Способ холодной пилигримовой прокатки труб

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для холодной пилигримовой прокатки труб, преимущественно особотонкостенных. Цель изобретения - повышение производительности путем сокращения цикличности производства труб. Деформацию трубы осуществляют по крайней мере двумя рядами роликов на общей неподвижной оправке с увеличивающимся по ходу прокатки диаметром путем раздачи с калиброванием по толщине стенки. Перед раздачей с калиброванием по толщине стенки первым рядом роликов осуществляют раздачу с калиброванием наружного диаметра трубы. Обе операции чередуют между собой по крайней мере четыре раза. При деформации в каждом последующем ряду роликов чередование этих операций увеличивают в 1 - 3 раза. 3 ил., 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)5 В 21 В 21/00

pl

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 44 74613/31-02 (22) 16 ° 08 ° 88, 46) 15.12.90. Бкл, Р 46 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт трубной промьппленности и

Днепропетровский металлургический институт (72) М,В,Попов, A,И .Фельдман, Э.В.Боев, Н.Н ° Король, А.Б.Дубоссарский

А.Б.Ламин и П,И.Кружнов (53) 621,774.36 (088.8) (56) Авторское. свидетельство СССР

11 328956, кл. В 21 В 21/00, 1972.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1360831, кл . В 21 В 21/00, 1987, (54) СПОСОБ ХОЛОДНОЙ ПИХП4ГРИИОВОЙ

ПРОКАТКИ ТРУБ (57) Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для холодной пилигримовой прокатки труб преимущественно особотонкостенных.

Цель изобретения — повышение производительности путем сокращения цикличности производства труб.

На фиг.1 дана кинематическая схема устройства для осуществления способа; на фиг.2 — участок очага деформации, образованный первым рядом роликов на оправке, продольный разрез, на фиг.3— .то же, вторым рядом роликов.

Способ реализуется устройством, содержащим клеть 1 с размещенными в

„„SU 1613209 А 1

2 использовано для холодной пилигримовой прокатки труб, преимущественно особотонкостенных, Цель изобретения повышение производительности путем сокращения цикличности производства труб. Деформацию трубы осуществляют но крайней мере двумя рядами роликов

У на общей неподвижной оправке с увеличивающимся по ходу прокатки диаметром путем раздачи с калиброванием по толщине стенки. Перед раздачей с калиброванием по толщине стенки первым рядом роликов осуществляют раздачу с кглиброванием наружного диаметра трубы, Обе операции чередуют между собой по крайней мере четыре раза. ф

При деформации в каждом последующем ряду роликов чередование этих операций увеличивают в 1-3 раза. 3 ил., 2 табл..ней двумя рядами опорными планками 2 © и 3, контактирующими соответственно с первым и вторым рядами роликов 4 и 5, электродвигатель 6 плавного привода клети, который кинематически .связан с подающе-поворотным механизмом 7. Последний с одной стороны через шестерни S, валы 9, систему шестерен 10 соединен со стержнем

11 оправки 12 увеличивающегося по ходу прокатки диаметра, а с другой . а стороны связан через шкив 13, плоский ремень 14, гайку 15, винт 16 с патроном 17 зажима заготовки 18. Подающе-поворотный механизм 7 связан также через шкив с электродвигате1613209 лем 19 возврата винта. В состав указанного устройства входит также электродвигатель 20, связанный через шкив 21, плоский ремень 22, гайку 23, 5 винт 24 с передним патроном 25 .=.ажима готовой трубы 26 °

Оправка соцержит у -астки 27-45, которым соответствуют участки 27а-45а на планке, суммарная длина хода обоих, рядов роликов A u В, соответственна

; длина хода первого и второго рядов роликов.

Протяженность длины очага деформации, образованного «аждым яз рядов ! роликов, зависят от расстояния между рядами роликов, параметров рычажнокулисного привода сепаратора и радиуса цапфы роликов.

Длина участков на оправке и опорных планках также определяется параметрами рычажно-кулисного привода сепаратора и радиуса папфы роликов, Способ прокатки осуществляют сле- 25 дующим образом.

