Технологический инструмент двухвалкового редукционного стана
Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано на двухвалковых редукционных станах. Цель изобретения - увеличение срока службы инструмента. Технологический инструмент двухвалкового редукционного стана содержит многозонные черновые, овальные предчистовые и круглые чистовые калибры, плоскости разъема которых повернуты одна относительно другой на угол 90°. В черновых калибрах каждый ручей выполнен тремя дугами - центральной и двумя одинаковыми выпускными дугами с радиусом больше радиуса центральной дуги и центрами всех дуг, расположенными на оси симметрии ручья. Угловая протяженность центральной дуги ручья в каждом следующем черновом калибре на 4-6° больше, чем в предыдущем калибре. 1 ил., 2 табл.
СО«ОЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
«5««5 В 21 В 17/1«4
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРБ«ТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
rt = —, Rl = 1 Б62+,r
Н«
2 (21) 4480876/27-02 (22) 12.09.88 (46) 23.12.90. Бюл, N 47 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт трубной промышленности (72) А,И.Довгаль, ".È, Èa÷åíêîâ, И.З.Шифрин, B.К,Кисиль, В.Я.Кармазин и В.M.MåäâåäåB (53) 62 1.771.074(088,8) (56) Данилов Ф.А и др, Горячая прокатка труб,—
M.: «Леталлургиздат, 1962, с. 242-243, 466.
Авторское свидетельство СССР
М 1079321, кл. В 21 В 17/14, 1982, (54) ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТРУУ.ЕНТ
ДВУХВАЛ КО В О ГО P ЕДУКЦИОН НОГО СТАНА (57) Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использоваИзобретение относится к обработке металловдавлением и может быть использовано на двухвалковых редукционных станах.
Целью изобретения является увеличение срока службы инструмента.
На чертеже изображен предлагаемый инструмент.
Технологический инструмент включает семнадцать черновых многозонных калибров 1, один овальный предчистовой 2 и два круглых.чистовых 3. Плоскости разъема всех калибров повернуты одна относительно другой на угол 90, Каждый ручей черновых калибров выполнен тремя дугами — центральной с радиусом г«и протяженностью, определяемой углом d«, и двумя одинаковыми выпускными с радиусом R«, который больше радиуса центральной дуги. Центры центральной и выпу„„5U„, 16 14875 Ar«
Но на двухвалковых редукционных станах.
Цель изобретения — увеличение срока службы инструмента. Технологический инструмент д ухвалкового редукционного стана содержит многозонные чепновые, овальные предчистовые и круглые чистовые калибры, п. оскости разъема которых повернуть«одна относительно другой на угол 90 . В черновых калибрах каждый оучей выполнен -,ремя дугами — центральной и двумя одинаковыми выпускными дугами с радиусоМ больше рад уса центральной дуги и центрами всех дуг, расположенными «а оси симметрии ручья. Угловая протяженность центральной дуги ручья в каждом следующем черновом калибре на 4-6 больше, чем в предыдущем калибре. 1 ип„3 табл. скных дуг расположены на оси симметрии ручья. В данном примере центр центральной дуги расположен в центре калибра, а выпускных — смещен относительно центра на величину е, (зксцентриситет). Возможно смещение центра центральной дуги относительно центоа калибра в сторону смещения центра выпускных дуг, ни В0 всех случа:x радиус выпускных дуг должен быть больше радиуса централь«чой дуги.
Основные размеры черновых калибров — высота H«и ширина Bj выбира«отся из общепринятых в теории и практике редуцирования труб положений для овальных калибров. Радиусы г;, R; и зксцентриситет е«
orðåäåës««oTñÿ из соотношений
1614875
20
40
В, — Н, е =
0!
4 Hrcos— 2
Центральная и выпускные дуги пересе каются в точках, расположенных под углом cli — к оси симметрии ручья, образуя выступы на его поверхности, Угловая протяженность центральной дуги (б ) в среднем калибре (8-й калибр, ! табл,1) составляет 104 . Угловая протяжен ность центральной дуги у всех калибров, . расположенных перед средним калибром, меньше на 6 по мере уменьшения порядкового номера калибра, а у калибров, расположенных за средним калибром, увеличивается на 6 по мере роста порядкового номера калибра. Положение среднего калибра определяется по величине дефор, мации труб по наружному диаметру, в нем . заканчивается первая половина общей де, :формации, При определении среднего калибра по, ступают следующим образом.
