Способ настройки валкового формовочного стана

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к способам настройки формовочных станов трубоэлектросварочных агрегатов. Цель изобретения - повышение качества формуемых труб. Способ настройки валкового формовочного стана осуществляется следующим образом. В клети стана по длине очага формовки устанавливают сборные горизонтальные и вертикальные валки. Предварительно строят очаг формовки с монотонным изменением геометрии поперечных сечений трубной заготовки, разбивают его на ряд параллельных сечений. В каждом сечении горизонтальной проекции монотонного очага формовки определяют угол α наклона к оси формовки перпендикуляра к касательной в этом сечении к горизонтальной проекции очага формовки. В вертикальной проекции монотонного очага формовки определяют углы наклона к вертикали перпендикуляров соответственно к верхней и нижней касательным к проекции очага формовки. После определения углов осуществляют поворот половин горизонтальных и вертикальных валков и установку их осей под соответствующим углом к оси формовки. Определены математические зависимости для указанных углов для прямолинейного очага формовки с одним местом изгиба. Настройка формовочного стана по описанному способу позволяет воспроизвести естественный конический очаг сворачивания. Это приводит к значительному уменьшению валкового эффекта и, следовательно, уменьшает пики растягивающих напряжений на кромках формуемой трубной заготовки при входе в валковый калибр, а также увеличивает протяженность зоны контактной деформации в каждом локальном валковом калибре. Это уменьшает зону раскрытия (распруживания) трубной заготовки на выходе. 1 з.п.ф-лы, 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (l9) (11) (я)з В 21 С 37/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4387082/31-27 (22) 02.03.88 (46) 23.09.90. Бюл. № 35 (71) Московский институт стали и сплавов и

Научно-производственное объединение

"Гипроцветметобработка" (72) И,Н.Потапов, С,В.Самусев, И.А.Пчелинцев, Ю.К.Дозорцев, Е;М.Донской, И.И.Добкин и В.А.Васильев (53) 621.774.21 (088 Я) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 337766114455, кл, В 21 С 37/06, 1973. (54) СПОСОБ НАСТРОЙКИ ВАЛКОВОГО

ФОРМОВОЧНОГО СТАНА (57) Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к способам настройки формовочных станов трубоэлектросварочных агрегатов, Цель изобретения— повышение качества формуемых труб, Способ настройки валкового формовочного стана осуществляется следующим образом. В клетки стана по длине очага формовки устанавливают сборные горизонтальные и вертикальные валки, Предварительно строят очаг формовки с монотонным изменением геометрии поперечных сечений трубной заготовки, разбивают его на ряд параллельных сечений.

Ч каждом сечении горизонтальной проекции

Изобретение относится к обработке метэллов давлением, в частности к спэсобам настройки формовочных станов трубоэлектросварочных агрегатов.

Цель изобретения — повышение качества труб за счет устранения дефектов .формовки, свойственных локальному валковому очагу (гофрообразованию). монотонного очага формовки определяют угол а наклона к оси формовки перпендикуляра к касательной в этом сечении к горизонтальной проекции очага формовки. В вертикальной проекции монотонного очага формовки определяют углы наклона к вертикали перпендикуляров, соответственно, к верхней и нижней. касательным к проекции очага формовки. После определения углов осуществляют поворот половин горизонтальных и вертикальных валков и установку их осей под соответствующим углом к оси формовки. Определены математические зависимости для укаэанных углов для прямолинейного очага формовки с одним местом изгиба. Настройка формовочного стана по описанному способу позволяет воспроизвести естественный конический очаг сворачивания. Это приводит к значительному уменьшению валкового эффекта и, следовательно, уменьшает пики растягивающих напряжений на кромках формуемой трубной заготовки при входе в валковый калибр, а также увеличивает протяженность зоны контактной деформации в каждом локальйом валковом колибре. Это уменьшает зону раскрытия (распруживания) трубной заготовки на выходе. 1 з, и. ф — лы, 5 ил., 2 табл.

