Валковый калибр трубоформовочного стана

 

1. ВАЛКОВЫЙ КАЛИБР ТРУБОФОРМОВОЧНОГО СТАНА для производства сварных прямошовных труб, содержащий верхний с разрезной шайбой и нижний валки с бандажом из эластичного материала, закрепленным иа бочке валка, отличающийся тем, что, с целью повышения качества труб путем уменьшения распружиниванй заготовки и увеличения стойкости валков, валки выполнены из отдельных секций, бандаж боковых секций выполнен в виде конических втулок со скошенными торцами, установленных с переменным зазором по образующей бочки валка, а центральная секция верхнего валка выполнена из материала бочки валка. 2. Калибр по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения стойкости эластичных втулок, угол охвата боковой секции эластичной конической втулкой составляет 50-80°С, а максимальная величина зазора между эластичной втулкой и боковой секцией равна 0,02-0,Г диаметра-трубы.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК зон В 21 С 3706

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ц "

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ »,. 1 (21) 3378051/25-27 (22) 04.0! .82 (46) 23.10.83. Бюл. № 39 (72) Л. Л. Ситников, В. Ф. Цыкалов, В. Г. Миронов, Б. Я. Митберг, А. В. Стар.шинов, А, К. Гаврилов, Г.. А. Лукиных, А. H. Годин и А. Я. Сюкрин (71) Уральский научно-исследовательский институт трубной промышленности (53) 62! .774.28(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 662187, кл. В 21 С 37 06 1977, 2. Авторское свидетельство СССР № 694241, кл . В 21 С 37 06 1978 (прототип). (54) (57) 1. ВАЛКОВЫИ КАЛИБР ТРУБОФОРМОВОЧНОГО СТАНА для производства сварных прямошовных труб, содержащий верхний с разрезной шайбой н нижний вал„„SU„„1049135 A ки с бандажом нз эластичного материала, закрепленным на бочке валка, отличающийся тем, что; с целью повышения качества труб путем уменьшения распружинивания заготовки и увеличения стоикостн валков, .валки выполнены из отдельных секций, бандаж боковых секций выполнен в виде конических втулок со скошенными торцами, установленных с. переменным зазором по образующей бочки валка, а центральная секция верхнего валка выполнена из материала бочки валка.

2. Калибр по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения стойкости эластичны х втулок, угол охвата боковой секци и эластичной конической втулкой составляет

50 — 80 С, а максимальная величина зазора между эластичной втулкой н боковой сек- 9 цией равна 0,02 — О,l диаметра -трубы.

IO4OI

Изобретение относится к производству электросварных труб, в частности, к производству ярямошовных электросварных труб на непрерывных трубоэлектросварочных агрегатах.

Известен валковый калибр трубоформовочного стана . для производства сварных прямошовных труб, содержащий составные валки с приводными и неприводными секциями (I) . l

Недостатком такого калибра является 10 то, что в ием можно формовать только один размер трубной заготовки. Кроме того, при формовке труднодеформируемых сталей, например, нержавеющих, ограничивается скорость формовки-сварки вследствие распружинивания заготовки при выходе из закрытого калибра.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению является валковый калибр трубоформовочного стана для производства сварных прямошовных труб, содержащий верхний с разрезной шайбой и нижний валки с бандажом из эластичного материала, закреп ленным на бочке валка (2(Недостатками известного калибра являются низкая стойкость эластичной секции, особенно в местах интенсивного напряжения, соответствующих боковым зонам калиб-. ра, а также некачественная выфорчовка кромок трубной заготовки вследствие недостаточной жесткости эластичного калибра в зоне разрезной шайбы, Целью изобретения является повышение качества труб путем уменьшения распружинивания заготовки и увеличение стойкости валков.

Поставленная цель достигается тем, что 35 в валковом калибре; содержащем верхний с разрезной шайбой и нижний валки с бандажом из эластичного материала, закреплен ным на бочке валка, валки выполнены из отдельных секций, бандаж боковых секций выполнен в виде конических втулок со

40 скошенными торцами, установленных с переменным зазором по, образующей бочки валка, а центральная секция верхнего валка выполнена из материала бочки валка.

