Технологический инструмент для поперечно-винтовой прокатки

 

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ПОПЕРЕЧНО-ВИНТОВОЙ ПРОКАТКИ, содержащий два последовательно установленных трехвалковых комплекта косо расположенных гребневых валков и длинную оправку, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения производительности процесса раскатки труб, на одном из валков первого комплекта за гребнем на расстоянии , составляющем 0,02-0,06 длины бочки, вьшолнен кольцевой сегментный выступ высотой 0,15-0,30 высоты гребня.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН аю 01) 4(1) В 21 В 19/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2 l ) 3563198/22-02 (22) 03.03.83 (46) 07.02.85. Бюл. Ф 5 (72) Ю.Г.Гуляев, Ю.Ю.Рынкевич, А.Г.Карпов, О.И.Лев и А.В.Губинский (71) Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени металлургический институт им. Л.И.Брежнева (53) 621.774.353.002.54(088.8) (56) 1. Данилов Ф.А. и др. Горячая прокатка труб.. М., "Металлургиздат, 1962, с. 512.

2. Авторское свидетельство СССР

В 596304, кл. В 21 В 19/06, 1977.

3. Авторское свидетельство СССР

Ф 324085, кл.. В 21 В 23/00, 1970. (54) (57) ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ПОПЕРЕЧНО-ВИНТОВОЙ ПРОКАТКИ, содержащий два последовательно установленных трехвалковых комплекта косо расположенных гребневых валков и длинную оправку, о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью повышения производительности процесса раскатки труб, на одном из валков первого комплекта за гребнем на рас-, стоянии, составляющем 0,02-0,06 дли-. ны бочки, выполнен кольцевой сег,— ментный выступ высотой 0,15-0,30 высоты гребня.

45 сущности к предлагаемому является технологический инструмент для по1 11381

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к технологическому инструменту для производства бесшовных труб винтовой прокаткой.

Известен технслогический инструмент для . винтовой, раскатки труб на злонгатбре, включающий комплект валков, все валки которого имеют одинаковую калибровку, а именно: каждый валок составлен из направляющего конуса, конуса захвата, выпуклого гребня, осуществляющего основную деформацию по стенке заготовки, цилиндрического раскатного участка, конуса осаживания и калибрующего цилиндрического участка Я .

Недостаток данного технологическогб инструмента состоит, в том, что при определенных параметрах прокатки (угол подачи, отношение ди аметра к толщине стенки трубы и т.д.) он не предотвращает появления не обратимых концевых дефектов (раструбов") на трубах. Этп, в конечном счете, ограничивает производительность агрегата.

Известен технологический инструмент для винтовой прокатки труб, содержащий оправку, расположенные во30 круг нее три валка, каждый из которых составлен иэ входного конуса, гребня, калибровочного участка и выходного конуса, причем на одном из валков выполнен кольцевой выступ шириной 0,01-0,03 длины бочки валка с поперечным сечением в виде сегмента окружности, радиус которой равен 0,1-0,4 высоты гребня, расположенный на входном конусе на расстоянии 0,05-0,25 длины бочки валка от основания гребня, Использование такого технологического инструмента позволяет снизить поперечную деформацию, сократить концевые дефекты t2j .

Недостаток указанного валка состоит в том, что при его использовании наличие выступа на входном конусе ухудшает условия захвата труб.

Этот недостаток особенно ощутим при использовании инструмента в системе двух станов, так как в первом ста- . не прокатывают довольно толстостенные гильзы с отношением диаметра к толщине стенки порядка 5-6,5.

Наиболее близким по технической

97 2 перечно-винтовой прокатки, включающий два последовательно установленных трехвалковых комплекта косо расположенных гребневых валков и длин- ную оправку (3) .

Известный инструмент позволяет повысить точность труб и снизить разностенность, HO производительность процесса при этом низка. Цель изобретения " повышение производительности процесса раскатки труб.

Поставленная цель достигается тем, что в технологическом инструменте, содержащем два последовательно установленных трехвалковых комплекта косо расположенных гребневых валков и длинную оправку, на одном из валков первого комплекта за гребнем на расстоянии, составляющем 0,020,06 длины бочки, выполнен кольцевой сегментный выступ высотой, равной 0,15-0,30 высоты гребня.

Образование первым комплектом валков на поверхности заготовки винтовой канавки позволяет сократить суммарную длину контакта металла с валком во втором, что при прочих равных условиях в соответствии с законом наименьшего сопротивления снижает величину поперечной деформации и, как следствие, сокращает концевые дефекты на готовых трубах и создает резерв повьш ения скорости прокатки.

На фиг. 1 представлен предлагаемый инструмент, общий вид, разрез; на фиг. 2 — узел 1 на фиг. 1.

Инструмент содержит первый трехвалковый комплект, состоящий из трех косо установленных валков, каждый из которых имеет входной конус 1, гребень 2, калиброьочный участок

3 с кольцевым сегментным выступом

4 на одном валке и выходной конус

5, и второй трехвалковый комплект, валки которого имеют входной редуцирующий конус 6, гребень 7, калибрующий конус 8 и выходной конус 9, и оправку 10.

Входящая в первый комплект заготовка деформируется на оправке 10 валками и превращается в промежуточную заготовку с геликоидальной канавкой на внешней поверхности. От кольцевого сегментного выступа 4 на одном из валков глубина канавки составляет 0,2-0,4 величины обжатия по стенке заготовки вторым комплек3 1381 том валков на той же длинной оправ ке, где канавка закатывается,и труба выходит гладкая.

