Валок стана холодной прокатки труб

 

Использование: обработка металлов давлением, а именно при холодной прокатке труб Сущность изобретения: несущий вал (В) 1 с утолщенной средней частью имеет радиальную выемку с плоским дном и двумя боковыми поверхностями, одна из которых наклонена. Установленный в выемке калибр (К) 4, соединенный с В 1 болтом, зафиксирован шпонкой 8 и крепежным клином 10 с двумя боковыми поверхностями, одна из которых Наклонена. К 4 выполнен в виде полудиска, а клин 10 выполнен в виде части цилиндра На боковых поверхностях К 4 и выемки В 1 выполнены два симметричных паза. Крепежный клин имеет два симметричных выступа прямоугольной формы При этом углы наклона боковых поверхностей радиальной выемки и клина равны. 8 ил.

.СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1 4IAR 200

ГОСУДА P СТВЕННЫ Й КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯ1Л И ОТКР6!ТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4867368/27 (22) 19.07.90 (46} 30.07,92. Бюл, M 28 (71) Никопольский южнотрубный завод и

Всесоюзный научно-исследовательский и . конструкторско-технологический институт трубной промышленности (72) С.П.Живцов, КЗ.А.Кравченко, А.Н.Смолин, В,Г.Ковалев, H.Н Король, А,Г.Шелест, В.Т.Загребельный, M Г.Каплун, В.И.Лозовой и С,А.Филатов (56) Авторское свидетельство СССР

Мг 557832, кл. В 21 В 21/02, 1977, Авторское свидетельство СССР

М 1538939, кл. В 21 В 21/02. 1988. (54) БАЛОК СТАНА ХОЛОДНОЙ ПРОКАТКИ

ТРУБ

„, Я2„„175О759 А1 (я з В 21 В 21/02, 27/02 (57) Использование: обработка металлов давлением, а именно при холодной прокатке труб. Сущность изобретения: несущий вал (B) 1 с утолщенной средней частью имеет радиальную выемку с плоским дном и двумя боковыми поверхностямл, одна из которых наклонена. Установленный в выемке калибр (К) 4, соединенный с В 1 болтом, зафиксирован шпонкой 8 и крепежным клином 10 с двумя боковыми поверхностями, одна из которых наклонена. К 4 выполнен в виде палудиска, а клин 10 выполнен в виде части цилиндра. На боковых поверхностях К

4 и выемки В 1 выполнены два симметричных паза. Крепежный клин имеет два симметричных выступа прямоуггольной формы, При этом углы наклона боковых поверхностей радиальной выемки и клина равны. 8 ил.

1750759

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к трубопрокатному производству, и может быть использовано при модернизации валков стана холодной прокатки труб, Известен валок стана холодной прокатки труб, содержащий несущий вал с утолщенной средней частью, имеющей радиальную выемку с плоским дном, на котором выполнен продольный выступ (фиксирующий элемент), установленный в выемке сегментный калибр с внутренним продольным пазом, охватывающим с зазором продольный выступ, и крепе>кные клинья, сечение продольного выступа выполнено в форме трапеции с большим основанием на плоскости дна, а боковые стороны паза калибра наклонены к его подошве, образуя с боковыми сторонами выступа параллельные трапециевидные зазоры под крепежные клинья, имеющие двусторонний уклон.

Наиболее близким к предполагаемому является валок стана холодной прокатки труб. содержащий несущий вал с утолщенной- средней частью, имеющей радиальную выемку с плоским дном и двумя боковыми поверхностями, установленный в выемке сегментный калибр с двумя боковыми поверхностями и внутренниМ продольным пазом, фиксйрующий элемент и соединенный с валом крепежный клин с двумя боковымл поверхностяйи, при это л в плоском дне выемки, одна сторона которой наклонена, sûполнен паз, соответствующий внутреннему продольному пазу в калибре. фиксирующий элемент выполнен в виде шпонки с бочкообразным сеченийм; размещенной в пазах вала и калибра, а крепе>кный клин"выполнен в виде усеченного сегмента и установлен между одной йз боковых сторон калибра и наклонной стороной выемки, причем нижняя часть клина расположена от плоского дна выемки на расстоянии, составляющем 0,25—

0,4 высоты калибра.

Недостатком известных валков является то, что они имеют низкую долговечность.

