Стан холодной прокатки труб переменного сечения

 

Изобретение относится к трубопрокатному производству ,в частности, к конструкции стана холодной прокатки труб переменного сечения. Цель изобретения - повышение производительности стана при прокатке труб с участками прямой и обратной конусностей путем увеличения его быстроходности и снижения непроизводительных затрат. Стан холодной прокатки труб переменного сечения содержит клеть с подушками, несущими пильгерные валки. Привод качания валков имеет зубчатую реечную пару с неподвижной рейкой и синхронизирующие элементы, установленные на шейках валков. В механизме радиального перемещения валков приводные зубчатые венцы 20 охватывают подушки валков и имеют внутреннюю волнистую поверхность под взаимодействующие с ней ролики 27, благодаря чему осуществляется деформация части заготовки без возвратно-поступательного перемещения клети. Механизм изменения длины хода клети выполнен в виде стационарно установленных обойм с канавкой под палец шатуна на одном из торцов и кулисных рычагов. Синхронизирующие элементы выполнены в виде дисков и крестообразно закрепленных на них гибких лент, что позволяет без останова стана на переналадку производить одновременную деформацию конических участков с прямой и обратной конусностями и концевых цилиндрических участков при увеличенной подаче. Все это приводит к быстроходности стана и повышению его производительности. 2 з.п. ф-лы, 9 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s» 4 В 21 В 21/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Н ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4369239/23-02

:(22) 25.12.87 (46) 30.07.89. Бюл, ¹ 28 (71) Московский трубный завод (72) Н,Н. Король, Ю.Г. Пеньков, Е.М. Кричевский, А.Б. Ламин, Г.Г. Поклонов, Б.В. Покровский, В.Ф. Пешат, А.А. Морозов и Н.Т. Богданов (53) 621,771.06-589.4(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР № 41193 1, кл. В 21 В 21/00, 1971 °

Авторское свидетельство СССР № 793674, кл. В 2 1 В 21/00, 1979. (54)

Производство труб. Сб. ВНИТИ, Металлургиздат, 1971, №- 26, с. 144163. Х=й

„„80„„1496849 A 1

2 (54) СТАН ХОЛОДНОЙ ПРОКАТКИ ТРУБ

ПЕРЕМЕННОГО СЕЧЕНИЯ (57) Изобретение относится к трубопрокатному производству, в частности к конструкции стана холодной прокатки труб переменного сечения. Цель изобретения - повышение производительности стана при прокатке труб с участками прямой и обратной конусностей путем увеличения его быстроходности и снижения непроизводительных затрат. Стан холодной прокатки труб переменного сечения содержит клеть с подушками, несущими пильгерные валки. Привод качания валков имеет зубчатую реечную пару с неподвижной 2 рейкой и синхронизирующие элементы, установленные на шейках валков. В ме1496849

3 ханизме радиального перемещения валков приводные зубчатые венцы 20 охватывают подушки валков и имеют внутреннюю волнистую поверхность под

5 взаимодействующие с ней ролики 27, благодаря чему осуществляется деформация части заготовки без возвратнопоступательного перемещения клети..

Механизм изменения длины хода клети выполнен в виде стационарно установленных обойм с канавкой под палец шатуна на одном из торцов и кулисных рычагов. Синхронизирующие элементы выполнены в виде дисков и крестообразно закрепленных на них. гибких лент, что позволяет без останова ° стана на переналадку производить одновременную деформацию конических участков с прямой и обратной конусностями и концевых цилиндрических участков при увеличенной подаче. Все это приводит к быстроходности стана и повышению его производительности.

2 з.п.ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к трубному производству и касается конструкции Zp стана холодной прокатки труб, преимущественно труб переменного сечения с участками прямой и обратной конусности.

Цель изобретения — повышение про- 25

I изводительности стана при прокатке труб с участками прямой и обратной конусности путем увеличения его быстроходности и снижения непроизводительных затрат.

На фиг. 1 представлен общий вид стана, план; на фиг. 2 — клеть, по. перечный разрез; на фиг. 3 — разрез

А-А на фиг. 2; на фиг. 4 — разрез

В-В на фиг, 2; на фиг. 5 — разрез .С-С на фигз 2; на фиг. 6 — вид Д на фиг. 1; на фиг. 7 - вид Е на фиг. 2; на фиг. 8 — разрез К-К на фиг. 1; на фиг, 9 — схема поэтапной прокатки труб с участками прямой и 40 обратной конусности.

Стан холодной прокатки труб переменного сечения содержит клеть 1, в которой размещены подушки 2, несущие пильгерные валки 3 с двумя рабо45 чими d и холостыми a(> участками.