Клеть 1 с двумя рядами роликов и 5 устанавливают в крайнее заднее положение, соответствующее зеву пода-:.чи и гьоворота заготовки 18, последIIIIoIo одевают вручную на стержень 11 ! таким образом, чтобы ее передний ко 1нец находился на уров;Ie переднегс конца стержня 1 1, B который ввянчивают оправку 12 с увеличивающимся по ходу прокатки циаметром и закрепляют задIиий конец заготовки 18 в патроне 17 зажима. Включают электродвига-,åëü 6 главного привода клети 1, который сообщает возвратно- поступательное перемещение клети 1 с двумя рядами опорных планок 2 и 3 я двумя рядами роликов 4 и 5. Также од: —.овременно эт электродвигателя б сооби ают вращение подаюше-повара..ному механизму 7, который преобразует в прерывистое движения шкива 13 и шестерни 8. Прерывистое движение шкива 13 передается через плоский ремень 14 гайке 15. Последняя, вращаясь, с ообщает поступа50 тельное перемещение винту 6 и патро- " ну 17 зажима заготовки 18, т, е ° осуществляют подачу заго:явки, когда клеть 1 находится в крайнем заднем положении. Одновременно с э им от

55 шестерни 8 через BBIIII 9, систему шестерен 10 стерж1--ю 11 и оправке 12 сообщают прерывистое движение, т,е„ производят pI гoBopnI Часть заготовки 18, определяемая величиной подачи, подвергают деформации двумя рядами poJIHKDB 4 и 5, которые своим.-. цапфами перемещаются по профильным поверхностям опорных планок 2 я 3, В результате этого осуществляют дефармацяю путем раздачи с калиброванием наружного диаметра на участках рабочего конуса 27, 29, 31, 33 первым рядом роликов 4 и на участках рабочего конус: — 35, 37„39, 41, 43 вторьгм рядом роп, KOB 5 я -лередуют с деформаци ...й раздачи ". калиброванием толщины стенкл на участ«ах рабочего конуса 28 . 30, 32, 34 первым рядом роликов и на участках рабочего конуса 38., -;.0Ä -,2, 44 . торым рядом роликов.

Деформац1«а завершают вторым рядом роликов кагляброванием чо диаметру .я толщине стенки на > -"астке рабочего конуса 45. Указанные операция чередуют между собой по крайней мере

4 раза, а пря цеформация в каждом последующем ряду роликов, например во втором ряду роликов 5, чередование этих операций увеличивают в 1-3 раза,, (ажцую последующую часть заготог ". я ее задний коне„ деформлруют аналогично. Задний конец заготовки 18 oсвобождают из патрона 17 зажима„ предварительно выключив электродвигатель 6. Затем передний конец готовой трубы 26 закрепляют в патроне 25 зажима ., включают электродвигатели 20 и б. Злектродвигатель 20 сообщает пост пательное перемещение патрону 35 черн". шкив 21, плоский ремень 2?., гайку 23 и винт 24, осуществляя подачу заднего конца заготовки, Поворот ему сообщают от лодающеповоро:".нога механизма 7 пря отключенной подаче заI:,него конца через шестерня 8, E BJIBI 9, систему шее.терни 10, стержень 11 и апра IKó 12.

После окончания грокаткя заднего конца отключают электродвигате ".л 20 и б, отсоед1лняют передний патрон 25 зажима от готовсй трубы 26 я сбрасывают ее в IIpB емный карман, Ilooле этого включают электродвяга ."е-.ü 19, который через шкив 13, плоский ремень 14, сообщает враще -яе гайке 15, которая, в свою очередь, сообщает тоступательное переме;пени: — вянту 16 и патрону- 17 зажима заготовки 18, возвращая ях B исходное состояние, 1613209

Затем включают электродвигатель 20, который через шкив 21, плоский ремень 22, сообщает вращение гайке 23, сообщающей поступательное перемещение винту 24 и патрону 25 зажима заготовки 18, возвращая их в исходное состояние. При прокатке каждой последующей заготовки все операции осуществляются в аналогичной последовательности.