При этом угол охвата боковой секции 45 эластичной конической .втулкой составляет

50 — 80 С, а максимальная величина зазора между эластичной втулкой и боковой секцией равна 0,02 — 0,1 диаметра трубы.

Данный калибр позволяет увеличить стойкость боковых эластичных секций вал- î ка за счет снижения напряженности эластичной втулки при взаимодействии с трубной заготовкой. Кроме того, при взаимодействии свободно посаженной эластичной втулки с заготовкой увеличивается контактная поверхность, что препятсвует распружиниванию заготовки на выходе из калибjpa, а наличие на верхнем валке металли35

2 ческой приводной секции с разрезной шай бой обеспечивает качественное схождение кромок заготовки без гофрообразования.

На фиг. показан в сборе валковый ка либр трубоформовочного стана, образованный верхним и нижним составными комбинированными валками; на фиг. 2 — элемен-. ты валкового калибра; на фиг. 3 — сечение А — А на фиг. 2.

Верхний валок калибра включает центральную приводную металлическую сек,цию I с разрезной шайбой 2, закрепленные шяонкой 3 на валу 4, и боковые неприводные секции 5, свободно посаженные на валу 4.

Нижний валок калибра включает центральную приводную. секцию 6 с эластичным бандажом 7 со шли цевым соединением (фнг. 3). Приводная секция нижнего валка закреплена на валу 8 посредством шпонки 9, а боковые неприводные секции IO свободно установлены на валу 8. На боковых неприводных секциях верхнего и нижнего валков свободно посажены эластичwe конические втулки !! co скошенными основаниями 1 и И (фиг. 2) упирающимися в конические участки. центральных секций верхнего и . нижнего валков. Конические участки выполнены симметрично относитель- но вертикальной оси симметрии калибра и, примыкают к его рабочй поверхности.

В качестве эластичного материала для бандажа и втулок используется износостойкий эластомер, например полиуретан. Охват эластичной втулкой боковой секции характеризуется углом а.:Бочки валка в зоне боковых секций описаны кривой второго поряд-. ка. За счет вогнутости поверхности 111 в исходном положении между эластичной втулкой I I и боковой секцией образован зазор а (полость). Угол 0! охвата и максимальная величина зазора ат4зк< зависят от диаметра формуемой заготовки (трубы) d .

Валковый калибр трубоформовочного стана работает следующим образом.

Валковый калибр с разрезной шайбой осуществляет доформовку предварительно сформованной в открытых калибрах трубной заготовки перед сваркой. Трубная заготовка (фиг. 2) диаметром d условно показана пунктиром. Центральные приводные секции I и б при вращении осуществляют продольное перемещение трубной заготовки.

Наличие эластичного бандажа 7 иа нйжней секции б увеличивает тянущую способность. нижнего валка, а металлическая верхняя секция с разрезной шайбой 2 обеспечивает качественную выформовку кромок трубной заготовки;

Основную деформацию изгиба-сжатия. трубной заготовки выполняют боковые секции 5 и IO через эластичные конусные! втулки !. В исходном положении эластич. ные втулки свободно посажены на боковыь

10491

3 неприводные секции и упираются своими скошенными основаниями 1. и ll в конические участки центральных секций 1 и 6 верхнего и нижнего валков, образуя зазоры (полости) с криволинейными поверхностями 1I боковых секций.

В процессе формовки заготовки "эластич-. ные втулки I I воздействуют на больщую часть периметра заготовки, осуществляя равномерную деформацию изгиба-сжатия ее в поперечном сечении. В начальный момент взаимодействия втулки с трубной заготовкой наблюдается упругая деформация изгиба самой втулки, вследствие которой заполняются полости боковых секций..За счет этой дополнительной изгибной деформации эластичной втулки наблюдается увеличение зоны контакта трубной заготовки с валками по длине очага, При совместной деформации трубной заготовки и .эластичных втулбк образуется протяженная зона . контакта эластичного материала валков. 0 с трубной заготовкой, расположенная но .обе стороны от оси симметрии валков в продольном направлении (на фнг. I и 2 не показано).