Определяют половину деформации труб по наружному диаметру
1 00 О к 100og
2 Dî где 0 — наружный диаметр трубы до редуцирования, мм;
Dy. — средний диаметр последнего (чистового) калибра, мм.
Определяют диаметр трубы Оп, при ко тором обеспечивается первая половина де, формации
О. = О,) (1 —,,00 ).
В данном случае
1 130 — 64 100 = 25 4
2 130 и
О.= »0(1 — 10 0) =967
Сравнивая диаметр Оп со средними диаметрами калибров (табл.1), определяют что первая половина деформации должна заканчиваться в 8-м калибре, который и является средним. Угловая протяженность центральной дуги в среднем калибре выбрана равной 104, так как при этом обеспечивается минимальная внутренняя граненность труб, Минимальная и максимальная разница в угловой протяженности центральных дуг смежных черновых калибров определена на основании экспериментальных данных.
Предчистовые и чистовые калибры в предлагаемом технологическом инструменте Соответствуют калибрам, применяемым на практике в обычных калибровках валков с овальными черновыми калибрами, Прокатка труб с использованием предлагаемого технологического инструмента осуществляется следующим образом.
3а счет вращения валков каждое сечение трубы последовательно деформируется во всех калибрах. При деформации трубы в первом калибре (как в обычном разъемном калибре) утолщение стенки по периметру неравномерно, Труба утолщается больше в местах, примыкающих к разъему калибра, и меньше в местах, примыкающих к вершинам во втором калибре, повернутом относительно первого на 90, максимальное утолщение стенки располагается в месте минимального, а минимальное — в месте максимального изменения стенки, достигнутых в первом калибре.
Наличие выпуклых участков калибров в местах пересечения центральной и выпускных дуг препятствует тангенциальному истечению металла. Из-за этого характер изменения стенки трубы между вершиной и выпуском калибра может быть различным в зависимости от протяженности центральной дуги. После прокатки труб в системе повернутых один относительно другого на угол 90 калибров с протяженностью центральной дуги меньше 104 толщина стенки оказывается неравномерной с четырьмя максимумами и четырьмя минимумами, ориентированными под углом 45 к направлениям разъемов или вершин калибров, Если протяженность центральной дуги больше
104, четыре максимума и минимума стенки ориентированы в направлении разъемов и вершин калибров, поэтому при редуцировании труб в черновых калибрах, осуществляющих первую половину деформации и имеющих протяженность центральной дуги меньше 104, толщина стенки оказывается неравномерной с четырьмя максимумами и минимумами, ориентированными под углом
45 к направлениям разъемов (или вершин) калибров.
За вторую половину деформации в калибрах с протяженностью центральной дуги больше 104 на месте минимумов стенки накладываются максимумы, а на месте максимумов — минимумы изменения стенки, В результате конечная толщина стенки оказывается относительно равномерной.
После прокатки в(1-2) овальных предчистовых и (1-2) круглых чистовых калибрах труба приобретает круглый наружный профиль.
Минимальную и максимальную разницу в протяженности центральных дуг ручьев смежных калибров, а также стойкость ка1614875 либров валков определяют при редуцировании без натяжения -труб размерами
63,5Х (8 - 13) мм из труб размерами 130Х
Х(5,7 - 9,5) мм на двадцатиклетевом двухвалковом редукционном стане трубопрокатного агрегата 140.
Для редуцирования труб используют технологический инструмент, включающий
17 черновых калибров, один овальный пред, чистовой и два круглых чистовых. Основные параметры калибров — средний диаметр, высота и ширина взяты такими же, как и на действующей в настоящее время на стане калибровке валков (табл.1).
Пять вариантов черновых калибров характеризуются различной угловой протяженностью центральной дуги каждого ручья (табл.2).