Таким образом, при использовании способа процесс деформации раздачи заготовки с капиброванием по наружному диаметру протекает при преимущественном воздействии всесторонних сжимающих напряжений (так как идет раздача изнутри диаметра заготовки), а процесс деформации раздачи заготовки с калчброванием по толщине стенки протекает при превалирующем воздействии растягивающих напряжений (так как идет раздача внутреннего и наружного диаметра одновременно Б без изменения толщины стенки), Благодаря введению операции раздачи с калиброванием по наружному диаметру и строго регламентированному чередованию этой операции с раздачей с калиброванием по толщине стенки, характеризующиеся различными схемами напряженного состояния, происходит разупрочнение металла, причем этот эффект проявляется при деформации заготовки первым рядом роликов с числом чередования указанных операций, не менее 4 раз, При дальнейшей деформации заготовки вторым рядом роликов эффект разупрочнения в каждом из последующих рядов ро ликов будет наблюдаться уже при 5-7 чередованиях этих операций, Предлагаемые пределы определены экспериментальным путем.

Если число чередования операций .раздачи с калиброванием наружного диаметра и раздачи с калиброванием по толщине стенки будет меньше 4 раз, то в этом случае не будет происходить полного разупрочнения металла, поз воляющего осуществить дальнейшую деформацию (без разрушения металла}, Любое число чередования указанных операций боль1пе 4 раз дает эффект разупрочнения и число это практически определяется механическими .свойствами металла. Однако, как показывает . практика, больше 7-8 раз чередования этих операций осуществлять нецелесообразно, Нижний предел увеличения

55 числа чередования выше указанных опе» раций в каждом последующем ряду роликов выбран исходя из полученного эффекта разупрочнения. Если же число этих чередований будет больше 3 раз, то эффект разупрочнения исчезнет, Выбор числа чередования также зависит от механических свойств прокатанного предыдущим рядом ролика металла, Указанное раэупрочнение металла при деформации заготовки вторым рядом.роликов позволяет увеличить обжатие во втором ряду роликов, обеспечивая тем самым повышение степени деформации металла за проход, а. следовательно, сокращение цикличности производства труб, Предлагаемый и известный способы были опробованы при прокатке нержавеющих особотонкостенных труб на конусной оправке с увеличивающимся по ходу прокатки диаметром на стане

ХПТР 30 — 60 с двумя рядами роликов по маршрутам 49 х 2,1 — 49,5 0,3 мм, 49 х 2,1 — 49,3 х 1,0 мм. Перед прокаткой в обоих случаях заготовку подвергали термообработке на электроконтактных установках по режиму: температура нагрева 1050- 1100 С беэ выдержки, охлаждение на воздухе,после чего производили травление, включающее следующие операции: обработка в щелочном расплаве: едкий натр 70, натриевая селитра 25, соль поваренная 5% при t = 400 †5 С и времени обработки 30-60 мин, эакалочная ванна; сернокислый раствор: серная кислота 22-15, остальное вода при

t = 50-60 С и время обработки 10

20 мин, промывка водой иэ брандсбойта; осветление в азотнокислом растворе состава: азотная кислота 20,7Х> остальное вода при t = 45-50 С и времени обработки 3-5 мин; промывка водой из брандсбойта; сушка горячим воздухом.

Просушенные заготовки прокатали с величиной подачи 1,7 мм,.Смазкой служил велосит °

Результаты испытаний обоих способов представлены в табл. 1, Пример расчета технологического инструмента для реализации способа холодной пилигримовой прокатки по маршруту )49,0 х 2,1 ф 52м 0,4.

С использованием предлагаемого способа прокатки производили расчет, для чего задаются диаметром заготовки

1613209

Общая величина раздачи заготовки за счет обжатия по толщи:не стенки равна

Drr DH — 1 7 мм,.

