Способ определения скольжения металла при винтовой прокатке

 

Использование: в трубном производстве при исследовании технологических параметров винтовой прокатки полых тел. Сущность: измеряют датчиками частоты вращения величины частоты вращения валков, торцов прокатываемой заготовки, частоты вращения оправки от начала ее вращения после вторичного захвата до окончания вращения гильзы. Измеряют величину перемещения торцов заготовки вдоль оси прокатки от захвата валками переднего торца заготовки до выхода заднего торца гильзы из валков с помощью датчика перемещения. По данным фактических замеров производят вычисление коэффициентов осевого и тангенциального скольжения металла по наружной и внутренней поверхностям полого тела , как отношение соответствующих фактических и теоретических значений скоростей. Знание качественного и количественного характера изменения скольжения металла по длине очага деформации и сечению полого тела позволяет создать трубопрокатный инструмент с рабочей поверхностью, обеспечивающей минимальное проскальзывание металла по валкам. Это повысит производительность и качество проката полых тел. 2 ил. (Л С

,рф а:; 11 1, союз советских

СОЯ4АЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

{51) 5 В 21 Н 1/14

OllHGAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

AO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4780585/27 (22) 11.01.90

:(46) 15.09.92. Бюл. Р 34 (71) Всесоюзный научно™исследовательский и конструкторско-технологический институт трубной промышленности (72 В.И.Гетало, И.К.Гейко, Ю.И.Ващенко и В.Ю.Ващенко (56) Авторское свидетельство СССР

И 1428518, кл. В 21 Н 1/14, 1986. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СКОЛЬЖЕНИЯ

МЕТАЛЛА ПРИ ВИНТОВОЙ ПРОКАТКЕ (57) Использование: в трубном производстве при исследовании технологических параметров винтовой прокатки полых тел. Сущность: измеряют датчиками частоты вращения величины частоты вращения валков, торцов прокатываемой заготовки, частоты вращения оправки от начала ее вращения после вторичного захвата до окончания вращеИзобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при исследованиях технологических параметров винтовой прокатки полых тел. Известен способ определения скольжения металла при винтовой прокатке заготовок, который предусматривает применение прошивных валков с наваренными шийами, оставляющими соответствующие отпечатки на прокатываемом изделии.

Недостатком способа является низ. кая точность определения скольжения иэ"эа износа шипов в процессе осу ществления способа. Эти валки с на, ЯЫ„, 1761361 Al

2 ния гильзы. Измеряют величину перемещения торцов заготовки вдоль оси про™ катки от захвата валками переднего торца заготовки до выхода заднего торца гильзы из валков с помощью датчика перемещения. По данным фактичес" ких замеров производят вычисление коэффициентов осевого и тангенциального скольжения мвталла по наружной и внутренней поверхностям полого тела, как отношение соответствующих фактических и теоретических значений скоростей. Знание качественного и количественного характера изменения скольжения металла по длине очага деформации и сечению полого тела позволяет создать трубопрокатный инст- Я румент с рабочей поверхностью, обеспечивающей минимальное проскальзывание металла по валкам. Это повысит С производительность и качество прока" та полых тел. 2 ил.

I правляющими шипами используются один В раз, после чего они выбрасываются.

Наиболее близким технологическим решением является способ определения 0 скольжения металла при винтовой прокатке, при котором осуществляют измерения и фиксирование на всем протяеении времени от захвата валками перед- д него торца заготовки Ао выхода ее заднего торца из валков фактических величин частоты вращения валков и заготовки, величины осевого перемещения заготовки и продолжительности времени указанного перемещения, вычисляют коэффициенты осевого и тан1761361 генциального скольжения как отноше" нил соответствующих Фактических и теоретических скоростей;

Недостатком данного способа являетсл низкая достоверность определения величины скольжения металла при прокатке изделий типа гильз за оправке, Это свлзано с тем; что не учитываетсл скольжение металла по внутренней поверхности обрабатываемой гильзы.

Целью изобретения является повышение достоверности определения величины скольжения металла при прокатке изделий типа гильз на оправке;

Сущность изобретения заключаетсл в том, что при прокатке гильз после вычисленил коэффициентов осевого и тангенциального скольжения по наруж" ной их поверхности производят дополнительную прокатку, согласно которой ,после захвата валками переднего тор" ца заготовки осуществляют вторичный захват заготовки и измеряют частоту 25 вращения оправки от начала вращения оправки после вторичного захвата до окончанил вращения гильзы, определяют величину коэффициентов осевого и тангенциального скольжения на оправке 30 среднюю величину коэффициентов сколь" жения металла по сечению оправки и соотношения аналогичных коэффициентов по наружной и внутренней поверхности гильзы.