На фиг. 1 представлена горизонтальная проекция монотонного очага формовки с настроенными верхними сборными горизонтальными валками, вид сверху (нижние сборные горизонтальные и вертикальные валки не показаны); на фиг. 2 — то же, с настроенными нижними сборными горизонтальными валками, вид снизу(верхние сборные горизонтальные и вертикальные валки

1593720 нв показаны); на фиг. 3-проекция на вертикальную плоскость, проходящую через ось формовки, монотонного очага формовки с настроенными сборными вертикальными валками, на фиг. 4 — горизонтальная проекция монотонного очага формовки; на фиг. 5проекция на вертикальную плоскость, проходящую через ась формовки, монотонного очага формовки, На фиг. 1 — 5 приняты обозначения: а,Q2, аз, а — углы наклона асей к оси формовки каждой половины верхних сборных горизонтальных валков соответственно первого, второго,.третьего и четвертого деформирующих сечений, P1 ",Pz,/Ъ вЂ” углы наклона осей к .вертикали верхних половин сборных вертикальных валков соответственно первого, второго и третьего дефармирующих сечений, ф1 и Д н Рз н углы наклона осеА к вертикали нижних половин сборных вертикальных валков соответственно первого, второго и третьего деформирующих сечений;

 — ширина ленты;

1 — длина очага формовки; х — растояние ат начала очага фармав= ки до исследуемого сечения;

S — половина ширины поперечнога сечения монотонного очага формовки в исследуемом сечении;

А — касательная к горизонтальной проекции монотонного очага формовки s исследуемом сечении;

С вЂ” перпендикуляр к касательной;

Н вЂ” высота поперечного сечения монотонного очага формовки в исследуемом сечении;

Š— верхняя касательная в исследуемом сечении к проекции монотонного очага формовки на вертикальную плоскость, праходящуючерез ось формовки;

6 — перпендикуляр к касательной, Способ настройки валкавага формовочного стана асуществля ат следующим образам.

В клети формовочного стана па длине очага формовки устанавливают сбарньlе горизонтальные и вертикальные валки, Осуществляют поворот каждой половины сборных горизонтальных валков под ост. рым углом к оси формовки так, чтобы их аси стали перпендикулярны касательным к горизонтальной проекции трубной заготовки в очаге формовки в данном деформирующем сечении. Верхние половины сборных вертикальных валков поворачивают так, что их оси перпендикулярны касательной к проекции кромак трубной заготовки в очаге формовки на вертикальную плоскость, проходящую через ось формовки, в данном дефармирую5 щем сечении. Затем поворачивают нижние половины сборных вертикальных валков так, что их оси перпендикулярны касательной к проекции центрального по ширине волокна трубной заготовки в очаге формовки на вер10 тикальную плоскость, проходящую через ось формовки, в данном дефармирующем сечении. Далее осуществляют заводку полосы в формовочный валковый стан.

Для аднорадиусного прямолинейного

15 очага формовки угол а наклона осей сборных горизонтальных валков к оси формовки при угле формовки трубной заготовки от 0 до 180 определяют по соотношению а = + агсщ сов

;„(L))j, э при угле формовки трубной заготовки свы25 ше 180 па соотношению а = — — агст9

2 2лх

При этом уголP наклона верхних половин сборных вертикальных валков к вертикали определяют по соотношению

= arctg — (sin г В г, 7гх 2х — — (1 — ссс()))), Для этого очага формовки угол наклона нижних половин сборных вертикальных

Р4 =0

Па приведенным законам настройка валковага инструмента формовочного стана осуществляется быстро и надежно. Для этого по соотношениям вычисляют углы наклона каждой половины сборных валков для каждой клетки, а затем валки разворачивают до достижения ими вычисленных значений.

Настройка валкавого формовочного стана па предлагаемому способу позволяет вас п роиз вести естествен ны и конический

50 очаг сворачивания, в котором образующая инструмента, контактирующего па ходу формовки с трубной заготовкой, копирует конический очаг сворачивания трубной заготовки, Это приводит к значительному

55 уменьшению "валковага эффекта" и, следовательно, уменьшает пики рэстягивающих напряжений нэ кромках формуемай трубной заготовки при входе в вэлковый калибр.

Кроме того, настройка валковога формовочного стана предлагаемым способом

1593720

Ь1 З1

dx

sin + — X

45

55

«L

2 лх2

tg y

»dS

Ьх позволяет увеличить протяженность зоны контактной деформации в каждом локальном валковом колибре,что в свою очередь, приводит к уменьшению зоны внеконтакной деформации, деформации перед входом в локальный валковый калибр и к уменьшению эоны раскрытия (распружинивания) трубной заготовки после выхода из него. Уменьшение эоны внеконтактной деформации трубной заготовки уменьшает растягивающие напряжения на ее кромках.