В вариантах 1-4 в срецнем черновом калибре угловая протяженность центральной дуги составляет 104О. В группе калибров, расположенных перед средним калибром, протяженность центральной дуги в каждом предыдущем калибре на 3,4,6 и
7О меньше, чем в последующем, а в группе калибров, расположенных за средним ка.либром, протяженность центральной д, ги в каждом последующем калибре на 3,4,6 и 7 больше, чем в каждом предыдущем калибре, В пятом варианте протяженнос ь центральной дуги одинакова Во всех черновых калибрах и равна 104, Все калибры изготовлены путем расточки валков в клетях на станках, предназначенных для изготовления овальных и круглых калибров, Черновые калибры расточены из двух конечных установок режущего инструмента. При первой установке режущую кромку резца устанавливают в центральной плоскости клетей, проходящей через оси валков и центр калибра, Диаметр траектории режущей кромки резца равен высоте калибра. Таким путем расточены центральные участки (дуги) ручьев. При второй установке режущая кромка резца смещена относительно центральной плоскости клети на величину Хь рассчитанную из выражения а= О (,)- ) -(—,—,) где Вид- идеальный диаметр валка, равный 330 мм для всех клетей;
Оф — диаметр траектории режугцей кромки резца; мм.
Диаметр траектории режущей кромки резца определен из выражения
Оф=к -е; — — + — +
Я вЂ” е ) ВГГ
Оид 4 ид
В7
И вЂ” ei) В
4(6 — ei ) - — — +—
Вид 40.д
При такой установке режущего инструмента выполнены выпускные участки.
Параметры Xi и Оф для в-рианта 3 (в качестве примера) приведены в табл.1.
В течение длительного времени изучали характер износа калибров, а также характер. изменения размеров и формы наружного контура готовых труб пом мере прокатки на каждом из указанных выше вариантов технологического инструмента, Кроме того, при редуцировании труб размерами 63,5Х
Х(12-13) мм для оценки внутренней граненности замеряют толщину стенки готовых труб непрерывно по всему периметру с пбмощью танзометрического устройства. Величину граненности (в ) определяют как усредненную разницу между четырьмя максимумами и четырьмя минимумами стенки, от есенную к средней в сечении толщине стенки трубы. установлено, что по мере редуцирования труб с использованием известнсго технологического и .eòðóëiåíòà (вариант 5) выступы на поверхности валков во всех черновых калибрах в местах пересечения цент30 ральной и выпускных дуг не исчезают, а проявляются в большей степени. В конечном итоге наблюдающиеся из-за этого впадины на трубах вдоль четырех образующих перестают раскатываться в предчистовом и чистовых калибрах и приводят к отклонению наружного диаметра в этих местах за пределы допускаемых о1клонений.
Стойкость калибров валков при этом оказывается относительно невысокой (среднее количество труб, прокатанных на одном комплекте калибров составляет около 950 т).
Характер износа черновых калибров технологического инструмента по остальным вариантам (1-4) практически такой же, как и у технологического инструмента по варианту
5, Но поскольку в черновых, калибрах этих вариантов инструмента выступы на поверхности валков в местах пересечения центральной и выпускных дуг рассредоточены по периметру калибров, то впадины на поверхности трубы, приводящие к отклонению наружного диаметра за пределы допусков, появляются после проката большего количества труб, чем в случае варианта 5, При этом, чем полнее рассредоточение указанных. выступов (т.е., чем больше разница в угловой протяженности центральных дуг смежных калибров) в пределах значений
hdi = 3-6, тем выше стойкость калибров валков.
1614875
Таблица 1
Ширина калибра
Hj, мм
Радиус центральной дуги гj, MM та .ра м
Средняя величина внутренней граненности труб, редуцированных на каждом из вариантов технологического инструмента, выказывается примерно одинаковой,,Усредненные данные по стойкости технологического инструмента и величине нутренней граненности представлены в ,абл.3. Эти данные свидетельствуют, что суественное повышение стойкости калибов достигается, когда разница в угловой ротяженности центральных дуг черновых алибров составляет 4-6О, При более высокой величине разницы увеличения стойкоти калибров валков не наблюдается.