Устройство для реализации способа содержит штангу 1, расположенную с входной стороны, и состоящую из частей 1-1 и 1-2. Часть 1-1 может вра" щаться вокруг своей продольной оси. 40

Передний конец этой части оснащен наконечником 2, исключающим проскальзывание штанги относительно заднего торца заготовки 3, задний конец части штанги 1-1 соединен с упорным подшип- 45 . ником 4. Передняя часть штанги 1"2 соединена с этим же упорным подшипни» ком, а задняя " с гидравлическим цилиндром 5, т.е. часть 1-2 может перемещатьсл только вдоль оси прокатки.

Таким образом, штанга 1 может перемещатьсл вдоль оси прокатки (часть 1-2) и вращаться вокруг своей продольной оси (часть 1-!), На части 1-1 штанги укреплены датчики частоты вращения, например, фото

55 электрического типа (ПДФ-3}, 600 импульсов за один оборот, а часть 1-2 штанги соединена с помощью подвижного токосъемного контакта 7 с датчиком 8 перемещения (пути), выполненным, например, в виде планки, составлен" ной из токопроводящих и диэлектрических участков шириной от 1 до 10 мм (в зависимости от необходимой точности измерения перемещения торцов заготоВки).

На фиг. 1 показана штанга 1, расположенная со стороны выхода заготовки 3 из валков 10, аналогичная по конструкции штанге 1. Однако штанга

1 своей частью 1 -2 соединена с механизмом перемещения (например, с ци" линдрическим цилиндром), позволяющим после прохождения передним торцом заготовки всего очага деформации (от момента захвата до выхода этого торца иэ валков) ускоренно, со скоростью, например, в 1,1-1,5 раза большей, чем продольная скорость выхода заготовки из валков, отвести штангу 1 от пе" реднего торца заготовки в крайне пра" вое (по рис.) положение и сместить ее в горизонтальной плоскости с оси прокатки влево или вправо от этой оси.

Части 1 -1 и 1 -2 штанги также оснащены датчиками соответственно частоты вращения и перемещения. Стан оснащен месдозами для измерения уси" лия прокатки, датчиками 9 частоты вращения валков 10, отметчиком времеHN °

На фиг. 2 показаны изменения s устройстве, обусловленные необходимостью замеров скольжения на оправке, которые производятся перед прокаткой гильзы

При замерах скольжения полой гильI p / / зы вместо штанг 1 -1 и 1 -2 устанавливают оправку 15 и стержень 13.

На выходной стороне показана формирующаяся гильза 11 на оправке 12, закрепленной на прокатном стержне 13.

На прокатном стержне 13 крепится датчик контроля вращения (типа БКВ) .

Сам прокатный стержень 13 неподвижен в осевом направлении и может вращаться в упорном подшипнике 15, По мере перемещения переднего торца гильзы ll в осевом направлении, он воздействует на датчик 16 линейных перемещений, в основе которого бесконтактный датчик перемещений типа

Д-03020.

Способ определения скольжения металла при винтовой прокатке осуществляется следующим образом Нагре1 761361, тую заготовку транспортируют к валкам 10.

Ц е — () ф.

I где . - радиус загОТОВки В даннОм -м сечении; сд - частота вращения заднего

Я торца заготовки, Теоретическая скорость перемещения заготовки в осевом направлении

45 и D сд чт --- —. В i а

"т — 60 гле D — диаметр валков; 50 сд - частота вращения валка в

6 мин;

J3 " угол подачи валков.

Теоретическая скорость перемещения заготовки в тангенциальном направ-5 лении

« в

U = — — — — совр

Перед очагом деформации к переднему и заднему торцам заготовки 3 под/ водят наконечники 2 штанг l и 1 прижимают их и задают заготовку 3 в валки 10. При захвате заготовка 3 начинает вращаться и перемещаться вдоль очага деформации, Вместе с заготовкой 3 перемещаются вдоль очага деформации, с одновременным вращением вокруг продольной оси, штанги

1и1

При этом датчик 8 фиксирует перемещение заднего торца заготовки 3 за время - от захвата переднего торца до выхода иэ валков 10 заднего торца заготовки 3 конструкция этого датчика позволяет определить элементарное перемещение 6 1> (соответствующее ширине токопроводящего или диэлектрического участков) в течение элементарного промежутка времени В1, 25 т.е. позволяет с высокой точностью определить "мгновенную" .скорость g, V Я перемещения заднего торца заготовки в любом i-м сечении очага деформа" ции. Датчик 6 фиксирует частоту Ы вра- 0 щения заднего торца заготовки за время Ч. - от захвата переднего торца заготовки до выхода из валков ее зад. него торца.

