Деформирующий инструмент для пилигримовой прокатки труб

 

ДЕФОРМИРУНЦЙЙ ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ПИЛИГРИМОВОЙ ПРОКАТКИ ТРУБ, включающий два валка с ручьями, имеющими по окружности бочки холостой участок и рабочую зону и образующими калибр бх уменьшающегося поперечного сечения, и ребордами, выполненными на длине, соответствующей части рабочей зоны ручья, с зубьями, находящимися в зацеплении , отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности увеличения подачи путем предотвращения закусывания труб, на участке соединения зубчатых и гладких реборд калибр выполнен с асимметричным относительно плоскости разъема развалом с шириной ручья в сечении с зубом , равной 1,03-1,06, а в сечении с впадиной - 0,95-0,98 ширины ручья по вершине последнего зуба, при этом калибр на длине рабочей зоны ручья j с гладкими ребордами, составляклцей (Л 0,8-3 шага зубчатого зацепления, имеет симметричные выпуски и ширину, равную ширине калибра по плоскости разъема в последней зубчатой паре. Фиг,.1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09) (И) ЗШ В 21 В2 02

h олислник изоьгкткния

H ABTOPCHOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3672177/22-02 (22) 24.10.83 (46) 07,11.84. Бюл. и 41 (72) В,М. Друян, Ю.Г. Гуляев, А.Г. Карпов, С.А. Чукмасов и А.В. Чус (71) Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени металлургичес кий институт им. Л.И. Брежнева (53) 621.774.07(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 670350, кл. В 21 В 21/02, 1976.

2, Авторское свидетельство СССР

Р 603445, кл. В 21 В 21/02, 1978.

3. Авторское свидетельство СССР

Ф 768499, кл. В 21 В 21/02, 1980. (54) (57) ДЕФОРМИРУК69Й ИНСТРУМЕНТ

ДЛЯ ПИЛИГРИМОВОЙ ПРОКАТКИ ТРУБ, включающий два валка с ручьями, имеющими по окружности бочки холостой участок и рабочую зону и образующими калибр уменьшающегося поперечного сечения, и ребордами, выполненными на длине, соответствующей части рабочей зоны ручья, с зубьями, находящимися в зацеплении, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности увеличения подачи путем предотвращения "закусывания" труб, на участке соединения зубчатых и гладких реборд калибр выполнен с асимметричным относительно плоскости разъема развалом с шириной ручья в сечении с зубом, равной 1,03-1,06, а в .сечении с впадиной — 0,95-0,98 ширины ручья по вершине последнего зуба, при этом калибр на длине рабочей зоны ручья с гладкими ребордами, составляющей

0,8-3 шага зубчатого зацепления, имеет симметричные выпуски и йирину, равную ширине калибра по плоскости разъема в последней зубчатой паре.

1122381

Изобретение относится к трубопрокатному производству, а более конкретно — к калибровке основного деформирующего инструмента (валков) станов пилигримовой прокатки труб, преимущественно в холодном состоянии (станы ХПТ).

Известен деформирующий инструмент станов холодной периодической прокат. ки труб, включающий два валка, на 10 каждом иэ которых нарезан ручей, имеющий по длине зоны редуцирования, .обжатия, калибровки и холостые участки, образующие калибр переменного по длине рабочей части валков поперечного сечения в виде дуги окружности с концевыми, наклонными к линии разьема калибра участками-выпусками (1) .

Недостатком такого инструмента является то, что ширина калибра (раз- 20 вал ручья) выполнена монотонно убывающей по длине. В результате этого инструмент не позволяет. прокатывать трубы с повышенными обжатиями, так, как увеличение подачи заготовки наво- 25 дит такие виды брака, как "закаты", "ус", вмятины и т.д, Известен деформирующий инструмент станов ХПТ, валки которого имеют ручей с зонами редуцирования, обжатия, g0 отделки и образуют калибр с переменным поперечным профилем, причем ширина калибра Увеличивается по мере удаления от начала зоны обжатия. Выполнение в таком инструменте выпусков ка.либра увеличивающимися по мере уменьшения высоты калибра (диаметра прокатываемой заготовки на рабочем конусе) позволит избежать "закусывания" трубы .при повышении подачи заготовки в ка- ® либр, не приводит к образованию "закатов" и, следовательно, улучшает ка.чество поверхности трубы при повышенных режимах деформирования (2) .

