Технологический инструмент пилигримового стана

 

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙИНСТРУМЕНТ ; гаШИГРИМОВОГО СТАНА, содержащий валки , имеющие каждый ручей переменного поперечного сечения с редуцирующей, обжимной и калибрующей зонами по окружности бочки с профилем гребня в зоне редуцирования и примыкающего к ней участка обжимной зоны протяженностью от 25 до 85% ее длины, выполненным по параболе, показатель степени которой в зоне редуцирования больше показателя степени параболы участка обжимной зоны, и оправку, имеющую на длине, равной соответственно зо не редуцирования и участку обжимной зоны гребня ручья, параболическую образующую с показателем ее степени, меньшим показателя степени параболы гребня редуцирующей зоны, о т л и ч а ю-щ и и с я тем, что, с целью повышения качества труб за счет уменьшения налипания металла на инструмент, примыкающий к калибрующей -зоне участок обжимной зоны гребня и образующая оправки соответствующей длины выполнены пряьмми линиями с конусностью гребня ручья, большей конусности оправки, а профиль гребня калибрующей зоны выполнен по параболе ctпоказателем сте. пени, равным показателю степени (Л параболы гребня зоны редуцирования и в 2-8 раэ большим показателя с степени параболы образующей оправки и параболической части профиля гребС ня обжимной зоны, и зазор между с гребнем ручья и образугацей оправки в калибрующей зоне увеличен к ее концу.41 to СХ)

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

Н йНЛ| Ч

РЕСПУБЛИК у ) В 21 В 21/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н чртоескомм свидктельствм f

Д (21) 3300327/22-02 (22) 15.06.81 (46) 15.04.83. Бюл. 9 14 (72) Л.В. Тимошенко, И.М. Обух-Швец, Б.3. Буга, С.Н. Кекух, -Ю.A. Кравченко, В.A. Суржиков, В.Г. Ковалев, A.A. Лисовский и Л.Ф. Федорук (53). 621.774.074(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 534261, кл. В 21 В 21/02, 1975.

2. Авторское свидетельств СССР

9 766683, кл. В 21 В 21/00, 1978. (54) (57) ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТРУМЕНТ

;ПИЛИГРИМОВОГО СТАНА, содержащий валки-, имеющие каждый ручей переменного поперечного сечения с редуцирующей, обжимной и калибрующей зонами по окружности бочки с профилем -.ребня в зоне редуцирования и примыкающего к ней участка обжимной зоны протяженностью от 25 до 85Ъ ее длины, выполненным по параболе, показатель степени которой в зоне редуцирования больше показателя .степени параболы участка обжимной зоны, и оправку, имеющую

„.SU, 1011287, А на длине, равной соответственно зоне редуцирования и участку обжимной зоны гребня ручья, параболическую образующую с показателем ее степени, меньшим показателя степени параболы гребня редуцирующей эоны, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения качества труб за счет уменьшения налипания металла на инструмент, примыкающий к калибрующей зоне участок обжимной эоны гребня и образующая оправки соответствующей длины выполнены прямыми линиями с конусностью гребня ручья, большей конусности оправки, а прОфиль гребня калибрующей зоны выполнен по параболе с показателем сте pg пени, равным показателю степени параболы гребня зоны редуцирования и в 2-8 раз большим показателя степени параболы образующей оправки и параболической части профиля гребня обжимной зоны, и зазор между гребнем ручья и образующей оправки в калибрующей зоне увеличен к ее концу.

1011287

Изобретение относится к обработке металлов, давлением и может бать использовано в .трубопрскатном производстве, в частности при прокатке труб на пилигримовых станах.

Известен технологический инструмент пилигримового стана, содержащий оправку с параболической образующей и валки, имеющие каждый ручей переменного поперечного сечения с профилем гребня в зоне редуцирования и обжатия, выполненным по параболе, порядок степени которой на единицу выше, чем порядок степени образующей оправки Ц .

Недостатком инструмента являет- I5 ся невозможность обеспечения повышенных режимов деформаций из-эа неблагоприятного сочетания рассогласования кривых образующей оправки и грЕбня ручья. 20

Наиболее близким по технической сущности к .предложенному является технологический инструмент пилигрв,мовогр стана, содержащий валки, име-, каждый ручей переменного"йопе» речного сечения с редуцирующей, об жимной и калибрующей зонами по окружности бочки с профилем гребня в зоне редуцирования и примыкающего к ней участка обжимной зоны, протяженностью от 25 до 85%. ее длины, выполненным по параболе, показатель степени которой в зоне редуцирова. ния больше показателя степени парабо лы участка обжимной зоны, и оправку имеющую на длине равной, соответственно зоне редуцирования и участку обжимной зоны гребня ручья, нараболв ческую образующую с показателем ее степени, меньшим показателя степени параболы гребня редуцирущей зоны. . 40

При этом на границе зон редуцирования и обжатия выполнен поперечный сегментообразный выступ, а параболическая образующая оправки имеет пОрядок степени, равный полусумме эна- 45 чений порядка степеней парабол зон редуцирования и обжатия ручья. Из,вестный инструмент позволяет увеличить его стойкость при повышенныхрежимах обжатий за счет выравнивания 50 .технологических нагрузок по зонам инструмента и эа счет вторичного захвата трубы валками на границе зон редуцирования и обжатия .