Привод возвратно-поступательного перемещения клети включает главный двигатель 4, через зубчатые пары 5 соединенный с приводным валом 6, ко50 торый через механизм изменения длины хода клети и пальцы 7 связан с шатунами 8, шарнирно прикрепленными другими концами к клети, Механизм изменения длины хода клети выполнен в виде двух стационарных, свободно охватывающих приводной вал обоймы 9 и двух кулисных рычагов 10, в продольных пазах которых размещены пальцы шатунов. Каждая из обойм имеет на одной из торцовой поверхности, обращенной к кулисному рычагу, канавку 11 от центра к периферии, пе реходящую от спиралеобразного расположения к кольцевому и в месте перехода разделенную упругожесткой перегородкой 12. Канавка выполнена под палец шатуна, который пропущен через продольный паз кулисного рычага. Каждый кулисный рычаг жестко закреплен на приводном валу соосно с обоймой, Привод качения валков имеет зубчато-реечную пару с неподвижной рейкой 13 и с закрепленной на шейке верхнего валка ведущей шестерней 14, а также синхронизирующие элементы, установленные на одноименных односторонних шейках валков. Синхронизирующие элементы выполнены в виде пары дисков 15 и 16 и закрепленных болтами 17 на их наружной поверхности гибких лент 18 и 19, которые одна относительно другой расположены крестообразно. Каждый диск выполнен сдвоенным, составлен из колец попарйо закрепленных на шейках валка. Одно из колец в каждой паре по периметру имеет выступ 20 для предотвращения провисания гибких лент. Выступы кольца одного диска смещены вдоль валка относительно выступа кольца другого диска. По периметру выступы на кольцах дисков располагаются на одноименных встречно направленных участках периметра дисков. Протяженность выступа составляет 1/9 периметра диска а высота его является величиной расчетной и зависит от величины радиального перемещения одного валка.

5 14968

Для предотвращения ударов ведущей шестерни о зубья рейки в момент сведения валков на рейке выполнен в центральной ее части гладкий участок без зубьев длиной, равной протяжен5 ности 1/9 периметра ведущей шестерни, В клети установлен механизм радиального перемещения валков, который содержит установленные между подушками валков пружины 21 и смонтированный на каждой из боковых сторон клети через подшипник 22 зубчатый венец

23, приводимый через концевое зубчатое колесо 24 от отдельного двигателя 25, установленного на станине клети. На приводном валу этого двигателя, кроме концевых зубчатых колес, установлены тормоза 26, например, колодочные, Каждый зубчатый венец выполнен с внутренней волнистой поверхностью, взаимодействующей с роликами 27, под которые в каждой подушке валка выполнены продольные параллельные оси валка выемки. Внут- 25 ренняя волнистая поверхность каждого зубчатого венца разделена на парные диаметрально расположенные участки

1, 1 и 1 одинаковой протяженности.

Количествб участков должно быть четным и не менее 6, т.е. в данном . случае имеется три диаметрально расположенных пары. Высота волны в каждой паре одинакова, а на каждом соседнем участке она переменно возрастает от h до h3 и зависит от величины обжатия металла на среднем цилиндрическом участке 1 раскатанного участ ка трубы 28 переменного профиля, имеющего также концевые цилиндрические у астки 1 и конические участки

1 прямой и 1 обратной конусности.

Количество участков на зубчатом венце, их протяженность, а также количество poJIHKGB и их размеры Вы 45 бираются конструктивно.

Ролики удерживаются в выемках подушек благодаря постоянному их прижатию к волнистой внутренней поверх- . ности зубчатых венцов посредством пружин. Для уменьшения нагрузки на аубчатые венцы нижний валок в клети

1 установлен на пружинах 29, Для подачи раскатанного уч .стка трубы в валки служит механизм подачи, имеющий приводную от двигателя

30 гайку 31 и подвижный винт 32, несущий патрон подачи 33. Поворот заготовки и стержня 34 оправки осу49 6 ществляется через преобразователь непрерывного вращения двигателя 35 в прерывистое вращение муфт обгона

36 и 37. Преобразователь движения имеет связанные с валом 38 двигателя кривошипно-шатунные пары, кривошипы

39 и 40 которых через шатуны 41 и 42 прикреплейы к подвижным рейкам 43 и 44. Одна из реек взаимодействует с зубчатым венцом муфты обгона, внутри звездочки 45 которой установлены подпружиненные в радиальном направлении ролики 46, контактируемые с заготовкой 47 для ее поворота. Вторая рейка взаимодействует с зубчатым венцом муфты обгона, а ее звездочка

48 жестко закреплена на конце стержня оправки.

