Роликовое устройство для деформирования внутреннего грата в электросварных трубах

 

РОЛИКОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДЕФОРМИЮВАНИЯ ВНУТРЕННЕГО ГРАТА В ЭЛЕКТРОСВАРНЫХ ТРУБАХ, содержащее тягу и подпружиншные относительно нее прокатный и опорные ролики, о т.л и ч а. ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения качества труб путем уменьшения величины внутреннего грата к исключения смещения свариваемых кромок, оси одного из опорных рОликов и Прокатного ролика размещены по одну сторону от оси тяги, а ось другого опорного ролика - по другую сторону от этой оси, при этом рабочая поверхность второго опорного ролика выполнена в средней ее части вогнутой, а по краям - выпуклой, ролики подпружинены в двух взаимно перпендикулярных направлениях и шарнирно связаны с тягой. 00 4 4 d)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

0% (и) 3(59,В:21 С 37 08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ц

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ фф фДф,„:. М.ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Il0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3635578/25-27 (22) 22.08.83 (46) 15.10.84. Бюл. Р 38 (72) Е. М. Халамез, Б. Г, Барменков, А. С. Богомолова, Й. Т. Тоцкий, Л. А. Мироненко и В. Б. Тимофеев (71) Уральский научно-исследовательский институт трубной промышленности (53) 621.774,21(088,8) (56) !. Рымов В. А., Полухин П. И., Потапов И. Н. Совершенствование производства стальных труб. Металлургия", 1983, с. 190, 2. Патент ФРГ Р 2456818, кл. В 21 С 37i08, 1980 (прототип). (54) (57) РОЛИКОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДЕФОРМИРОВАНИЯ ВНУТРЕННЕГО ГРАТА

В ЭЛЕКТРОСВАРНЫХ ТРУБАХ, содержащее тягу и подпружиненные относигельно нее прокатный и опорные ролики, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью улучшения качества труб путем уменьшения величины внутреннего грата и исключения смещения свариваемых кромок, оси одного иэ опорных роликов и прокатного ролика размещены по одну сторону от оси тяги, а ось другого опорного ролика — по другую сторону от этой оси, при этом рабочая поверхность второго опорного ролика выполнена в средней ее части вогнутой, а но краям — выпуклой, ролики подпружинены в двух взаимно перпендикулярных направле- I ниях и шарнирно связаны с тягой.

1118446

Изобретение относится к производству электросварных труб и может быть использовано на трубоэлектросварочных станах.

Известна роликовая головка для закатки внутреннего грата, представляющая собой массивный корпус, в котором жестко закреплены верхний эакатываюший ролик и два нижних опорных ролика. Корпус с помощью штифта соединен с тягой, которая неподвижно закреплена на станине рабочей клети фор- 10 мовочного стана. Закатку грата производят верхним роликом головки, нижние ролики, являясь опорными, катятся по внутренней поверхности трубы. Перед эксплуатацией ролики головки выставляют по шаблону так, 15 чтобы расстояние между нижними опорными роликами и верхним закатывающим равнялось внутреннему диаметру трубы с йлюсовым допуском. Закатку грата производят при

500 — 600 С (11. 20

Недостатком указанного устройства является то, что жесткое крепление роликов в корпусе не позволяет регулировать величину давления на грат и расстояние между роликами по вертикали, что приводит к неравномерной 25 закатке грата и большой высоте остатка (6o. лее 0,5 мм); наличие двух опорньи роликов, расположенных с противоположной стороны от закатывающего, делает невозможным. приближение закатывающего ролика к месту свар- 30 ки или вызывает необходимость значительного удаления ферритовой насадки от точки схож- . дения кромок, что приводит к ухудшению качества сварки.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является роликовое устройство для деформирования внутреннего грата, содержащее прокатный и опорные ролики, закрепленные на подпружиненных опорных элементах, связанных с тягой (2).