Уменьшение зоны раскрытия трубной заготовки приводит к уменьшению нагрузки кромок (снятию растягивающих напряжений на них) и к уменьшению угла естественной расформовки трубной заготовки в этой зоне, Таким образом, предлагаемый способ настройки валкового формовочного стана позволяет исключить возможность образования гафр (волн на кромках) трубной заготовки путем уменьшения ратягивающих напряжений на кромках трубной заготовки в зоне внеконтактной деформации и в зоне контактной деформации каждого валкового калибра совместно с уменьшением разгрузки кромок в зоне раскрытия трубной заготовкии; умен ьц} ить длину формовочного стана без ущерба качеству формовки путем полного устранения условий возникновения гофр трубной заготовки и потребление энергии трубоэлектросварочным материалом на формовку уменьшением угла естественной расформовки трубной заготовки в зоне раскрытия, так как последующему по ходу формовки валковому калибру требуется совершить меньшую работу гиба и т. д,.

Математические законы изменения углов наклона каждой половины сборных вал- ков для однорадиусного прямолинейного очага формовки получены аналитически.

Центральное по ширине полосы волокно в этом очаге — горизонтальная прямая линия, поэтому в любом сечении нижняя касательная к проекции монотонного очага формовки на вертикальную плоскость, проходящую через ось формовки, — горизонтальная прямая линия. Следовательно, нижние половины сборных вертикальных валков устанавливают вертикально (фиг. 4 и 5), Для данного очага угол р формовки изменяется монотонно по длине L очага формовки отОдо 2л, т.е.

2лх

Тогда радиус R кривизны формовки распределяется по очагу формовки следующим образом:

В» BL

Я= — =—

У 2ах

Таким образом, половина ширины поперечного сечения.S формуемой трубной заготовки по длине очага формовки, при угле формовки трубной заготовки от 0 до 180 имеет вид

2 2лх 1 а при угле формовки трубной заготовки свыше 180

Высота поперечного сечения Н формуемой трубной заготовки по длине очага формовки равна

Н =R (1 — сов =

2/

В., (3)

1. - соз

Формулы (1) и (2) определяют аналогическое выражение горизонтальной проекции очага формовки относительно оси формовки.

Так как у данного очага формовки центральная по ширине полосы волокногоризонтальная прямая линия, то формула (3) определяет аналитическое выражение проекции кромок трубной заготовки в очаге формовки на вертикальную плоскость, проходящую через ось формовки; относительно центрального по ширине полосы волокна.

Взяв производную по х от выражений (1), (3) получают аналитические зависимости, определяющие тангенсы углов наклона касательных к оси ординат по длине. очага формовки тцу=О в!п(ввх/б}} BL /.хх;

Ьх

BL iLxtx i, dKx/и BL

cos (2лх (- ) dx 2лх2

/лх В1 лх л, Хз!и () + — cos (1 ) 2лх

1593720 щ С Н

j ггх/L I/}

С1В1./2ssx} ((ггх) ) „BL

«Д(1-ссс(« . } EtL

dx

2лх

X 1 — cos + — sin — — Х

В1 /,2Гх И 8

+, slfl — ) — = — X

2_#_х () 2х

«(sis („" ) — — (1- ссс (- ") ) ) .

+сгсгС (— (сох(-Г-) — —" sis (-с ) ) )35 (4) < = — +f = — — агс1а 2 . (5)

/с Л BL

2 2 2лу2 40

Поскольку оси верхних половин сборных вертикальных валков перпендикулярны касательным к проекции кромок трубной заготовки в очаге формовки на вертикальную плоскость, проходящую через ась формовки 45 в данном деформирующем сечении, то углы наклона этих осей к вертикали апределя}от- ся соотношением

50 (6) P =O= аrсtg à —,— /sin — — — — (1 — - (- — )1)j

Пример 1. Формовочный стан АДСТ

5 — 25 — 1 для производства труб из цветных металлов и сплавов методом аргонодуговой сварки имеют задающую клеть, три открытые горизонтальные формовочные клети, вертикальную формовочную клеть, две за25

Так как оси каждой половины сборных горизонтальных валков перпендикулярны касательным к горизонтальной проекции очага формовки в данном деформирующем сечении, То углы а наклона этих осей K ocu формовки определяются следующим образом.