Работа стана. с

Перед началом прокатки трубы с участками 18 прямой и 1 обратной конусности рабочую клеть 1 перемещают в положение, при котором ведущая шестерня 14 располагается над гладким участком (без зубьев) неподвижной рейки 13, каждый палец 7 в начале спиралеобразной канавки 11 обоймы 9, а валки 3 разведены, т.е. ролики 27 находятся во впадинах зубчатого венца на участке с наименьшей высотой волны и занимают место посередине длины, не укаэанной на чертеже оправки, на которой осуществляется деформация заготовки 47 (положение I-I на фиг. 9).

Патрон подачи 33 посредством подвижного от двигателя 30 винта 32 отводят назад, а тормоза 26 отключают, Заготовку 47 со стола загрузки, расположенного с выходной стороны стана, попадающими приводными роликами, не указанными на чертеже, задают в валки 3. Передний конец заготовки выдвигают за линию центров валков вперед на величину, определяемую расчетным путем, исходя иэ заданных размеров участка трубы с обратной конусностью 1 „ и цилиндрического концевого участка 1 готовой трубы, т.е. таким образом определяется величина подачи заготовки, Процесс прокатки начинают с участка заготовки, расположенного на линии центров валков 3, получая сначала средний цилиндрический участок

1 готовой трубы, При этом главный двигатель 4 отключен, клеть 1 не перемещается, валки не вращаются, 1 496849 а включают отдельный электродвигатель 25, вращение от которого передается через концевые зубчатые колеса 24 зубчатым венцом 23. Последние, 5 вращаясь на подшипниках 22 взаимодействуют своей внутренней волнистой поверхностью с роликами 27. Ролики, контактируя с выступами волн внутренней поверхностью вращаемого зубчатого венца 23, обеспечивают радиальное перемещение подушек.2, а следовательно, и валков 3, которые, сближаясь, деформируют, т.е. осаживают участок заготовки (положение II-II на

15 фиг. 9) в цилиндрический участок трубы sa один оборот зубчатого венца, постепенно увеличивая обжатие от участка зубчатого венца 1, до 1>В момент взаимодействия роликов 27 с впадинами зубчатого венца под действием пружин 26 валки разводятся и производят поворот заготовки и стержня оправки путем включения

1 электродвигателя 35, который через 25 кривошипные пары, подвижные рейки

43 и 44 вращает соответственно муфты обгона 36 и 37, заклинивая их звездочки в момент поворота заготовки и стержня оправки. При переме- 30 щении реек 43 и 44 в другую сторону муфты обгона расклиниваются, поворот прекращается отключением двигателя 35.

Таким образом, за один оборот зубчатого венца 23 происходит обжатие

35 среднего цилиндрического участка 1 4 трубы, чередуя обжатие заготовки с ее поворотом.

После деформации цилиндрического участка заготовки 14 деформируют одновременно конические участки 1 ь и 1 т,е. с прямой и обратной конусностями, и концевые цилиндрические участки 1 . Для - этого включают главный электродвигатель 4, а двигатель 25 отключают и включают тормоза 26 и механизм изменения длины хода. Главный двигатель 4 через зубчатые пары

5, приводной вал 6, кулисные рычаги

10 и шатуны 8 сообщает клети 1 возвратно-поступательное движение. При этом кулиснне рычаги, вращаясь вместе с приводным валом, толкают пальцы 7, которые перемещаются по спиральным канавкам 11 неподвижных обойм 9 и продольным пазам кулисных рычагов 10, 55

Перемещение пальцев по спиралеоб-разным канавкам обоймы приводит к плавному увеличению длины хода клети от исходного ее положения и перемещению последней вправо и влево.

Валки при этом получают вращение от неподвижной рейки 13 через ведущую шестерню 14 благодаря поочередному наматыванию гибких лент 18 и 19 на диски 15 и 16. При таком изменении радиуса обоймы, а следовательно, и длины хода клети рабочими участками валков 3 осуществляется деформация заготовки обоих конических участков ь и 7

При подходе пальцев к кольцевым канавкам 11 обоймы упругая перего.родка 12 от действия на нее пальцев поднимается, пальцы, перемещаясь по кольцевым пазам обоймы, сохраняют радиус рычагов постоянным, перегородка под действием собственного веса опускается, а клеть совершает возвратно-поступательное перемещение с одинаковым ходом, деформируя кон цевые цилиндрические участки трубы 1у

В крайних положениях клети в момент прохождения валками его холостого участка производят поворот заготовки и стержня оправки включением электродвигателя 35 и муфт обгона 36 и 37.