В этом устройстве прокатный и опорный ролики установлены в теле оправки с противоположных сторон. Прокатные и опорные ролики расположены на опорных элементах, подпирающих тело оправки с использованием 45 пружин, действующих на ролики в радиальном направлении. Опорные элементы удерживаются в теле оправки с помощью винтов, путем вращения которых регулируется расстояние между опорными элементами и продоль- 50 ной осью оправки, когда последняя находится в нерабочем состоянии. Снаружи трубы, напротив прокатного и опорного роликов установлены роликовые опоры. С помощью пружин в этом устройстве регулируется уси- 55 лие, действующее на сварной шов. Устройство может быль размещено в трубах любого диаметра.

Однако расположение в известном устройстве всех опорных роликов на противоположной, по отношению к прокатной, стороне при. водит к необходимости расположения по меньшей мере одного опорного ролика перед рабочим. Это делает невозможным располагать устройства вблизи сварочных валков, приближать ролик к месту сварки и производить деформацию грата в горячем состоянии, тем более, что устройство снабжено еще опорными элементами, расположенными снаружи трубы. Деформация же грата в холодном состоянии препятствует вдавливанию металла грата в шов и образованию однородного шва, что приводит к образованию закатов, являющихся концентраторами напряжений, накпепу металла шва и, как следствие, к ухудшению механических свойств трубы. Регулирование расстояния от опорных элементов до продольной оси оправки (трубы) с помощью винтов возможно только тогда, когда оправка находится в нерабочем состоянии (до установки в трубу). Кроме того, такая конструкция может вызвать местную деформацию не только грата, но и стенки трубы. . Цель изобретения — улучшение качества труб путем уменьшения величины внутреннего грата и исключения смещения свариваемых кромок.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем тягу и подпружиненные относительно нее прокатный и опорные ролики, оси одного из опорных роликов и прокатного ролика размещены по одну сторону от оси тяги, а ось другого опорного роликапо другую сторону от этой оси, при этом рабочая поверхность вторбго опорного ролика выполнена в средней ее части вогнутой, а по краям — выпуклой, ролики подпружинены в двух взаимно перпендикулярных направ. лениях и шарнирно связаны с тягой.

Расположение одного из опорных роликов со стороны прокатного позволяет максимально приблизить прокатный ролик к месту сварки (к оси сварочных валков), что дает возможность деформировать внутренний грат даже относительно малой величины (0,3 — 0,5 мм) быстро остывающий при достаточно высокой температуре, что позволяет вытеснять горячий металл грата в не окончательно затвердевший горячий металл шва и получать остаток грата незначительной величины (порядка О,10,2 мм) и предупреждать образование закатов и задиров. Прокатный ролик,,расположенный в процессе сварки вблизи места сварки, где металл шва еще не затвердел и кромки трубной заготовки относительно подвижны, подпирает кромки заготовки и

6 4 вания грата по мере продвижения трубы. Это предупреждает скопление загрязнений и налипание их на поверхность роликов, Ролики при движении трубы смещаются в сторону ее движения в результате действия сил трения между поверхностями роликов и трубы и прижимаются друг к другу за счет действия упора 8. За счет трения между внутренней поверхностью трубы и поверхностями роликов последние приводятся во вращение (направление вращения показано на фиг1).

Кроме того, вращение роликов поддерживается еще и за счет трения между роликами, что обеспечивает устойчивое вращение роликов без проскальзывания, а это, в свою очередь, предупреждает образование задиров на внут. реннеи поверхности трубы и предохраняет ролики от Локальных износов, т. е. увеличивает их долговечность.

При увеличении высоты внутреннего грата, что равносильно уменьшению размера трубы . или увеличению предварительного прогиба пру жин, давление на металл грата увеличивается, при уменьшении высоты грата происходит обратное явление. Таким образом, в результате увеличения или уменьшения давления на грат, а соответственно за счет изменения объема вытесняемого в шов металла стабилизируется высота внутреннего грата.