Однако при прокатке труб иэ нержа-5э веющих,сталей и титановых сплавов на границе перехода эоны редуцирования к обжимной зоне имеющийся концентратор напряжений е виде сегментообразного выступа приводит к ва- 60 липанию металла трубы на оправку в ручей валков, что повышает дефектообраэованве на прокатываемых трубах.

Кроме того„ в конце обжимной зоны .часты случаи налипания металла тру- 6у бы на оправку в связи с тем, что фактически на данном участке профиль гребня ручья и образующая оправки ,параллельны между собой на длине, кратной 1-1,5 величины линейного смещения готовой трубы.

Целью изобретения является повы-; шение качества труб за счет уменьшения налипания металла на инструмент.

Поставленная цель достигается тем, что в технологическом инструменте пилигримового стана, содержащем валки, имеющие каждый ручей:- переменного поперечного сечения с. редуцирующей, обжимной и калибрующей зонами по окружности бочки с профилем гребня в зоне редуцирования и примыкающего к ней участка обжимной зоны протяженностью от

25 до 85% ее длины, выполненным по параболе, показатель степени которой в зоне редуцирования больше показателя степени параболы. участка обжимной зоны, и оправку, имеющую на длине, равной соответственно зоне редуцирования и участку. обжимной зоны гребня ручья, параболическую образующую с .показателем ее степени, меньшим показателя степени параболы гребня ручья редуцирующей зоны, примткающий к калибрующей зоне участок обжимно зоны греб"; ня и образующая оправки соответствуюшрй длины выполнены прямыми линиями с конусностью гребня ручья большей. конусности оправки, а профиль гребня калибрующей зоны выполнен по параболе с показателем степени, равным показателЮ степени параболы гребня зоны редуцирования и в 2-8 раз большим показателя степени параболы образующей оправки и параболической части профиля гребня обжимной эоны, в зазор между гребнем ручья и обраэУ. ющей оправки в калибрующей зоне .увеличен к ее концу.

Применение предложенного инстру- мента позволяет исключить. дефекты от налипания на внутренней или наружной поверхности трубы. Это объясняется тем, что деформация трубы завершается на постоянно коническом участке конца обжимной зоны с превосходством конусности ручья над конусностью оправки, что гарантирует качество внутренней поверхности в связи с легким сходом трубы с конического участка оправки. Отсутствию дефектов по наружной поверхности способствует параболический профиль ручья калибрующей зоны, который обеспечивает снятие трубы с оправки без йалипаивя.г Данный характер профиля ручья также способствует более высокой точности по наружному диаметру трубы, так как исключает ин1011287 тенсивный пережим трубы, одновременно исключая налипание металла на инструмент.

На чертеже показан технологический инструмент пилигримового стана, продольное сечение развертки.

Технологический инструмент пилигримового стана содержит валки, имеющие каждый ручей переменного поперечного сечения с редуцирующей 1 (1,), обжимной 2 (1 )и калибрующей 3 (1> ) зонами по окружности бочки с

Ю профилем гребня в зоне редуцирования и примыкающего к ней участка (14.) обжимной зоны протяженностью от 25 до 85% ее длины, выполненным 15 по параболе, показатель степени которой в зоне редуцирования больше показателя степени параболы участка обжимной эоны, на участке (1 ) обжимной зоны, примыкающей к калиб- 20 рующей, выполненным по наклонной линии, и в калибрующей зоне, выполненым по параболе с показателем степени, равным показателю степени параболы гребня ручья эоны редуцирования и в 2-8 раз большим показателя степени параболы гребня ручья обжимной зоны, оправку 4, имеющую на длине, равной соответственно зоне редуцирования и участку обжимной эоны ручья валка, образующую, выполненную по параболе с показате лем ее степени, меньшим показателя степени параболы гребня ручья Редуцирующей зоны, на длине участка обжимной эоны гребня ручья, примыкающего к калибрующей зоне, выполненную наклонной линией с конуснос- т ю„ меньшей конусности гребня ручья, при этом зазор между гребнем ручья и образующей оправки в калиб- 40 рующей зоне увеличен к ее концу.

Конусность гребня ручья (" ) на участке 1, примыкающем к калйбрующей 3 зоне, во столько раэ больше конусности (с() образующей оправ-, 45 ки, во сколько раз уменьшение глуби-. ны ручья (hy-h, =äé) на протяжечии от начала редуцирующей 1 зоны к концу обжимной 2, больше уменьшения

Радиуса оправки (r -r Arj на том 50 же промежутке. f

Граничные значения параметров технологического инструмента целесообразно выбирать следующим образом.