Это обусловлено тем, что многократное воздействие на валки возникающих больших усилий при прокатке нержавеюьцих и подшипниковых труб, приводит к более интенсивному износу, заклиниванию и разрушению конструктивных элементов валков (сегментного калибра, крепежных клиньев, выступа несущего вала, шпонки с бочкообразным сечением и даже средней части вала), Все это существенно снижает долговечность вышеуказанных валков..Цель изобретения — увеличение долговечности валка.

50 на фиг. 7 — то же, вид сбоку (а — угол наклона одной из боковых сторон выемки вала и крепежного клина); на фиг. 8 — вид Б на фиг. 7, Валок содержит несущий вап 1 с утолщенной средней частью, имеющей радиальную выемку с плоским дном и двумя боковыми поверхностями 2 и 3, одна из которых наклонена, установленный в выемке калибр 4, соединенный с валом 1 болтом 5, с двумя боковыми поверхностями 6 и 7, фиксирующий элемент 8, выполненный в виде шпонки и соединенный с валом 1 болтом 9 крепежный клин 10 с двумя боковыми поверхностями 11 и 12, одна из которых наклонена. Калибр 4 и крепежный клин 10 выполнены в виде попудиска, шпанка имеет

Поставленная цель достигается тем, что в известном валке стана холодной прокатки труб, содержащем вап с утолщенной средней час гью, имеющей радиальную выемку с

5 плоский дном с одной наклонной боковой поверхностью, установленный в выемке калибр, фиксирующий его шпанку и соединен( ный с валом крепежный клин с одной .наклонной боковой поверхностью согласно

10 изобретению, крепежный клин выполнен в виде асти цилиндра с двумя симметричными выступами прямоугольной формы, под которые выполнены прямоугольные пазы на одной стороне калибра и боковой поверхности радиальные выемки утолщенной части вала с учетом зазора в осевом направлении, а на другой стороне калибра и боковой поверхности радиальной выемки выполнены с учетом такого же зазора прямоугольные па20 зы под фиксирующую шпонку, при этом углы наклона боковых поверхностей радиальной выемки и клина равны 2,5-4,6О.

Указанные значения углов наклона бо. ковой поверхности выемки и клина опреде25 лены экспериментальным путем, Если величина угла наклона боковой поверхности выемки и клина будет больше

4,6, то в этом случае не будет обеспечена возможность надежного заклинивания кли30 на, в результате в процессе работы произойдет расклинивание клина и, как следствие нарушение нормальной работы валка, снижение его долговечности, А если величина угла наклона боковых поверхностей выемкй и клина будет меньше о

2,5, то это приведет к черезмерному заклиниванию клина и к невозможности дальнейшей эксплуатации валка, т.е. выходу его из строя.

На фиг. 1 изображен валок в сборе; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг, 1; на фиг. 3 — вал, вид сверху; на фиг. 4 — то же, вид сбоку; на фиг, 5- калибр; на фиг. 6 — крепежный клин;

1750759 прямоугольную форму, на боковых поверх- что существенно упрощает и уменьшает ностях 6, 7, 2 и 3 калибра 4 и выемки вала 1 простои при перевалке калибров, выполнены два симметричных паза 13, 14, В процесссе прокатки труб возникаю15 и 16 с боковыми гранями 17, 18, 19 и 20, щие большие технологические нагрузки, 21., 22 и 23, 24, А с обеих боковых поверхно- 5 сдвигающие калибр 4 поперек дна выемки стей клина 9 выполнены два симметричных вала, воспринимаются боковыми сторонами выступа 25 и 26, Выступ 26 контактирует с фиксирующего элемента 8 (шпанки прямобоковыми гранями 23 и 24 паза 16 выемки угольной формы), боковыми сторонами вывала 1, При это 4 шпонка(фиксирующий эле- ступов 25 и 26 крепежного клина 10, а также мент 8) соединена с валом 1 болтом 27, 10 силами трения, имеющими место между на размещена соответственно в пазу 13 калиб- клонными боковыми поверхностями 12, 3 ра 4 и пазу 15 выемки вала 1 и контактирует клина 10 и выемки вала 1, Вертикальные с боковыми гранями 17, 18 и 21, 22 пазов 13 усилия прокатки воздействуют на плоское и 16.Угол наклона lYбоковых поверхностей дно выемки вала 1 через калибр 4, выпол3 и 12 выемки вала 1 и крепежного клина 10 15 ненный в виде полудиска. Усилия прокатки, о равен 3,0 . Фиксирующий элемент 8 уста- отрывающие калибр 4 от плоского дна в новлен в пазах 13 и 15 соответственно ка- выемки вала 1, воспринимаютсясиламитрелибра 4 и выемки вала 1 с зазором а, а ния, между боковыми поверхностями 7, 12, выступы 25 и 26 крепежного клина 10 также 3 калибра 4, клина 10, выемки вала 1 и болустановлены в пазах 14 и 15 соответственно 20 тами 5 и 9. калибра 4 и выемки вала 1 с зазором б. Выполнение калибра и крепежного клиСборку валка осуществляют следую- на в виде части. цилиндра существенно упщим образом. рощает технологию их изготовления и