С учетом бь = 17 мм диаметр готовой тоубы равен Л,.=Р„.-2(t;,-ht) г>

52,40 мм. Отсюда, П. =- 52„40 мм, 0,4 мм, Общая величина раздя. >и заготовки за счет увеличения наружного и внутреннего диаметров заготовки равна

Вк-DH

5D = —--2

3,4 мм.

Так как длина очагов деформации обоих рядов роликов одинаковая, тс абсопютные величины обжятия по тол— щине стенки и ря готовки также оди здачи диаметров =-,аняковь; и соответст- 55 венно равны:

ДГ1 .= ht = 0,85 мм, ЬЛ =Ю =

1,7 мм.

D = 49,0 мм, толщиной стенки

2, 1 мм, допустимой конусностью оправки 2 tg К:= 0,013 „

Для D = 49 мм определяют длину, 5 очага деформации первым рядом роли- ков А =: 254 мм, длину очага деформации вторым рядом роликов Б:= 254 мм плюс длина, составляющая участок калибрования по диаметру и толщине 1О стенки 20 мм.

Диаметр оправки вначале равен D r< =3

= D — 2 tgrrr,=. 44,8 мм, диаметр оправки в конце равен D > -- D < +

+ 2 tgcr . (A+8) = 51,6 мм, Задаемся числом чередований операций раздачи с калиброванием по толщине стенки для длины очага деформации первого ряда роликов, равным 4 (в соответствии с предлагаемым способом), и чнс- 20 лом чередований зтих же операидй для длины очага деформации второго ряда роликов, равным 5 (тоже в соответствии с предлагаемым способом) . В соответствии с заданным числом чередований операций разбиваем цлину очага деформации первого ряда роликов на

8 частей, а длину очага деформации второго ряда роликов разбиваем на 10 частей, Теперь, зная общее число че- ЗО редований указанных опер аций, находим число каждой из операций, которое равно .9, В табл, 2 приведены размеры оправки, виды деформаций, абсслютные деформация ня участках оправки и

-rисло чередований указанных операций, Кяк видно из табл,.2, общяя величина рязцячи заготовки, включая и обжатие по толщине стенки, составила 15,2X.

Кяк видно из табл, 1 пред..:агяемый способ (7, Я, 9) повыьтает степень деформации за один проход до 86 „5X и при предлагаемых пределах увеличения числя чередования операций кяк пе1>вь>м, так и -.Toðûì рядом роликсз обеспечивает получение особотонкостенных "руб — растрсскивяние концов труб не няблюда.>TcF.„ Cnocoo с пределами rrсла чередования операций, вытельность, Формyra изобре"..ения

Способ холодной пилигримовой прокатки труб, вкгючаюший деформацию трубы по крайней ";ер =,двумя рядами роликов на общей неподвижной оправке с увеличивающимся по ходу прокатки диаь етром путем раздачи с кялиброванием по толщин стенки, о т и и ч а ю а и и с я тем, что,, с целью повышения производительности пут:и сокращения цикличности npor çâoäñòâa труб, перед раздачей с кялиброванием по толщине стечки первым рядом роликов осуществляют раздачу с кялибро.вянием наружного диаметра тр> бы, причем обе операции черецуютг между ñoходящих зя предлагая.":. е пределы (9№ 2, 3,, 4, 5., 6) не позво.лил получить трубы из-зя pacòðåñêивяния переднего конца трубы при деформации и:. рным рядом роликов и растрескива 1мя конца трубы при окончании деформяц.H BTopbM рядом роликов„Изготовить трубы с толщиной стенки 0,3 мм известным способом (№ 10) не удалось из-зя растрескивания концов труб, а при изготовлении -труб с толщиной стенки

1,0 мм (N 11) величина степени деформации сcс I aâèëà только 503.

Таким обра ом,, предлагаемый способ по сравнению с известным (прототипом) обес",ечивает повыщение величины степени деформации за один проход в 1, 7 раза (86 Ä5X против 507), .ч-. о в свою очерпдь снижает цикличность проце" са изготовления особотонкостенных труб и увеличивает производи9

161 3209

10 бой по крайней мере 4 раэа, а при деформации в каждом последующем ряду

I ! роликов чередование этих операций увеличивают в 1-3 раэа.

