Устройство для раздачи труб

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к раздаче труб. Цель - повьпиение нроизводительности процесса раздачи. Устройство содержит конусные сегменты (КС) 1, три пары роликоподшипников 3, установленных на шлицевом валу 2 эксцентрично относительно его оси. На наружные кольца роликоподшипников 3 установлены КС 1. Размещенные в отверстиях -4Mvi i :,;. нос СКО. l,/f, (IPHCirHTC. U )ь, (Т) 15 в процессе ic р-а,(мощения в от- 1ИЦИХОЯ в г(1)и()нук) ., рабочс; : КС 1 пружины (П| 7 ::.-); тактир к вой втулкой 8. За счет того, чиновлены в pa;iH;, ианрав. пуса 5 с 3a. ; исключается (vnioi i 11- бочей поверхности l(. ренней поверхшнг;: л деформации. верстиях КС. i, 1;;;:. втулку 8 П 7, iioc.ic хода, когда нагрузка ни них со стороны I 1,) станет практически равн(м 1 нулю, КС 1 под действием П 7 переместятся ЕМОЛЬ оси Т 15 по направлению раздачи. Поэтому отпадает необходимость в установке перед раздачей гибкой полосы, состоящей из конических сегментов, вдоль всей Т 15. Следовательно , повышается производительность устройства за счет снижения времени, затрачиваемого на выполнение вспомогательных операций. 7 ил. с (О (Я

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (5)) 4 В 21 D 41 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTGPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

7.7

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4166143/31-27 (22 ) 24. 12.86 (46) 30.10.88. Бюл. № 40 (71) Уральский политехнический институт им. С. М. Кирова (72) В. С. Паршин, Л. В. 10нышев, К. Ю. Панкратов и Г. С. Абдрахмацов (53) 621.774.72 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 884802, кл. В 21 D 41/02, 1979. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗДАЧИ ТРУБ (57) Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к раздаче труб.

Цель -- повышение производительности процесса раздачи. Устройство содержит конусные сегменты (КС) 1, три пары роликопод)пипников 3, установленных на шлицевом валу 2 эксцентрично относительно его оси. На наружные кольца роликоподшипников 3 vcтановлсны КС 1. Размещенные в отверстиях

„„SU„„1433580 А 1

KC 1 пружины <11) 7;,!::ã II<òèI)) ) вой втулкой 8. За с и ) )ого, ()<: новлены в I)a;t)I;!. ь).! I; i,I;l!);II)л) пуса 5 с за I(!i ) в "сt)!)XI исключается ()! II()() <. Il!)(. h().I„,(;,!Ilt«. );бочей поверхно<. Tll I . « . ) fl! .!!.!I I < . II,I. . ) It)l ) ) ренней поверхн<ч I у<):., Т) 15 н процес« деформации. It р .: . ; .. г;)змсц(Il!IH н отверстиях КС:, ь (. (ццх ч) в г<)рц<)ную втулку 8 П 7,:)о<..)<,:к )1(;).)ия рабоч хода, когда на, рузка и;) ).)- i < <: < Tîð0íû I ) станет практически рав)ц)й )(у.)K), К(1 II();l действием П 7 псреместятся Bäî Ih оси Т 1;) по направлению раздачи. !1оэтом) отпадасl необходимость в установке перед раздачей гибкой полосы, состоящей из конических сегментов, вдоль всей Т 15. Следовательно, повышается производительность устройства за счет снижения времени, затрачиваемого на выполнение вспомогательных операций. 7 ил.

1433580

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к раздаче труб.

Целью изобретения является повышение производительности процесса раздачи.

На фиг. 1 показано устройство для раз дачи труб, продольный разрез; на фиг. 2— разрез А — А на фиг. 1; на фиг. 3 — конус ный сегмент перед рабочим ходом (перед началом очередного цикла работы); на фиг. 4 — то же, в конце рабочего хода; на фиг. 5 — то же, после окончания очередного, цикла работы; Ila фиг. 6 — схема нагрузок, действующих на конусный сегмент в процес. се его рабочего хода; на фиг. 7 — то же,, при обратном (холостом) ходе.

Устройство для раздачи труб содер жит конусные сегменты 1, а также уста, новленные на шлицевом валу 2 эксцентричI IIO ОтНОСИтЕльнО ЕгО ОСИ Роликоподшипни,, ки 3. Конусные сегменты 1 установлены в, радиальных направляющих 4 корпуса 5 с зазором S в осевом направлении и опираются на наружные кольца роликоподшипни: ков 3 (фиг. 2). В отверстиях 6 сегмен тов 1 расположены пружины 7 (фиг. 1), которые упираются в торцовую втулку 8, установленную на резьбе 9 корпуса 5 со стороны, противоположной направлению раздачи. Направления эксцентриситета каждой из трех пар роликоподшипников образуют между со, бой углы 120 (фиг. 2). В рабочем поло,жении сегменты 1 удерживаются в радиальных направляющих 4 корпуса 5 выступами 10 и 11 торцовых втулок 8 и 12 (фиг. 1). Положение блока роликоподшипников 3 вдоль оси устройства регулируется торцовой крышкой

13 и кольцом 14.