Окружная скорость заднего торцазаготовки U, в любом -м сечении равна

Тогда коэффициент осевого скольжения заднего торца заготовки в ГВИ сечении очага деформации равен

Коэффициент тангенциальногo скольжения заднего торца заготовки в этом же i-м сечении равен с

rip

Датчик 8 перемещения на выходной стороне стана, фиксирует перемещение

1„ переднего торца заготовки за время . с - от захвата переднего торца заго" товки 3 до выхода иэ валков 10 ее зад-. него торца.

Аналогично, как и в случае фиксирования перемещения датчиком 8, на входной стороне, "мгновенная" скорость перемещения переднего торца заготовки в любом i-м сечении очага деФормации в1п

Ь V„=Л а

Окружная скорость переднего торца заготовки U; в любом i-м сечении где И,„ - частота вращения переднего торца заготовки;

r," - радиус заготовки в данном

i-м сечении.

Тогда коэффициент осевого скольжения Я „ переднего торца заготовки в i-том сечении очага деформации равен

ЬЧпс

"оп

Коэффициент тангенциального скольжения ..: равен

rnid

Уп

В тп ц

После заполнения металлом очага деформации скольжение, определенное по предлагаемому способу, получается усредненным.

Таким Образом определяют скольжение металла на наружной поверхности заготовки при косой прокатке.

Осуществление способа при прокатке (прошивке) полой гильзы на Оправке на входной стороне стана идентично с прокаткой заготовки. Для полу1761361 чения полых гильз 11 на оправке 12 осуществление способа на выходной стороне осуществляют после установки прокатного стержня 13 с оправкой 12 (на упорном подшипнике (15) и датчиков 14 контроля частоты вращения on" равки и 16 линейного перемещения гильзы..

Заготовка 3 задается в вал,v, 10, осуществляется захват переднего торца ее валками, после чего осуществляют вторичный захват заготовки 3 на оправке 12. При этом измеряют частоту вращения оправки 12 от начала ее вращения после вращения после вторич" ного захвата до окончания вращения гильзы 11 (посредством датчика 1 4 контроля вращения). Датчик 16 линейного перемещения фиксирует линейное перемещение гильзы 11 от момента выхода переднего торца гильзы 11 до полного освобождения валков 10 от металла, т.е. до момента выхода заднего торца гильзы 11 из валков 10. 25

Фактическая окружная скорость оправки U равна

Ц () 0 о у ? где o " частота вращения оправки;

d - диаметр оправки.

Коэффициент осевого скольжения на оправке (или что то же самое по внутренней поверхности гильзы)

1.1 о

В, Коэффициент тангенциального скольжения на оправке (по внутренней поверхности гильзы)

Uo

Ц

Среднее значение коэффициентов осевого скольжения по сечению гильзы

9 =0 5(v „+v,.) где д „ - коэффициент осевого скольжения по наружной поверхности.

Среднее значение коэффициентов тангенциального скольжения,по сече" нию гильзы т =О 5(Ьн + то» где -. коэффициент тангенциального

ТЧ скольжения по наружной поверхности.

Соотношение коэффициентов осевого скольжения наружной и внутренней поверхности гильзы

2он îî

Соотношение коэффициентов тангенциального наружной и внутренней поверхности гильзы — ° тн 2то

Получение более достоверных данных по скольжению металла при винтовой прокатке на оправке полых изделий типа гильз позволяет создавать трубопрокатный инструмент с рабочей поверхностью, обеспечивающий уменьшения проскальзывания металла, что в конечном счете может улучшить качество внутренней поверхности.

Формула изобретения

Способ определения скольжения ме" талла при винтовой прокатке, при котором осуществляют измерение и фиксирование на всем протяжении времени от захвата валками переднего торца заготовки до выхода ее заднего торца из валков фактических величин ча" стоты вращения валков и заготовки, величины осевого перемещения заготовки и продолжительности времени указанного перемещения, вычисляют коэффициенты осевого и тангенциального скольжения как отношения соответствующих Фактических и теоретических скоростей, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности определения величины скольжения металла при прокатке изделий типа гильз на оправке, после захвата валками переднего торца заготовки осуществляют вторичный захват заготовки и дополнительно измеряют частоту вращения оправки от начала ее вращения после вторичного захвата до окончания вращения гильзы, дополнительно определяют величину коэффициентов осевого и тангенциального скольжения на оправке, среднюю величину коэффициентов скольжения металла по сечению гильзы при прокатке и соотношения аналогичных коэффициентов по наружной и внутренней поверхностям гильзы.

17613б1 ояроиа

Составитель Ю, Ващенко

Редактор В.Сильнягина Техред М.Иоргентал КорректоР Т, Вашкович

Заказ 3214 Тираж Подписное

РнИИПИ Государственного комитета по иэоьретениям и открытиям при ГКНТ ССГН

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

Производственно †. çäàòåëbLêèé комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,1н1

/м Ьюм гжюр чм

КккЯ я

Стпаяма

Юлю Яюм сюррсиа