Однако увеличение ширины калибра по длине обжимной зоны валков (излишне большой развал ручья) способствует интенсивной овализации деформируемой трубной заготовки, резко ухудшает точность геометрии труб, приводит к возникновению на трубах продольных и поперечных трещин.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является деформирующий инструмент для пилигримовой прокатки труб, содержащий .два валка с ручьями, имеющими по окружности бочки холостой участок и рабочую зону и образующими калибр уменьшающегося поперечного сечения, и ребордами, выполненными на длине, соответствующей части рабочей зоны ручья, с зубьями, находящимися в зацеплении.

В известном устройстве ширина калибра на участке с зубчатой нарезкой не совпадает с развалом ручья валков, как это имеет место на участке с гладкой бочкой.. Инструмент выполнен таким образом, что диаметр гладких реборд каждого валка равен диаметру делительной окружности зубьев, в результате чего ширина калибра по линии разьема меньше ширины ручья валков по вершине зуба. Так как первоначальный контакт деформирующего инструмента с задаваемой в него заготовкой происходит по вершине зуба, то за счет последовательного поочередного перекрытия линии разъема калибра зубьями реборд от момента встречи инструмента с заготовкой до полного формирования профиля калибра (под сформировавшимся профилем калибра рассматриваемого сечения на ручьях валков подразумевается положение этих сечений на плоскости, проходящей через линию центров валков) на участках с зубчатой нарезкой реборд обеспечивается возможность принудительного захвата более сплющенной перед очагом деформа ции заготовки без ее "закусывания", уменьшения овализации сечений заготовки, деформирования заготовки большего диаметра. Кроме того, снижается вероятность затекания металла в межвалковый зазор.

Ширина калибра, образованного валками в плоскости, проходящей через линию их центров (по линии разъема), не влияет на условие захвата заготовки, для инструмента предлагаемой конструкции не является сдерживающим фактором при увеличении режимов деформирования и выбирается только из условия обеспечения необходимой точности геометрии готовых труб (3).

Цедостатком известного деформирующего инструмента станов ХПТ с зубьями на части реборд валков является невозможность существенного повышения режимов деформирования заготовки при его использовании. Это связано с тем, что на инструменте имеется участок перехода от реборд с зубчатой нарезкой к гладким, на котором калибр

20

30

3 122 образован последним зубом на реборде одного валка и впадиной на реборде другого. На всех последующих участках по длине рабочей зоны ширина калибра становится равной ширине развала ручья, т.е. происходит скачок геометрических размеров калибра по ширине. До формирования калибра в переходном сечении развал ручья по вершине последнего зуба обеспечивает 10 захват беэ "эакусывания" сплющенной заготовки, в то время как профиль ручья другого калибра уже не обеспечивает бокового подпора заготовки (перекрытие линии разъема калибра отсутствует), так как переходной участок на нем завершается впадиной.

Отклонения условий работы деформирующего инструмента на переходном участке от стационарных (последовательный перехват заготовки зубьями верхнего и нижнего. валков) приводит к браку труб по качеству поверхности при увеличении подачи заготовки в калибр, что ограничивает возможности инструмента.

Целью изобретения является обеспечение возможности увеличения подачи путем предотвращения "эакусывания" труб.

Поставленная цель достигается тем, что в деформирующем инструменте для пилигримовой прокатки труб, включающем два валка с ручьями, имеющими по окружности бочки холостой участок и рабочую зону и образующими калибр уменьшающегося поперечного сечения, и ребордами, выполненными на.длине, соответствующей части рабочей зоны ручья, с зубьями, находящимися в зацеплении, на участке соединения зубча40 тых и гладких реборд калибр выполнен с асимметричным относительно плоскос ти разъема развалом с шириной ручья в сечении с зубом, равной 1,03-1,06, а в сечении с впадиной — 0,95-0,98

45 ширины ручья по вершине последнего зуба, при этом калибр на длине рабочей зоны ручья с гладкими ребордами, составляющей 0,8-3,0 шага зубчатого зацепления, имеет симметричные выпус. ки и ширину, равную ширине калибра по плоскости разъема в последней зубчатой паре.