После получения отрезка готовой трубы с участками 1„, 1, 1ь, 1 и для свободного хода этого отрезка трубы с оправки в момент подачи следующей порции металла полученный отрезок трубы переменного сечения подвергают обкатке валками, чередуя ее с поворотом заготовки, После обкатки прокатанного отрезка трубы с переменным профилем поперечного сечения клеть останавливают в одном из крайних положений отключением главного двигателя 4 и, включая электродвигатель 30, осуществляют перемещение винта с патроном и заготовкой на величину, равную сумме GcTKoB (1 4 + 1 g + 1 Ь) плюс Величина подачи. После чего электродвигатель 30 отключают, поднимают перегородку и включают главный двигатель 4 таким образом, чтобы он вращение рычагам 10 передавал в обратном направлении, в результате чего пальцы 7 перемещаются от окружных канавок к спиралеобразным и по до-, стижении пальца начала спиралеобразной канавки главный двигатель отклю. чают. Затем включают электродвигатель 25, предварительно отключив

io

1496849

9, тормоза 26, и выключают его после того, как ролики 27 будут взаимодействовать с выступами волн зубчатого венца, имеющих наименьшую высоту 5 волн, Затем процесс повторяется в описанной последовательности. Выдачу готовой трубы производят со стороны ее задачи.

Предлагаемый стан холодной прокат- 10 ки труб переменного сечения позволяет за счет снабжения механизма радиального перемещения валков зубчатым венцом с переменной высотой волн осуществить без возвратно-поступательно- 15

ro перемещения клети за один оборот зубчатого венца плавное без динамических нагрузок обжатие части заготовки, сократить тем самым время деформации, а следовательно, повысить 20 производительность стана.

Замена зубчатого синхронизирующего механизма валков на диски с гибкими лентами приводит к снижению динамических нагрузок на привод валков, сокращению времени на замену шестерен и повышению тем самым срока службы синхронизирующего механизма, а следовательно, повышению производительности стана. 30

Выполнение механизма изменения длины хода клети в виде стационарной обоймы с пазами на торцовой поверхности под пальцы шатунов приводит к увеличению быстроходности стана за счет сокращения времени обработки участков прямой и обратной конусности и концевых цилиндрических участков без останова стана на переналадку этого механизма и механиз- 40 ма подачи за 3-4 оборота кулисного рычага.

Предложенный стан позволяет также увеличить в 10-50 раэ величину подачи и тем самым сократить время 45 на ее осуществление, уменьшив непроизводительные потери времени.

Формула изобретения.

1. Стан холодной прокатки труб переменного сечения, содержащий клеть с подушками, несущими пильгерные валки, привод их качания, имеющий зубчато-реечную парУ с неподвиж-55 ной рейкой и синхронизирующие элементы, установленные на одноименных шейках валков, механизм радиального перемещения валков с пружинами между подушками, привод возвратно-поступательного перемещения клети с приводным от главного двигателя валом, который через механизм изменения длины хода клети и пальцы связан с шатунами клети, и механизмы подачи и поворота заготовки, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения производительности стана при прокатке труб с участками прямой и обратной конусности путем увеличения его быстроходности и сни1 жения непроизводительных затрат, механизм радиального перемещения валков снабжен охватывающими подушки парой приводных от отдельного двигателя зубчатых венцов, каждый с волнистой внутренней поверхностью, и взаимодействующими с ней роликами, под которые в подушках выполнены продольные выемки, при этом синхронизирующие элементы образованы дисками и крестообразно закрепленными на них упругими лентами, а механизм изменения длины хода клети — из свободно охватывающих приводной вал стационарных обойм, имеющих каждая на внешней торцовой поверхности канавку, переходящую от спиралеобразного ее расположения в центре к кольцевому— на периферии под палец, скрепленный с шатуном, и жестко закрепленных на концах этого вала кулисных рычагов, через продольный паз каждого из которых пропущен палец шатуна.

2. Стан по п. 1, о т л и ч а ющ и .й с я тем, что волнистая поверхность каждого зубчатого венца по периметру разделена на парные диаметрально расположенные участки одинаковой протяженности с переменной высотой волны на каждом участке.

3. Стан по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что он снабжен упругожесткой перегородкой, шарнирно прикрепленной к одной из боковых стенок канавки и отделяющей спиралеобразное расположение канавки от кольцевого паза.

1496849 i496849

1496849

1496849.фиг.9

Составитель С. Петров

Техред А.Кравчук Корректор T. Малец

Редактор M. Келемен

Заказ 4366/11 Тираы.459 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101