Увеличение эоны контакта трубной;за--.. готовки с эластичными втулками боковых 25 секций позволяет удерживать кромки.: заготовки от распружинивания за пределами калибра. Свободное крепление эластичных втулок на боковых секциях и наличие по-. верхности III в исходном положении валков снижает напряженность эластичного материала втулок при взаимодействии с трубнойзаготовкой; а это, s свою очередь, увеличи-. вает циклическую стойкость эластомера полиуретана). Использование свободно посаженных эластичных втулок иа боковйх З5 секциях расширяет сортамент формуемых заготовок в одном калибре, что нозволяет уменьшить парк валков.

По данным экспериментальных исследований на,полупромышленном формовочносварочном стане 10 — 60 УралНИТИ и стенде.. моделирующем поперечное сечение очага деформа ци н, установлен диапазон: углов C охвата и максимальной величины зазора а, „,, необходимые для качественной выформовки кромок заготовки. Для уста- 45 новления оптимальных параметров эластичной. втулки использован критерий износо- стойкости эластомера, базирующийся на показателе напряженности. Угол охвата: боковой секции эластичной втулкой составляет 50 — 80, а максимальная величина 50 зазора между эластичной втулкой и. по-.

4 верхностью боковой секции равна 0,02—

0,1 диаметра трубы.

Пример. Испытание предлагаемого калибра проводилось на полупромышленном трубоэлектросварочном стане 10 — 60, УралНИТИ, состоящем из пяти горизонтальных. формовочных клетей и установленных между ними четырех вертикальных формовочных клетей. В последней по ходу формовки горизонтальной клети были установлены валки, образующие калибр с разрезной шайбой.

Калибр был образован составными валками с полиуретановым бандажом и коническими полиуретановыми втулками на боковых секциях. Бандаж и конические втулки изготовлены из полиуретана марки СКУ-7Л с твердостью 75 ед. Толщина бандажа н втулок

25 — 30 мм. Проводилась формовка трубной заготовкифЗЗХ0,5 — 2,2 мм из стали марки

l2X !8 Н IOT. Ширина разрезной шайбы равна 3 мм. Угол охвата боковой секции эластичной втулкой составлял 65, а величина максимального зазора между втулкой и боковой секцией — 3 мм. Формовка велась со скоростью 2,4, 8, !О м/мин. При этом была получена трубная заготовка цилиндрической формы без зазора между кромками.

За базовый объект принят трубоэлектросварочный стан 10 — 60. Московского трубного завода для производства высоколегированных сталей а гроко-дуговой. сваркой.

На стане 10 — 60 используются металлические валки с однорадиусной калибровкой.

Получают трубы из стали I2X18НIОТ 13 типоразмеров, причем производственная программа предусматривает перевалки через две †т смены, что составляет 16 — 24 ч работы на 8 ч перевалки. Скорость формовки-сварки 3 — 4 м/мин. При переходе на другой сортамент даже близкого размера заменяется весь технологический инструмент.

Применение описанных в изобретении валковых- калибров с полиуретановыми втул ками вместо металлических позволяет сократить парк валков на 500/ц, используя два типа валков со сменными эластичными втулками на боковых секциях. Конструкция валков обеспечивает удобную и быструю замену изношенных втулок в ремонтный период, что не сказывается на производительности стана.

Использование изобретения позволит повысить качество труб путем уменьшения раснружиннвания заготовки и увеличения стойкости валков.

1049!35

Фиг.Z

A-4

ВНИИПЯ Заказ 8292/7 Тираж 816 йодпненое

Фнлиал ППЙ «Патеит», и: Ужгород, ул. Проектная, 4.