Таким образом, предлагаемый технолоический инструмент позволяет увеличить рок службы калибров валков редуцион ного тана. Это объясняется тем, что рассредотоение выступов на поверхности валков в естах пересечения центральной и выпускых дуг по периметру калибров позволяет ущественно увеличить расстояние между
ыступами двух смежных калибров от начав к концу стана и не локализовать впадины а трубе в узкой области. При этом впадины т каждого предыдущего калибра раскатываются на протяженной гладкой части каж130,0
125,8
120,2
114,9
109,9
105,1
100,7
92
88
84
81
78
72
67
66
64 дога последующего калибра, а не только в предчистовом и чистовых калибрах. В результате на предлагаемом технологическом инструменте можно допустить большее увеличение выступов на поверхности валков при износе калибров, чем на известном, а следовательно, и прокатать большее количество труб.
Формула изобретения
Технологический инструмент двухвалкового редукционного стана, содержаций ряд повернутых относительно друг друга на угол 90 круглых чистовых, овальных предчистовых и многозонных черновых калибров, каждый ручей которых образован центральной дугой и двумя выпускными дугами с радиусом, большим радиуса центральной дуги, и с центрами всех дуг, расположенными на оси симметрии ручья, отличающийся тем, что, с целью увеличения срока службы инструмента, каждый следующий по ходу прокатки черновой калибр выполнен с угловой протяженностью центральной дуги на 4-6 больше, чем и редыдущий.
62,30
58,80
56,30
53,95
51,65
49,55
47,55
45,65
43,85
42,10
40,5
38,95
37,50
36,10
34,80
33,70
32,70
1614875
Продолжение табл. 1
Параметры второй расточки
Эксцентриситет Эь мм
Параметры первой расточки
Угол с, град
Калибр
Установка
Хь мм
Диаметр
0 I,MM
Установка
Х, мм
Диаметр
D i,ìì
1,22
0,00
0,00
Таблица
Угловая протяженность (ai, град) и разница в угловой протяженности (Ла, град) центральных дуг смежных черновых калибров различных вариантов технологического инст мента
Калибры
Ва иант3
Ва иант4
Вариант 5
Ва иант2
Ва иант1
2
4
6
8
11
12
13
14
16
17
18
19
1
2.
4
6
8
11
12
13
14
16
17
18
19
83
86
89
92
98 .
101
104
107
113
116
119
122
128
131
3
3
3
3
3
3
3
76
84
88
92
96
100 l04
108
112
116
124
128
132
136
140
62
68
74
86
92
98
104
116
122
128
134
146
152
158
4
4
4
4
4
4
4
124,6
1 17,6
112,6
107,9
103,3
99,1
95,1
91,3
87,7
84,2
81,0
77,9
75.0
72,2
69,6
67,4
65,4
66,3
64,0
64,0
62
68
74
86
92
98
104
116
122
128
134
146
152
158
6
6
6
6
6
6
6
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0.
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
17,8
0,0
0,0
56
63
69
76
83
97
104
111
118
132
139
146
153
167
130. t
126,0
120,4
115,1
110,1
105,3
100,9
96,7
92,7
89,0
85,4
82,2
78,9
76,0
73,1
70,8
66,8
7
7
7
7
7
7
7
104
104
104
104
104
104
104
104 t 04
104
104
104
104
104
104
104
104
104
25,4
32.3
32,1
31,8
32,0
31,9
31,7
31,7
31,9
32,7
32,7
33,9
34,3
35,8
36,5
39,0
37,6
0
О.
0
0
0
0
1614875
Таблица 3
lfanudp 1б н у
at
0(l6
tt<
e r в Щ
Nanubp 2 налибр У
Canus 77
fanudp 1У
anulp c0
4оаАммюй й
/ГЙЩ/4ф ЬС жЕ милифьг
Составитель Л. Матурина
Техред М.Моргентал Корректор Л. Бескид
Редактор И, Горная
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина,.101
Заказ 394б Тираж 409 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
