Оправка прошивного стана

Изобретение относится к оборудованию прокатных станов и может быть использовано при производстве цельных горячекатаных труб. Длина рабочей части оправки разделена на две зоны. Первая зона составляет 0,25-0,50 общей длины, а вторая - остальное. Каждая зона выполнена с возможностью осуществления частных обжатий толщины стенки гильзы, определяемых по зависимостям. Частные обжатия первой зоны Частные обжатия второй зоны где е - основание натурального логарифма; , - частные обжатия стенки гильзы в текущих сечениях первой и второй зон рабочей части оправки; М - суммарное обжатие стенки гильзы; i^I, i^II - порядковый номер текущего сечения в диапазонах от 0 до N^I в первой и от 0 до N^II во второй зонах рабочей части оправки; N^I и N^II - количество сечений для расчета диаметра рабочей части оправки в первой и второй зонах определяют по формулам N^I=X^I/m, N^II=X^II/m, где m - шаг сечений. Изобретение обеспечивает повышение качества внутренней поверхности труб, снижение энергозатрат при прошивке гильзы и повышение стойкости инструмента прошивного стана. 1 табл., 2 ил.

 

Изобретение относится к трубопрокатной области и касается, в частности, усовершенствования профиля оправки прошивного стана. Может быть использовано на прошивных станах.

Наиболее близкими по технической сущности и достигаемому результату являются оправки прошивного стана с радиусным, коническим рабочим профилем, а также оправки, профиль которых образован в соответствии с постоянным режимом частных относительных обжатий стенки гильзы (в дальнейшем "обжатий") и постоянных частных коэффициентов вытяжки металла заготовки (в дальнейшем "вытяжки") (Данилов Ф.А. и др. Горячая прокатка труб. М.: Металлургиздат, 1962, 212-219 с.).

Недостатками данных оправок при производстве труб являются появление прессостатка в виде кольца с "пятаком" и образования на трубах внутреннего дефекта "продав", а также повышенные энергосиловые параметры при прошивке, приводящие к повышенному износу валков и оправок.

Технической задачей изобретения является разработка оправки прошивного стана, обладающей повышенными эксплутационными свойствами.

Технический результат - повышение качества внутренней поверхности труб, исключение образования в конце прошивки гильзы образования прессостатка в виде кольца с "пятаком", приводящего к образованию на трубах внутреннего дефекта "продав", снижение энергозатрат при прошивке гильзы, повышение стойкости инструмента прошивного стана.

Решение этой задачи достигается тем, что образующая профиля рабочей части оправки имеет S-образную форму.

Текущий радиус рабочей части оправки определяют исходя из заданного режима изменения частных обжатий толщины стенки гильзы в этой области очага деформации (далее обжатий).

Режим обжатий задают следующим образом.

Рабочую часть оправки делят на две зоны X^I и Х^II.

В первой зоне X^I значения обжатий возрастают от единицы до максимальной величины. Протяженность ее составляет 0,25÷0,5 длины рабочей части оправки.

Режим обжатий толщины стенки гильзы в зоне X^I определяется по формуле

где:

- частные обжатия стенки гильзы в текущих сечениях зоны X^I рабочей части оправки;

е - основание натурального логарифма;

М - суммарное обжатие стенки гильзы;

N^I и N^II - количество сечений для расчета диаметра рабочей части оправки в зонах X^I и X^II, определяют по формулам

и соответственно,

где

m - шаг от сечения к сечению.

i^I - порядковый номер текущего сечения зоны X^I рабочей части оправки в диапазоне от "0" до "N^I".

Во второй зоне X^II значения обжатий снижаются от максимальной величины до единицы.

Режим изменения обжатий толщины стенки гильзы в зоне X^II определяется по формуле

где:

- частные вытяжки гильзы в текущих сечениях зоны X^II рабочей части оправки;

i^II - порядковый номер текущего сечения зоны X^II рабочей части оправки в диапазоне от "0" до "N^II".

Пример расчета оправки с образующей профиля S-образной формы.

Исходные данные и методика расчета:

R_заг - радиус заготовки - 200 мм;

R_г - радиус гильзы - 216 мм;

S_г - толщина стенки гильзы - 60 мм;

R_oпp.«0» - радиус носика оправки - 15 мм;

R_oпp - радиус оправки - 156 мм;

L_калибр - длина калибрующего участка оправки - 60 мм;

α₁ - угол входного конуса валка - 3,5°;

α₂ - угол выходного конуса валка - 5°;

L_переж - длина участка валка в пережиме - 70 мм;

- обжатие заготовки в первичной зоне захвата, ≈4%;

- обжатие заготовки в пережиме валков, ≈9,5%;

- шаг сечений рабочей части оправки - 10 мм;

L - длина рабочей части оправки - 590 мм.

1. Текущий радиус гильзы (R_{г i}) определяется по известной методике исходя из заданных радиуса оправки, радиуса и толщины стенки гильзы и калибровки валков (схема для определения параметров оправки, фиг.1).

2. Длина рабочей части оправки определяется по исходным данным:

L=(X^I+X^II)=590 мм

3. Протяженность первой зоны (X^I) рабочей части оправки. При общем обжатии стенки гильзы М=(200-15)/60≈3,1 принимаем протяженность первой зоны рабочей части оправки X^I≈34% или 200 мм.

4. Число сечений в первой и второй зонах рабочей части оправки N^I и N^II равны 20 и 39 соответственно.

5. Частные обжатия стенки гильзы в сечениях первой и второй зоны рабочей части оправки рассчитываются по соответствующим зависимостям:

6. Толщина стенки гильзы в сечениях рабочей части оправки рассчитывается по формуле

7. Текущий радиус в сечениях рабочей части оправки определяют по формуле

R_{опр I} = R_{г I} - R_{г i}

Расчетные значения оправки для прошивки заготовки радиусом 200 мм приведены в таблице 1, а профиль рабочей части оправки - на фиг.2.

Использование изобретения повысит качество внутренней поверхности труб, снизит энергозатраты при прошивке гильзы и повысит стойкость инструмента прошивного стана.

Оправка прошивного стана, имеющая S-образный переменный профиль, отличающаяся тем, что длина ее рабочей части разделена на две зоны Х^I, X^II, первая из которых составляет 0,25-0,50 общей рабочей части длины оправки, при этом оправка в каждой зоне выполнена с возможностью осуществления частных обжатий толщины стенки гильзы, определяемых по формулам


где - частные обжатия толщины стенки гильзы в текущих сечениях первой и второй зон рабочей части оправки;
е - основание натурального логарифма;
М - суммарное обжатие стенки гильзы;
N^I и N^II - количество сечений для расчета диаметра рабочей части оправки в первой и второй зонах, определяемых по формулам
и
где m - шаг сечений;
i^I, i^II - порядковый номер текущего сечения в диапазонах от 0 до N^I в первой и от 0 до N^II во второй зонах рабочей части оправки.