Фиксирующий элемент 8. выполненный повышает несущую прочность, увеличивая в виде шпонки прямоугольной формы, уста- 25 его долговечность. Выполнение фиксируюнавливают в паз 15 в контакте с его боковы- щего элемента в виде шпонки прямоугольми гранями 21, 22 и соединяют с валом 1 ной формы наряду с упрощением болтом 27. Причем фиксирующий элемент изготовления уменьшает износ ее контактиустанавливают в пазах 13 и 15соответствен- рующих поверхностей, так как силы, сдвигано калибра 4 и выемки вала 1 с зазором а. 30 ющие калибр, существенно меньше

Затем вставляют в выемку вала 1 выполнен- вертикальных усилий прокатки. К тому же ный в виде полудиска калибра 4, контакти- шпонка воспринимает лишь часть этих сил. руя боковыми гранями 17, 18 паза 13 с Все это увеличивает ее долговечность и в фиксирующим элементом 8, и соединяют целом срок службы валка. Выполнение креего с валом 1 болтом 5. При этом боковая 35 пежного клина в виде полудиска с двумя поверхность 6 калибра 4 контактирует с бо- симметричными пазами обеспечивает искковой поверхностью 6 выемки вала 1. Затем лючение зазоров между боковыми поверхвыполненный в виде полудиска крепежный настями выемки вала, калибра и клина на клин 10 размещает между боковой поверх- большей их чагти и в результате чего валок ностью 7 калибра 4 и боковой наклонной 40 в этой части представляет единое целое. поверхностью 3 выемки вала 1 и соединяют Это значительно повышает несущую прочего с валом 1 болтом 9. При этом выступы 25 ность валка и даже при многократном вози 26 крепежного клина контактируют соот- действии на валок в целом и его отдельные ветственно с боковыми граниями 19 и 20 конструктивные элементы (калибр, крепежпаза 14 калибра 4 и с боковыми гранями 23 45 ный клин и фиксирующий элемент — шпонку и 24 паза 16 выемки вала 1. Причем высту- прямоугольной формы), они реже выходят пы 25 и 26 крепежного клина 10 устанавли- из строя. удлиняя долговечность. Выполневают в пазах 14 и 16 соответственно ниеодной из боковыхсторон выемкивала и калибра4и выемки вала 1 с зазорами б. При крепежного клина наклонными (с углом на- этом угол наклона боковой поверхности 12 50 клона, равным 2,5-4 ) обеспечивает надежклина 10 и боковой поверхности 3 выемки ную работу калибра и клина и валка в. вала 1 равен 3 . целом.

Разборку валка осуществляют следую- Предлагаемый и известный валки стана щим образом. холодной прокатки были опробованы на

Отвинчивают болт 9 и вручную извлека- 55 стане ХПТ 90 при теплой прокатке нержавеют крепежный клин 10. После этого отвин- ющих труб по маршруту 95х8,5 — 57х4 мм. В чивают болт 5 и также вручную извлекают обоих случаях число двойных ходов клети калибр 4. Фиксирующий элемент 8 остается составляло 70, В качестве смазки использона месте и при установке следующего типо- вали смесь состава, /: азотнокислый наразмера калибра 4 и крепежного клина 10, трий 35-40, гидроокись кальция 5 — 8, графит