X K

Q= — +g= — +

2 2 крытые формовочные клети и вертикальный валковый опорно — сварочный узел, Для этого стана длина очага формовки .=800мм, Для производства трубы диаметром 25 мм со стенкой 1,5 мм из меди М1 используют ленту шириной В=78,5 мм, За начало очага формовки принимают сечение задающей клетки, а расстояние х от начала очага формовки до деформирующих сечений формовочных калибров берут иэ технической характеристики стана, Для однорадиусного прямолинейного очага формовки углы а наклона каждой половины сборных горизонтальных валков к оси формовки дня открытых клетей определяют по формуле (4), для закрытых клетей по формуле (5) Углы Р наклона верхних половин сборных вертикальных валксв к вертикали определяют по формуле(6) для данного очага формовки, Результаты рагчета сведены в таблицу 1, по данным которой осуществляют настройку валкавого инструмента формовочного стана, Пример 2, Формовочный стан ТЭСА

10 — 60 для производства труб методам аргонодуговой сварки имеет задающую клеть, четыре открытые горизонтальные формовочные клети, две закрытые формовочные клети и шесть вертикальных формовочных клетей, расположенных между горизонтальными клетями. Для этого =тана длина очага формовки 1=-3180 мм.

Для производства трубы диаметром 40 мм со стенкой 2 мм из стали 12Х18Н10Т испольэу}от ленту шириной Б=-125,5 мм, За начало очага формовки принимают сечение задающей клети, а расстояние х от начала очага формовки до деформирующих сечений формовочных калибров берут иэ технической характеристики стана.

Для однорадиуснога прямолинейного очага формовки углы наклона каждой половины сборных горизо ITBJ.ibHblx валков к оси формовки для открытых клетей определяют по формуле (4), для закрытых клетей — по формуле (5). Углы Р наклона верхних половин сборных вертикальных валков к вертикали определяют па формуле (6) для данного очага формовки, Результаты расчета сведены в табл, 2, по данным которой осуществляютнастройку валкавага инструмента формовочного стана.

Применение предлагаемого способа настройки валковога формовочного стана позволяет повысить качество труб, за счет исключения возможности образование дефектов формовки, уменьшить длину формовочного стана и улучшить энергосиловые ха ра кте ри сти ки ТЭ СА.

1593720

Таблица 1

Ф град

Деформирующее сечение

Формовочная клеть а, град х, мм

600

88,87

87.83

86,99

87,71

88,41

2

4

2,04

Формула изоб ретения

1. Способ настройки валкового формовочного стана, включающий установку сборных горизонтальных и вертикальных валков по длине очага формовки, поворот каждой 5 половины сборных горизонтальных валков под острым углом к оси формовки и заводку полосы, отличающийся тем, что, с целью повышения качества, предварительна определяют горизонтальную и вертикальную 10 проекции очага формовки с монотонным изМенением геометрии поперечных сечений трубной заготовки, разбивают их на ряд параллельных сечений, расположенных перпендикулярно оси формовки, в каждом 15 сечении горизонтальной проекции onределяют угол а наклона к оси формовки перпендикуляра к касательной в этом сечении, и роведен ной к горизонтальной проекции очага формовки, а в вертикальной проекции on- 20 рецеляют углы P и P" наклона к вертикали перпендикуляров соответственно к верхней и нижней касательным к проекции монотонного очага формовки, а поворот каждой половины горизонтальных валков осуществляют на угол, равный углу а при этом вертикальные валы также поворачивают, устанавливая оси верхних половин под углом Р ", а нижних — под углом ф ".

1-я открытая горизонтальная

2-я открытая горизонтальная

3-я открытая горизонтальная, Вертикальная

1-я закрытая горизонтальная

2-я эак ытая го изонтальная

2. Способ по и. 1, отличающийся тем, что, с целью настройки валкового инструмента для однорадиусного прямолинейного очага формовки с одним местом изгиба, угол а наклона осей сборных горизонтальных валков к оси формовки при угле формовки трубной заготовки от 0 до 180 определяют по соотношению а = — + arctg cos.— — „в п(„))) а при угле формовки трубной заготовки свыше 180 по соотношению а = — — arctg — Л BL

2 ух2 при этом угол P наклона осей верхних половин вертикальных валков к вертикали определяют по соотношению

P = агсщ — (в!п гВ лх — — (1 — cos (- -) ) ) ), где  — ширина ленты; х — расстояние от начала очага формовки до исследуемого сечения;

L — длина очага формовки, а оси нижних половин вертикальных валков располагают вертикально.

Таблица 2 форщ)ву ная g ертикальная ткрытая горизонталь ертикальная ткрытая горизонталь ертикальная ткрытая Горизонталь ертикальная крытая вертикальна ертикальная акрытая горизонталь ертикальная коытая гоориэонталь

1593720

Составитель В.Шаброва

Техред М.Моргентал Корректор Т.Палий

Редактор А.Козориз

Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2789 Ти раж 488 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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