Наличие у инструмента переходного участка с такой развалкой ручья каждого из валков, которая при формировании калибра сечениями переходного

381 4 участка приводит на нем ширину калибра в соответствие с максимальным диаметром овализированной заготовки, позволяет предотвратить "эакусывание" трубы. Ширина калибра на передней границе переходного участка (переходное сечение на ребордах) максимально аЮ приближена к ширине ручья по вершине зуба, причем развал ручья в сечении, завершающемся зубом, больше, чем развал ручья в сечении, завершающемся впадиной, что и делает калибр асимметричным относительно линии его раэь ема. На задней границе переходного участка (сечение восстановления симметрии развала) развал ручья обоих валков становится равным ширине калибра по плоскости -разъема последней зубчатой пары, т.е. переходное сеченйе "растянуто" по длине рабочей зоны в виде переходного участка. На этой длине без нарушения контакта между деформирующим инструментом и заготовкой происходит плавное восстановление ширины калибра от величины, соответствующей ширине ручья по зубу, до величины, равной ширине калибра по линии разъема.

На фиг. 1 представлен валок верхний; на фиг. 2 — валок нижнии; на фиг.- 3 — верхний и нижний валки, вид в плане, разрез А-А на фиг. 4 (поперечный профиль калибра деформирующего инструмента в плоскости, проходящей через линию центров двух валков, образующих этот калибр, в момент контакта последней пары зубчатого зацепления); на фиг. 4— разрезы Б-Б и В-В на фиг. 3.

На фиг. 1-4 обозначено: верхний валок 1 с переходным участком на ре-.. бордах, завершающемся зубом, имеет профиль рабочей зоны ручья CI (вид со стороны заготовки), а нижний валок 2 с переходным участком на ребордах, завершающемся впадиной, имеет профиль рабочей зоны ручья о (вид со стороны заготовки);

 — ширина калибра по линии разьема (по диаметру бочки валков либо по диаметру делительной окружности зубчатого зацепления (в последней зубчатой паре);.

 — ширина ручья валков по вершине зуба (в последней зубчатой паре);

1122381 диаметр бочки валка (гладких реборд); диаметр делительной окружности зубчатого зацепления; ширина ручья валка в пере- 5 ходном сечении, завершающемся зубом; ширина ручья валка в переходном сечении, завершающемся впадиной;

10 длина переходного участка, D

c„0

Размеры переходного участка 1. выбраны, учитывая что начальная ширина ручья в переходном сечении, завершающемся впадиной (валок 2, ручей Ь ),, максимально приближена к ширине ручья по вершине последнего зуба зубчатого

Деформирующий инструмент включает два валка 1 и 2. На каждом из них выполнен ручей (01 и о ), рабочая зона которого имеет участки с гладкими ребордами 3 и ребордами 4 с зубчатой нарезкой. Два валка своими ручьями в плоскости, проходящей через линию их центров, образуют калибр уменьшающегося по длине ручья круглого поперечного сечения с шириной по линии разъема калибра, равной В . Профиль ручья каждого из валков образован дугами 5 окружности радиуса R, R, К2 с концевыми наклонными к линии разъема. калибра участками-выпусками 6. Выпуски ручья (калибра) в любом сечении выполнены симметрично относительно оси центром валков. На участке реборд с зубчатой нарезкой деформирующий инструмент находится в зубчатом зацеплении, на участке с гладкими ребордами валки при формировании ка-. либра взаимодействуют между собой по г, гладкой бочке диаметром Dg.На ручье

С1 валка 1 развал в переходном сечении выполнен с размером В =- (1,031,06)В и на длине L ручья с гладкой бочкой доведен до размера В . На

40 ручье о валка 2 развал в переходном сечении выполнен с размером В = (0995-0,9б);Вр, т,е. Уже, чем на валке 1, но шире, чем по линии разьема калибра в последней зубчатой паре (В ). На длине L ручья с гладкой боч- кой этот размер также доведен до размера В . Такое выполнение ручья обеспечивает асимметрию калибра в переход ном.сечении относительно линии его разъема с плавным восстановлением симметрии к сечению 8 - -6. зацепления и равна 0,95-0,98 ее величины. Размеры,в указанных пределах при отсутствии перекрытия линии разъема калибра со стороны впадины обеспечивают прием в ручей валка заготовки с диаметром,, захват которого обеспечивается шириной ручья по вершине последнего зуба, Выполнение размеров ниже указанных приводит к подрезу профиля овализированной заготовки кромками гладкой бочки ручья с последующим "закусом" заготовки.