Таблица 1 увеличение числа- чередований операций вторым рядом роликов

Вьйь и/п

Маршруты прокатки, мм

Число чередований операций при деформации пер" вькч рядом роликов

Реэультаты испытаний

Величина рым рядом роликов

Запредельные эиачеиия

1 4

2 5

3 . 6

4 7

3 8

49 к 2,1 - 49,5у 0,3! ь

Il

«

II

Растрескнваяие конца трубы в конце деформации вторьвь рядом роликов

Предлагаемый способ

1 5

Растрескивание концов труб отсутствует

7 .49 "2 ° 1 49ь5" 0 ° 3

86, 5Х

I °

6

Иэвестный способ

Растрескиванив концов труб

Растрескнвакие концов труб отсутствует

10 49,2ь 2,1 - 49,5я 0,3

11 . 49,2 к 2,1 - 49,3 к 1,0

50Х

Таблнца2 ь

Участки оправки, В и их длины, ым

3! 32 33 34 3$ 36

31,75 31,75 31,75 31,75 25,4 25,4 28

27

31,75

31I75

31,7$

32 l 75

D 50, 68 0„51,02 ь

t «1,09 t «1,09

Ь! «Ь Э«49 ь0 Ьа«Ь 9 ° 42 01 «49 ь42 04«49 ° 84 Ьу«49 ь 84 Ьа«50 ° 26 Ьт 50ь 26 ЬЬ 50 ° 68

С «1,890 С ° 1,890 та«1ь66 eа«1,68 ку«1,47 kа«!Ь47 Са«!ь26 Са«1ь26

8нды опера- По яарукция (рвэда- ному дяакв с ьалнб- метру

Роввннем) По дяа« По стен- По дна- По стен- По дна- По стен- По дяа- По стеянатрУ аа метру кв метру ке метру ке

По толин не стевин

° вьсло чередований операция

2$ 2$ 25 25 25

25 25 20 20

0,21

Абсолютное обаатне по толнине стенки, ьвь

0,17

0,21

Ььй!

0,21

Абсолютное увеличение диаметра, NH

0,34

0,42

0 42

0,42

0,42

2

4

Диаметры н толвины стенок рабочего конуса по участквк оправки, Ьк/с к, мн

Абсолютквн степень .деформации по участ" кем оправки, Х

3

3

Число чередований операций при деформации втостепени деформации металла эа проход, Х

Растресхиваиие переднего конца трубы, имевшее место в конце деформации рабочего конуса первьач рядом роликов

1613209

43

31 38 39

25>4 25„4 25,4

25,4 20

25 >4

25,4

25,4

25,4

D g «51,40

t,1 "О > 92

0>ч «52,4 с>о «О ° 4

С70> 75 t80,58 Сб«0 58 Су«0>4 t «0,4 ст 0> 1-

По стеня>з

DIo диаметру

По диаметру

>Эисло чередоиаиид операциЯ

20 20 20 20 20 20

0 ° 17

0,17

0,17

Абсолютное увеличение диаметра, мм

0,34

0,34

0>за

0,34

П р н и е ч а н ц е. Длина очата деб>орнацмн псфвото раца роликов А «254 мн, oro7>oro ряде роликов 8 «274 мм. участки оправки, р и на длн-. нм> мм

Дпаметрн н Р 1 «51,02 толар> им стенок ра- с «0,92 бочаге конуса по участаан оправкн, Р„/с к, >>N

8>сдм операцид (раздача с калиброааннем) Абсолютная степень деформации по участкам оправки, I

Абсолютное обиатие по толщине стенки, >о>

Продолжение табл.2

017 51,40 0,4«51,14 0 51,74 01452,>78 017 «52,08 Р, 52 4

По стен- По диа- По стаи- По диа- По стен- Калиброваиие ке метру ке метру ке по диаметру и стенке

1613209

Составитель В.Шаймардансв .Редактор В.Ковтун Техред Л.Сердюкова Корректор Т. Капб

Заказ 3853 Тираж 408 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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