Наличие на поверхности промежуточ. ной заготовки винтовой канавки со5 хращает общую длину контакта металла с валками второго комплекта вдоль оси прокатки, что способствует более интенсивному осевому течению деформируемого металла, сокращает попереч. ную деформацию и, как следствие сокращает концевые дефекты на трубах и создает возможность повысить скорость прокатки. Так как глубина канавки меньше величины обжатия по стенке во втором комплекте, канавка закатывается. При глубине канавки ме. нее 0,2 величины обжатия по стенке заготовки вторым комплектом сокращение длины контакта невелико, так как канавка практически закатывается во входном редуцирующем конусе 6 второго комплекта и сокращения длины контакта в зоне интенсивной деформации (на гребне 7) не происходит. При глубине канавки более 0,4 величины обжатия по стенке заготовки во втором комплекте появляется вероятность разрыва стенки трубы под действием осевых растягивающих

30 напряжений, возникающих в зоне греб. ня.

Параметры технологического инструмента выбраны из следующих соображений. Кольцевой выступ расположен именно на калибровочном участке 3, так как целесообразнее всего располагать его на выходе из очагов деформации, причем в той части калибровочного участка, где обжатия по стенке уже не происходит. Это

40 позволяет осуществлять процесс накатки канавки с минимальными энергозатратами, так как длина участка обжатия по стенке на калибровочном участке равна о т (о где 7 — коэффициент осевой скорости; 50

D — диаметр трубы, мм; — угол подачи, то при реальных значениях величин, входящих в выражение (1), 0 =0,8-1 2

Ь,=(0,15-0,3) О, где 0 — диаметр 55 валка; к =5-10, получаем У=(0,020,06)D<, что при равенстве диаметра и бочки валка соответствует 2=(0,0230к8

18к2

97 4

0,06)!. бочки. Полученная в личина является оптимальной при выборе места расположения кольцевого выступа на одном из валков первого комплекта.

Пример. Предлагаемый способ поперечно-винтовой прокатки труб опробован в условиях лабораторного трехвалкового раскатного стана 15-30

Основные параметры эксперимента:

Диаметр валков по вершине гребня, мм 110

Материал труб Свинец

Высота гребня, мм: в первой клети стана 3 во второй клети стана 2

Исходная заготовка (диаметр >< толщина стенки!, мм

Готовая труба, мм

Число оборотов в первой и второй клетях, об/мин 15

Варьируют высоту выступа на калибровочном участке одного из валков первого комплекта и расстояние от вершины гребня до выступа. Прй этом фиксируют давление металла на валки в первом комплекте (давление P на валок, имеющий выступ на калибровочном участке).

В результате исследования установлено, что величины критического кинематического коэффициента 6„, равного произведению угла подачи на коэффициент осевой скорости, и 2 не коррелируются и на величину G, при прочих равных условиях, влияет только отношение глубины канавки к обжатию стенки h;ah<.

Характер влияния можно оценить по данныи, приведенным в табл . 1.

Как следует из приведенных в табл. I данных, оптимальным является отношение "/1,1, =0,2-0,4. При отношении, превьппающем 0,4, наблюдается разрыв трубы в зоне канавки, при отношении менее 0,2 повышение скорости прокатки незначйтельно по сравнению с прокаткой валками без выступа на калибровочном участке.

В табл. 2 приведены данные о влиянии величины У на P.

Влияние h Hà P не анализируется, так как здесь имеет место однозначная связь: повышение h увеличивает

P. Как следует из приведенных в табл. 2 данных, оптимальным является отношение У:D5,=0,02-0,06. При отношении, меньшем 0,02 наступает рез1138197

Продолжение табл.2

5 0,02

6 0,02

О, 428-0, 432

0,452-0,458

0,02

0,470-0,475

0,88-0 90

0,04

0,370-0,375

0,88-0,91

0,1

0 04

0,422-0,426

0,90-0,92

0,15

0,444-0,446

0,462-0,465

0,04

0,98-1,00

0,20

0,04

0,99-1,04

1,01-1,О6

0,30

0,370-0,375

0,06

0,40

0,06

0,06 T, 04-1, 06 (разрыв трубы) 0,45

0,06

0,50

0,08

Таблица 2 о 30

0,08

0,440-0,445

0,08

0,460-0,465

О, 1)8

0,458-0,461

0,0!

0,01

0,01

0,01

0,02 кое возрастание давления, при отношении, большем 0,06, величина I:Dg ( практически не влияет íà P.

Таблица 1

Отношение Критический кинеh/4h матический коэффиI циент

1,06-1,08(разрыв Rs трубы) Угол по-, Отношение Давление на дачи град — валок, кН

В

Э

Щ„

0,524-0,530

0,562-0,570 40

0,583-0,588

0,375-0,378

0,420-0,422

0,440-0,445

0,460-0,463

0,371-0,375

0,422-0,428

Экономический эффект от внедрения предлагаемого изобретения в условиях установки "200" составит около

100 тыс. руб. в год.

Использование изобретения позволит повысить производительность агрегатов с трехвалковыи раскатным станом, что даст значительный экономический эффект в народном хозяйстве страны.

1138197

Фиа 1

Составитель Л.Матурина

Техред Т.Фанта

Редактор В.Петраш

Корректор С. Шекмар

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

Заказ, 10591/7 Тираж 549 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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