Устройство работает следук>щим образом.

Г1ри вращении вала 2 конусные сегменты 1, опирающиеся на наружные кольца роликоподшипников 3, установленных эксценrpv«IIo на этом валу, совершают в радиальном направлении возвратно-поступательные движения. Так как три пары роликоподшипников 3 имеют различный по направлению эксцентриситет, то за один оборот вала 2 каждый сегмент 1 совершает три цикла возвратно-поступательных движений.

При совпадении направления эксцентриситета с направлением от центра трубы на данный сегмент, этот сегмент будет находиться на максимальном удалении от центра трубы, а если угол между направлением на данный сегмент и направлением эксцентриситета llары роликоподшипников 3 равен половине угла между направлениями эксцентриситетов двух различных пар роликоподшипников (т. е. 60 ), то этот сегмент будет находиться на минимальном удалении от центра трубы.

Рассмотрим цикл работы одного сегмента.

На фиг. 3 изображено положение конус.к>го сегмента 1 на минимальном удалении от центра трубы 15. При вращении шлиценого вала 2 сегмент 1 перемещается от оси устройства, деформируя стенку трубы 15 до тех пор, пока направление эксцентриситета роликоподшипников 3 не совпадает с направлением от оси устройства на данный сегмент. В то же время в процессе вращения вала 2 происходит непрерывное перемещение устройства в направлении раздачи.

Так как конусные сегменты 1 установлены в радиальных направляющих 4 с зазором S (фиг. 1) в осевом направлении, то при перемещении устройства сегменты 1 удерживаются усилием раздачи от перемещения в осевом направлении и проскальзывают относительно наружных колец роликоподшипников 3. На фиг. 4 изображен сегмент 1 на максимальном удалении от оси трубы, т. е. в конце рабочего хода. Очевидно, что при обратном ходе сегмента 1 на него не действуют технологические нагрузки, и он под действием пружины 7, сжатой в процессе рабочего хода сегмента, перемещается в направ20 лении раздачи. На фиг. 5 показано положение сегмента после окончания очередного цикла раздачи.

В предлагаемой конструкции используются три пары роликоподшипников. Это связано с тем, что применение двух пар приведет к значительной овализации трубы в процессе раздачи. Аналогичное явление наблюдается при поперечной прокатке в двух валках, где для уменьшения овализации трубы устанавливаются дополнительные опорные ролики. Использование более трех пар роликоподшипников усложнит конструкцию устройства, а следовательно, затруднит его изготовление и эксплуатацию.

Рассмотрим схему нагрузок, действук>ших на сегмент 1 в процессе его рабочего ода (фиг. 6).

Пренебрегая усилием Pion, действующим на сегмент со стороны пружины, так как оНо мало по сравнению с технологиче-.кими нагрузками, составим уравнения равновесия

40 проекций всех сил на оси Л и ): ,К) Р„хггг(я — р ) — Р ° хгнр = — 0; (! )

Y) Р» — I- „. сг>х(гх — (> ) / сг>,г(>=0 (2)

45 где Є— результирующая нормальных сил и сил трения, действующих со стороны металла на сегмент в процессе раздачи;

Р. — — результирующая нормальной реакции, а также сил трения, дей50 ствующих на сегмент со стороны наружных колец роликоподшипников в процессе раздачи; гх — угол конусности сегмента;

1> -- угол трения на поверхности контакта сегмента с металлов раздавае55 мой трубы; (>2> — угол трения на поверхности контакта сегмента с наружными кольцами роликоподшипников.!

433580 (3) (О !

20 (р+р . (4) 3) (5) Р, =2,261o;

Р п3 1.с/(а. (О) Рпб 6, Угол конуспости а выбирается из условия отсутствия произвольного перемегцения сегмента под действием усилия раздачи в направле 1ии, противоположном HBfiрав.!ению раздачи. Г)ля этого необходимо выполнение следуюп(его ус;п)вия:

pl, °,;(11(а — () I ) (Рпп ..>!(!()>, которое представляет собой видоизм!Рненное выражение (1), записанное в виде неравенства, Решая неравенство (3) совместно с уравнением (2), получим

Очевидно, что за одну треть оборота шлицсвого вала в каждом поперечном сечении очага деформации происходит раздача трубы на величину эксцентрис:тета на сторону. Следовательно, можно установить соответствие iYpæëó vlаксимально допустимой подачей устройства за один оборот и углом конусности сегмента в виде где Р<; -- максимально дог!уст!3) ая подача устройства В направлении раздачи за один оборот шлицевого вала.