Размеры выше указанных пределов приводят к тому, что развал ручья на валке с впадиной становится настолько велик, что сформировать калибр невозможно.

Начальная ширина ручья в переходном сечении, завершающемся зубом (валок 1, ручей 0 ), выполняется из условия предотвращения "закусывания" трубы при формировании калибра на участках ручья с гладкими ребордами и равна 1,03-1,06 ширины ручья по вершине последнего зуба, Размеры ручья ниже указанных пределов (т.е. выполнение калибра сймметричным относительно линии разъема, приводят к закусыванию" овализированных сечений заготовки "принятых ручьем с впадиной на переходном сечении. Размеры выше указанных пределов выполнять нецелесообразно, так как участки ручья в выпусках прекращают контактировать с заготовкой, что не обеспечивает выравнивание овализации профиля заготонки.

Длина участка соединения зубчатых и гладких реборд переходного участка L выбрана из реалвных размеров известного деформирующего инструмента, где размеры зубчатого зацепления на последнем увязаны с режимами деформирования, в частности с подачей заготовки в калибр.

Выполнение длины участка в указанньтх пределах (0,8-3,0 шага зубчатого зацепления) обеспечит плавное восстановление ширины калибра при широком диапазоне величин подачи за-отовки, Верхний предел размеров используется для более высоких значений подач на станах крупных типоразмеров,, нижний предел — соответственно для станов малых типоразмеров,, Деформирующий инстр.;мент работает следующим образом.

1122381

При обработке деформирующим инструментом заготовки на участке реборд 4 с зубчатой нарезкой происходит последовательное поочередное перекрытие линии разъема калибра верши- 5 нами зубьев. К моменту прохождения через линию центров валков сечений калибров, образованных последней парой зубчатого зацепления, ручей 4 валка с зубом на переходном сечении захватывает заготовку повышенного диаметра, в то время как на ручье о валка с впадиной боковой подпор, исправляющий овалиэацию трубы, отсут. ствует. Однако в связи с тем, что развал ручья на переходном сечении с впадиной выполнен по линии разъема калибра на гладкой бочке (В ) равным большему диаметру заготовки в момент встречи с ней участков ручья по вершине зуба, обеспечивается "прием" без "закусывания" в ручей о сечений заготовки. При этом происходит некоторое искажение поперечного профиля заготовки. За счет переполнения ручья о максимальный диаметр овализированной заготовки находится ниже оси прокатки. После прохождения через линию центров переходного сечения и формирования калибра на участке с 30 гладкими ребордами начинает происходить уменьшение ширины ручья Я сопровождающееся восстановлением поперечного профиля деформируемой заготовки. Из переполненного ручья 5 35 металл вытесняется в ручей с1 ширина которого больше ширины ручья 3 чем и обеспечивается воэможность

"приема" овалиэированной заготовки в ручей Q без "закусывания" на линии разъема. Полностью профиль трубы восстанавливается к задней границе переходного участка В-В.

Прокатываются трубы иэ ст. 20 по маршруту 45х44 22õ2,0 мм. Используется инструмент в виде двух калибров-полудисков с зубчатой нарезкой на ребордах на длине дуги 90 модуль зубчатого зацепления 4, высота зубьев

9 мм, шаг зубчатого. зацепления 6,28 им.

Ширина калибра по линии разъема в последней зубчатой паре 26,62 мм, длина переходного участка 10,6 мм.

Ширину ручья в переходном сечении по гладкой бочке выполняют в соответствии с предлагаемыми соотношениями. Ширина калибра на задней границе переходного участка 26,62 мм.

При использовании предлагаемого де. формирующего инструмента достигнута величина суммарного линейного смещения трубы (удлинение) за двойной ход клети — 70 мм, в то время как без выполнения на инструменте переходного участка на трубах появлялось "закусывание" уже при tn p - =58-60 мм.

Таким образом, предлагаемый деформирующий инструмент станов ХПТ позволяет повысить режимы деформирования при сохранении высокого качества поверхности и точности геометрии труб, обеспечить увеличение величины подачи заготовки в калибр не менее, чем в 1,17-1,23 pasa.

1122381

Составитель Л. Матурина

Редактор Л. Гратнлло Техред С.Легеза КорректорЛ Пилипенко

Заказ 8070/7 Тираж 794 Подписное

ВНИИПИ Государственного. комитета СССР по делам изобретений и открытий

f13035„ Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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