1750759 серебристый (П-3) 5 — 8. Испытание производили в течение 2 лет, Перед прокаткой заготовку в обоих случаях подвергли термообработке в роликовых электрических печах типа СР0 (без защитной атмосферы) по режиму: скорость прохождения через печь 0,6-0,8 м/мин, температура печи по зонам: I — 1100 С, И—

1070 С, Ш вЂ” 1070 С. Температура металла труб 1070 С, охлаждение на воздухе; После термообработки трубы подвергали химобработке по схеме:

1) обработка в щелочном расплаве состава, /: едкий натрий 70, натриевая солитра 25, соль поваренная 5. Температура обработки 450 С, время 45 мин;

2) обработка в сернокислом растворе состава,,4: серная кислота 22-15, вода остальное при 55 С, время обработки 20 мин;

3) промывка холодной водой;

4) сушка горячим воздухом.

При использовании предлагаемого вал: ка значения углов наклона а одной из боковых поверхностей выемки вала и крепежного клина равнялись: 2; 2,5; 3; 4;

4,7" (см. таблицу). В известном валке расстояние, на котором нижняя часть крепежного клина расположена от плоского дна выемки вала, было равно: 0,325 высоты калибра, т.е, 0,325x140=45;5 мм, Прокатанные трубы в обоих случаях подвергали порезке и торцовке на пилах типа "Радйак", после чего производили химобработку по следующей схеме:

1) обезжиривание в растворе состава, : едкий натрий 30-40,жидкое стекло 3020, вода остальное;

2) промывка горячей водой (Т 90 С);

3) промывка холодной водой;

4) осветление в растворе;

5) промывка холодной водой;

6) сушка горячим воздухом.

Результаты испытаний обоих валков приведены в таблице.

Как видно из данных таблицы, использование предлагаемого валка (опыт 2, 3, 4, 5) обеспечивает нормальную его работу без поломки и разрушения деталей(шпонки, калибра, крепежного клина и вала) при одновременном увеличении долговечности по сравнению с известным, Так, в предлагаемом валке (опыт 2, 3, 4, 5) по сравнению с известным (опыт 7) долговечность шпонки, калибра, клина и вала возросла соответственно s 3, 2, 4 и 1,5 раза.

Работа известного валка (опыт 7) была нарушена из-за преждевременного выхода из строя калибра, шпонки и клина при одновременном снижении их долговечности, 10 При использовании валка со значениями угла наклона боковой поверхности выемки вала и клина. выходящими за пределы предлагаемого в первом случае(опыт 1) происходило нарушение работы валка из-за

15 черезмерного заклинивания клина и невозможности его извлечения, в результате чего валок выходил из строя. Во втором случае (опыт 6) происходило постепенное расклинивание клина и нарушалась нормальная

20 работа валка. При этом долговечность шпонки, калибра, клина и вала валка (опыт

6) по сравнению с предлагаемым (опыты 2, 3, 4, 5) снизилась в 1,5 раза.

Таким образом, предлагаемый валок по

25 сравнению с известным обеспечивает существенное увеличение долговечности его деталей при нормальной работе.

Формула изобретения

Валок стана холодной прокатки труб, содержащий вал с утолщенной средней частью, имеющей радиальную выемку с плоским дном и с одной наклонной боковой поверхностью, установленный в выемке калибр, фиксирующую его шпонку и соединен35 ный с валом крепежный клин с одной наклонной боковой поверхностью, о т л и- ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения срока службы, клин выполнен в виде части цилиндра с двумя симметричными выступа40 ми прямоугольной формы, под которые выполнены прямоугольные пазы на одной стороне калибра и боковой поверхности радиальной выемки утолщенной части вала с учетом зазора в осевом направлении, а на

45 другой сторонй калибра и боковой поверхности радиальной выемки выполнены с учетом такого же зазора прямоугольные пазы под фиксирующую шпанку, при этом углы наклона боковых поверхностей радиальной

50 выемки и клина равны 2,5-4,6 .

1750759 ф

Щ

r щ о

Ш Ю .Z rU х а.

X .с к

Щ о r

rU л

CL

Щ . Ф Е о а

Х O х. r ф ф U

1- Щ и

О

C З О о а с щ

Cf о z х ощщ

s r о с а.с щ

С: Y Ш >s s о Ф

Х С; л щ

1- S

Ф

С С а. о ос

Х L (Ф O щ (>z %

X X Ф

Ct Х

О.ф Ф хЗа. о ы

z а о.щ

OL Щ Щ ,с се а.