Тогда область допустимых значений Рпп можно определить ил выражения

Чтобы осеьой зазор обеспечивал неподВижное В осевом направлении положение сегмента в процессе егo рабочего хода, величина зазора 5 должна удовлетворять соотношению

При невыполнении условия (7) или при превышении величиной подачи на оборот максимально допустимого значения сегмент 1 до окончания рабочего хода под действием корпуса (после полного выбора зазора S I перемешается в направлении раздачи и его рабочая поверхность скользит относительно

Внутренней поверхности трубы. Tdl кяк в это время HB поверхности контакта сегмента 1 и трубы 15 действуют тех)юлогические удельные давления, то происходHT налипапие х!Ртялг!*а на инструмент, образование задиров, увеличение осевого усилия раздачи и т. д.

На фиг. 7 изображена схема нагрузок, действующих II2 конусный сегм ilT при его обратном (xÎ, остом) ходе. В этот момент сегмент 1 под действием пружины 7 персмешается в кы:!равлении раздачи. 1!а него в

)ЕЙСТВУ)от TPXIIO„ 10ГИЧЕС),ИР усилия, и величины нагрузок определяются усилием, действуюши» со стopolll пружи30

7. COCTЯВИВ > pdBH f3HH pdBH013PCliH проекций на оси Л и У всех сил, дсйствуюгцих на сегмент 1, и ppIIIHB их, запишем

Вы(э яжРние дл 51 ня Груз ки Р>п, дРЙствуf0 Ii(p II co стороны трубы на ccl-x!PIIT:

Р-; = Po; (xi I 1,! а+ () l )- 0 (а -(- (); " () р ), (8 !

OI3eHHxI ве (ич !НУ;312)!Рнатсг)Я в ВыР;1женин (8).

Коэффицие<1т тРениЯ ны ПОВРРхн(>PTI! KOIIтакта рабочей поверхности сегмента 1 (металлом трубы с учетом того, гг() трубы IIP подвергалась специальной обработке пер раздачей, примем равным! = — 0,2. Ес Гсственпо чтО KQHTBKTHpx ю(цпс 110i3ppx!30cTH нар(жн ы >, Ко.1p1I 1)оликопод1!!ПГlникОВ 3 и с(I мснтОВ 1 хорошо обработаны и cмазаны, я поэтох!х примем коэффициент трения fi< B0BppxfiocTli их контакга f>=-0,1. Затем по ус!0!3HIO (4) выбираем угол а. С учетом того, что р1==

=агс/д f! и (= — агс1() /, полх «Hxi а(17" .

Принимаем cx=(5 ". Подставляя числовьк значения для а, р, и р в выражение (8), i,0лучим

Таким образом, B процессе иерем llicíèH сегмента 1 в !Заправлен!3и раздачи, когда

ИМЕРТ МРСТО СКОЯЬЖЕНИР ЕГО ПОБРРХНОСТИ 0"юсительн.) внутренней поьсрхнос и труп!:.. ус!3.>1!3Р, iPHcl Вх ю(ц(c c0;TÎpOIII>l Труб!1 ll:I

cPã>IPHò, в два с небоlBI>!fix! рыла болыпе усилия Р;р, которое о )ень мало iio срявнс lil() с технологическим!! ycuлиями раздачи,;1 слс довательно, в lIpOI;pссе скольжения даже пр, отсутствии сх:;<зки ня вкуTpci!Ilc« lioBpð. ности трубы и í lox0. ка:сстве 110!3ppxiiocтн практически отсутствуе износ рабочей поВЕРХ НОСТИ и КСТР > IP (13 2 И ПО, 1 КОСТЫО IICli l IOЧЯIОТСЯ ЗЯДИ") Ы И Н<3Л HiidH H(МРТЯ, 1,12 НЯ И Нструмент.

Уста новк сных c(>ГХI(IIToB В р я. )132.1!> ных направляющих корпусы с зазором В о (Boм направлекии с упором на наружные кольi 2 VCT2f3GB. 1PHIIbIX ЭКСЦРНТРИЧНО ll 3 lli,iiiljPвом валу роликоподшипников позволяет исклю !ить относительное ско, ьженис рабочей поверхности сегмента относительно внутренней !)оверх<юстп —,ðóáû в процессе рабочего хода сегмента, когд!3 ild данный ссгм; нт действует технологическая нагр) з са разаа:!и. Перемещение ссгме;!тя вдоль ncи труб!.i по наГ1ряBл(.н)! к) pаздя ч и !IрОilcx()д«1 l l()сгlе окончан)!я рабоч. Г() .,022. когда па! руBK2 lii!

H(-. C0 СТЯНРТ 1!РЯКТ!!кения В от!3(1).— тиях сегменто!> 1,!)ухкин, контык(.и!)х )оп)нх с

TOP I1OB0I! ВТ ;.1К()11, h()TOP253 мCT<3fiOB, I(>Н;l Н Л резьбе корпуса о стор )ill>l, прог!(Воположкой накрыв.)РНИ.A раз lачи !3 релу.!ьтятс отПЯДЯРТ iICOAX0 l!l XiOC! 1> f3 CT I I(. PP,T Р<>3l2«PH ГНОКОЙ 110, IOCI i. COCTOH II!(>Ii lid С(. ГX!PflTOB, B,I Î. I B ВС(>!, и; бы, ы С. 1(. ДОВЯ,"C, i ÛIÎ, По