. С учетом соотношени  диаметров заготовки с диаметром валков на эксплуатируемых в стране прошивных станах поперечно-винтовой прокатки , а также низких коэффициентах скольжени  во входном конусе, составл ющих 0,,5, при прокатке заготовок меньшего диаметра (80-90 мм) прот женность выступа по дуге должна составл ть 0,05, а при прокатке заготовок большего диаметра (220-250 мм) соответственно 0,35 периметра передне го торца вэлка. При выборе длины вдоль валка от пе реднего торца дл  выступа исход т так же из необходимости обеспечить требуе мые по прошиваемости параметры профил  заготовки наименьшего и наибольшего диаметра. Поскольку, как упоминалось выше, глубина профил  заготовки должна быть в пределах 5% от диаметра, а период профил  больше глубины не менее, чем в 6 раз, и с учетом того, что на эксплуатируемых в насто щее врем  прошив ных станах высота входного конуса вал ков составл ет 250-350 мм при прокатке заготовок меньшего диаметра длины выступа должна составл ть 0,1, а при прокатке заготовки большего диаметра 0,3 образующей входного конуса валка. Производ т расчет параметров высту па дл  валков прошивного стана ТПА- . На данной трубопрокатной установке весь сортамент труб обеспечиваетс  заготовкой ф ЙО мм. Диаметр передне-. ,го торца валков по утвержденной на за воде калибровке 750 мм, а образующч входного конуса валков 300 мм. Дл  данного диаметра заготовки глубина профил : 1i40-0, (мм) Во избежание образовани  закатов на наружной поверхности гильз период профил  выбираетс  больше глубины в 6 раз, т. е. : 7 (мм) Прот женность выступа по дуге валка из расчета совершени  ею О ,5 оборота с учетом коэффициентов осевого скольжени , равного О,, тангенциального 1, составл ет 220 мм. Таким образом, параметры выступа: высота 7 мм, длина по дуге 5б5 мм, длина вдоль валка k2 мм. После расчета параметров делают проверку на надежность контакта заготовки с поверхностью выступов. По ОСТ 1 421-77 величина минусового допуска на диаметр заготовки ф мм 2% или 2,8 мм. Эта величина значительно меньше выбранной нами высоты выступа и, следовательно, контакт заготовки с последними произойдет надежно. Экономический эффект от внедрени  предлагаемого изобретени  только по одному цеху составл ет около 200 тыс. руб. в год. Формула изобретени  Валок дл  винтовой прокатки труб, содержащий входной конус с выступом, имеющим профиль вдоль оси валка, ограниченный кривой второго пор дка, сопр женной с образующей входного конуса, и выходной конус, отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности захвата и вращени  заготовки при прокатке, выступ выполнен на части поверхности, имеет высоту, составл ющую 0,005-0,015 диаметра переднего торца входного конуса, прот женность по дуге, составл ющую 0,05-0,35 периетра торца, и длину вдоль валка от переднего торца, равную 0,1-0,3 образующей входного конуса. Источники информации, рин тые во внимание при экспертизе 1.Данилов Ф. А. и др. Гор ча  прокатка труб. М., Металлурги , 19б2, . 198-199.
2. 2.Авторское свидетельство СССР , кл. В 21 В 19/04, 1969.
3. 3.Авторское свидетельство СССР 59630, кл. В 21 В 27/02, 1977

   Фм.1