Ю

rU Z S с . щ rg еОУС

Ш F» Щ

Q a m

S що о ь-сх( о о о

Ю Я C

Щ Ф И Щ

0 Юо

В Е В 1

1 1 1 1 3 в е в и и

Е Е В Е 1 (Ч CV &Ч N а а» е» ю» 0 Ъ аорто а а а °, a a бм (ъ (и -л -3 щ Ф

I r а. о

1 e z а

1 Yam(1 .o ..

1 I Щ а

I П (L K m

zsz

1 л

В- Щф 3.1 О m

1 Ю X ((P (S

3 щхио

) & Q. ; Ш >и, I I С 3>3

I Ф Y Z m

r I X щ

rU *rgQY

m 3 о зоес

1 >, ( о а0z m а 1 Щ с ха о о о Фос

ОХХФ

1 л (. 3U Ы Х

I I- smo е щ Ха. T. e

В- . OsmtB л 4 Х О rg

I О rg m tI 0 > Ф л

Я о в ra

I m а. ш:ь

0 1 С: S S (>)

° 3

I I 1 1

1 I 1 I с !.

Е Е И Щ 1

t 1 е m 1 1

1 1 И 3

1 В И Е

1 l I Х Е

В I t 5 1

Ь 1 1 С И

I 1 I Y 3 и е в

I 1 . Ь вЂ” — 4

t t QL 1 ! 20 i

I 3 I S о ь1 l 1 I e 3

4 В О I Y б l е о I r 1 1

Фе(-е!

m l X В О 1 rU 3

Q В I Ф 4 Y В

m 1 r щвnио

Щ 1 Е т И (Ш t C 1 I B I I

I rU l 1 1 и О\ Π— -а

I - l (P

>Х е и 2» е t с; с LA

Б!Щи I mи с

О 1 ф 1 и =l

ВХВ 1

1 l Х I л «е л t t s

I I- I 1

Щ 1 U 1 1 Y 1 -- OCP

Ои 01

o t х е и — -!

З ОЬ Си.е

I ф I P 1 10 1

Ш f Ш Ф I S

Ф t î I e

0 1 2 I и 4 rg I е с е rg и в е

О&С!

1 С 1 Cf l I

1 1 Ф I Щ I

1 1 а В Е

l t C l Х 1 о в ! 1 1 L )

1 Ь И 1 1

1 >Х 1 I

I О л t

1 Щ Ш Ш I е с о и

I 2 Y S Z ВХ

:»О 1- щ юveа.(Ф ОС с(zere

rrxm

eoa e

1 ХСФЗХ И

eYmrz

reOrC е

I gr. Х C (С Y I см и

1 1

1

В Tl I

C t о 1 4 2 Ъ

i7

1 > а Щ 1

Ш r I 1 х

e (. (а.

m Y I 2(p

1 I m о

X X I

Y (Щ Х t >у

ХО! О ф С б Ш

=И =3 2 Q °

>7 I Y о о

Щ Щ 1

Ха(щ.

Ю е щ m щ s u r (=с с 0>х л Щ I

Ю.Y I

Щ fr o

YQ I ф

O. I Щ m

ЩИ-1 СШ

Ш О I 1

1 О>

3>p l

Щ Z 1 X

1- Е rt о щ (Q cE t z

e o t o

X 1 ф И т о

1 Х Ф

Ш щ ь

О rg

o z

1 С . I Y m о а.

I С

3 (I щ

m и 3-.

I ф

Со

3 r(P

2 Î а.

\» а

Щ

1 . Ш

1 а

3 о х

I С С,"

rU W .=2 I Ш С

I c(>»z о .а X

1 m ш

rg е в и

I Щ Щ с х

ВХ Х

1 ф (l (.и.

1 (t 1

Щ

I LA.

I Щ

1 ««m

1 .ф.

I z

1 1

2>

1 (PP а 7> ("3 Ш

I 3 S

1I t Х> (= о о х

I m

1 с;

3

I Щ

l 3

I ф

I

I Z

3 и

1750759

1ИОНР

1750759

Составитель С. Живцов

Техред M.Mîðãåêòàë Корректор 0, Ципле

Редактор Э. Слиган

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 1п1

Заказ 2643 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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