При изменениях внутреннего диаметра трубы вследствие колебаний калибра или толщины стенки трубы изменяется давление со стороны трубы на ролики 6 и 7, кривизна пружин изменяется, опорные элементы роликов перемещаются по пружине вдоль трубы и в радиальном направлении, за счет чего контакт между роликами не нарушается, так как при колебаниях размера трубы происходит самоустановка роликов и работоспособность устройства не нарушается.

Расположение опорных элементов непосредственно на пружинах позволяет использовать;, роликовые устройства в трубах малого диаметра, так как при этом не требуется изготовления корпуса, что неизбежно увеличивает размеры устройств. В конструкции предлагаемого роликового устройства отсутствуют; г элементы, расположенные снаружи трубы.

Таким о!5разом, роликовое устройство для деформирования внутреннего грата в электро. сварных трубах позволяет стабилизировать и уменьшить высоту остатка внутреннего грата, устранить смещение кромок заготовки, предупредить образование задиров и закатов и улучшить качество труб, Кроме того, расширяются возможности использования роликовых устройств в трубах малого диаметра, увеличивается долговечность роликов, упро. щается устройство. з 11 1844 тем самым устраняет смещение кромок. Деформация металла грата в горячем состоянии, устранение задиров, закатов и смешения кромок, являющихся концентраторами напряжений, позволяют уменьшить величину внутрен- 5 него грата и повысить механические свойства сварного соединения, что в конечном счете повышает качество труб.

На фиг. 1 представлена схема предлагаемото устройства; на фиг. 2 — вид по стрелке А на фиг. 1; на фиг. 3 — вид по стрелке Б на фиг. 1.

Роликовое устройство для деформирования внутреннего грата в электросварных трубах содержит тягу 1, закрепленные на ней шарнир-15 но пружины 2. Тяга 1 установлена внутри свариваемой трубы 3 и известным способом связана со станиной формовочного стана. На пружины свободно, с возможностью перемещения по ним, установлены опорные элементы 4.20.

На последних известным способом (подшинни-, ки качения или скольжения) закреплены прокатный ролик 5, нижний опорный ролик 6 и верхний опорный ролик 7. Смещение роликов в направлении движения трубы ограничено с помощью упора 8.

Прокатный ролик 5 и верхний опорный ролик 7 контактируют с нижним опорным, роликом 6 по криволинейным поверхностям 9 (вид по стрелке В), образованным выпуклыми участками поверхности роликов 5 и 7 и вогнутой поверхностью ролика 6. Периферийные участки нижнего опорного ролика 6 имеют радиус, равный внутреннему радиусу трубы. Указанная форма поверхности роликов обеспечивает хороший контакт между роликами, кроме3 того, между роликом 6 и поверхностью трубы .образуется канал !О (вид по стрелке Л) для выхода брызг металла и шлака из трубы.

Устройство работает следующим образом. . Упором 8 устанавливается необходимое 40 расстояние между верхней и нижней точками устройства (Н) для создания предварительного прогиба пружин 2, Собранное устройство закрепляется шарнирно на тяге 1 и помещается в трубу 3.

При этом за счет предварительного прогиба 45 пружины ролики поджимаются к стенкам трубы. После этого в известном порядке включают трубоэлектросварочный стан. Кромки трубной заготовки нагреваются и свариваются с вытеснением металла наружу и внутрь трубы. 50

Внутренний грат вытесняется роликом 5 обратно в сварной шов до требуемой величины.

Загрязнения (брызги, металла, окалина и т. п.) смываются со стенок трубы охлаждающей жидкостью, подаваемой известным спосо- 55 бом для охлаждения сварочных валков 11, и через канал 10 удаляются из зоны деформиро1118446

Фиг.2

Составитель К. Бьпсовец

Техред М.Гергель, Корректор М. Лаонтток

Рдктор К. So

Заказ 7328/8

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

Т рт Подписное

BHHWIH Государственного комитета СССР по делам изобретений. и открьггий

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