Протяженность конического участка 55

lg. обжимной 2 зоны больше 75% протяженности параболического участка 14. обжимной эоны приводит к повышенным деформациям на параболическом участке, а значит к налипанию металла на 60 инструмент. Протяженность же конического участка обжимной зоны меньше

15% протяженности параболического участка обжимной эоны приводит также к налипанию металла на инструмент, на границе перехода от участка к калибрующей зоне.

Превосходство конусности ф гребня ручья над конусностью с(образующей оправки создает наиболее пластическую схему обжатий для любых сталей и сплавов и гарантирует качество внутренней поверхности трубы в связи с легким сходом ее с конического участка.

Параболический профиль гребня ручья калибрующей 3 эоны имеет тем большее превосходство, например в

8 раз в порядке степени над порядком степени парабол оправки и ручья обжимной 2 эоны, чем большая конусность ручья (например Э . =0,010) и оправки на участке 1<, что гарантирует плавность перехода, исключая. условие пережима (т,е. концентраторов напряжений на стыке двух зон

2 и 3), а в конечном счете исключает налипание на оправку. При малых конусностях ручья (Э" =0,001) целесообразно назначать минимальное превосходство порядка степени параболы ручья зоны 3 калибрования над параболами оправки и ручья обжимной 2 зоны (например в 2 раза), что гарантирует .исключение плотного охвата оправки металлом трубы, начиная с границы перехода от обжимной 2 эоны к калибрующей 3, т.е. исключает возможность налипания даже при прокатке материалов; склонных к налипанию.

При этом обеспечивается высокая точность труб.

Минимальная конусность ручья (вплоть доу. = 0,001) назначается при прокатке труб с пониженной пластичностью и не чувствительных к налипанию; а также при пониженных обжатиях по диаметру заготовки. A максимальная конусность ручья (вплоть до

Я" =0,010) выбирается при.прокатке материалов, склонных к налипанию и обладающих повышенной пластичностью, а также для случая значительных обжатий по диаметру..

При прокатке заготовка подается в раскрытый своими зевами ручей, которую начинают обжимать ручьями валка вначале по наружному диаметру в зоне редуцирования 1, затем редуцирование по диаметру и обжатие по стенке осуществляют одновременно на участке 1 :обжимной зоны при контакте заготовки с оправкой. Завершается совместная деформация по стен-, ке и диаметру на участке 1 с постоянной конусностью, а на следующей зоне калибрования 3 заканчиваются операции отдело ного характера,при этом по наружному диаметру труба вновь контактирует с параболическим профилем ручья, что исключает зади,ры, налипание и прочие дефекты по .наружной поверхности готовой трубы.

1011287 катки с известным, который имеет такие характеристики: длина, зоны редуцирования 25 мм, длина рабочей зоны 280 мм, сегментообразный выступ по длине ручья 5 мм, а по высоте

0,3 мм. Порядок степени параболы ручья в зоне редуцирования 3,5, а на длине рабочей зоны 2,5, так что парабола образующей оправки имеет порядок степени 3.

30:

На предложенном известном инструменте прокатано по 20 труб длиной 8 м каждая. Результаты исследований приведены в таблице.

Инструмент

Известный Предлагаемый внутреннюю 5 наружную 4

Параметры контроля

Налипание металла на поверхность трубы, шт.

Фактическое отклонение, мм по толщине стенки наружному диаметру 0,06

+ 0,25

+ 0,005 0,045

Окончательный брак после ремонтных операций, шт.. по толщине стенки наружному диаметру внутренней поверхности

75

Суммарный выход годного. %

По сравнению с прототипом предложенный инструмент исключает нали пание металла на инструмент, снижает объем поверхностных дефектов на трубах с повышенным качеством, т.е. снижает расходный коэффициент металла.

Составитель Н. Умнягина

Редактор И. Митровка Техред М.Тепре Корректор Е. Рошко, Заказ 2633/12 Тираж 814 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Предложенный технологический инструмент испытан при производств труб из стали 36НХТЮ на стане

ХПТ ПВ 8/25 по маршруту 25х1,5-+ 10х х0,8 .мм. При этом он имеет следующие параметры: Д =0,0020; otg =0,0015;

1 +1 +1 =250 мм; l = 30 мм; 1 =210 мм;

1„=10 мм; 1. =60 мм; 1@=150 мм; порядок степени параболы ручья на участке 14. и оправки на длине 1„ и 1, составляет 3, а порядок степени параболы гребня ручья зон калибрования и редуцирования .12.

Предложенный инструмент сравнивается при аналогичных условиях проОжидаемый экономический эффект от использования предложенного технологического инструмента складывается за счет уменьшения брака на трубах.

При объеме производства данных труб 50 т/год ожидаемый экономический эффект 122,7 тыс.руб. в год.