Стержень прошивной оправки прокатного стана



Стержень прошивной оправки прокатного стана
Стержень прошивной оправки прокатного стана
Стержень прошивной оправки прокатного стана
Стержень прошивной оправки прокатного стана
Стержень прошивной оправки прокатного стана
Стержень прошивной оправки прокатного стана
Стержень прошивной оправки прокатного стана

 


Владельцы патента RU 2560471:

ООО "Камышинский завод бурового инструмента" (ООО "КЗБИ") (RU)

Изобретение относится к области трубопрокатного производства и может быть использовано при прошивке заготовок на трубопрокатных станах. Стержень прошивной оправки выполнен в виде трубы, состоящей из жестко соединенных патрубков и хвостовика. Повышение прочности стержня и увеличение его ресурса обеспечивается за счет того, что на смежных концевых участках патрубков и хвостовика выполнены ответно друг другу конические резьбы с образованием наружных и внутренних торцевых буртов, при этом наружные бурты смежных узлов взаимодействуют между собой. Соотношение наружного диаметра, толщины стенки трубы, и размеров резьбы - средний диаметр резьбы в основной плоскости «D0», угол профиля «φ» и шаг «t» резьбы, регламентированы математическими зависимостями. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к трубопрокатному производству и может быть использовано при прошивке заготовок на трубопрокатных станах.

Известен стержень прошивной оправки прокатного стана, включающий составную трубу из патрубков и хвостовика, соединенных между собой сваркой, при этом на свободном конце крайнего патрубка выполнена резьба (см. кн. Осадчий В.Я., Вавилин А.С., Зимовец В.Г. и др. Технология и оборудование трубного производства. Учебник для вузов. М.: Интермет Инжиниринг, 2001, с. 81 рис. 3.14).

Недостатками известного устройства являются низкая прочность и срок службы в связи с поломкой сварного соединения, в т.ч. из-за уменьшения площади сечения трубы на месте сварного шва.

Известен стержень прошивной оправки прокатного стана, включающий составную трубу из патрубков и хвостовик, на смежных концах которых выполнены внутренние и наружные открытые проточки с образованием наружных и внутренних торцевых буртов, при этом торцы наружных буртов приварены между собой (см. чертеж прошивной оправки стана KSW фирмы SMS MEER, прилагается).

Соединение патрубков между собой и хвостовиком посредством кольцевых проточек и сваркой существенно снижает кривизну стержня.

Недостатками известного устройства являются низкая прочность и срок службы в связи со снижением прочности стержня на месте стыка из-за уменьшения площади сечения трубы на месте сварного шва, низкими механическими свойствами сварного соединения.

Целью предлагаемого технического решения являются увеличение срока службы стержня оправки при одновременном снижении трудоемкости изготовления и сборки.

Указанная цель достигается тем, что в стержне прошивной оправки, содержащей трубу, состоящую из жестко соединенных патрубков, хвостовик, на смежных концах которых выполнены внутренние и наружные открытые проточки с образованием наружных и внутренних торцевых буртов с возможностью взаимодействия наружных буртов смежных узлов, согласно техническому решению на смежных концевых участках патрубков и хвостовика выполнены конические резьбы, а наружный диаметр «D», толщина стенки «S» трубы с одной стороны, и размеры резьбы - средний диаметр резьбы в основной плоскости «D0», угол профиля «φ» и шаг «t» резьбы, с другой стороны, связаны следующими соотношениями:

D0≤D-2t;

.

Между внутренними буртами смежных резьб установлены кольца с возможностью взаимодействия с торцами буртов.

Известно соединение труб, например, бурильных, насосно-компрессорных труб при помощи конического резьбового соединения. В отличие от известных конструкций в предлагаемом техническом решении, исходя из известных размеров труб, определяется диаметр в основной плоскости, далее угол профиля, шаг и требуемая высота резьбы. В отличие от известных конструкций длина (высота) резьбы может отличаться от величины, регламентируемой нормативной документацией, при сохранении всех остальных размеров и параметров резьбового соединения, в т.ч. калибров.

Конструкция предлагаемого устройства поясняется чертежами.

На фиг. 1 представлен общий вид стержня оправки.

На фиг. 2 - узел А (резьбовое соединение) на фиг. 1.

На фиг. 3 - профиль конической резьбы.

На фиг. 4 - узел А (вариант резьбового соединения) на фиг. 1.

Стержень прошивной оправки содержит трубу 1 (фиг. 1), включающую патрубки 2, 3 и 4, хвостовик 5, которые соединены между собой посредством конического резьбового соединения с образованием наружных 6, 7 и внутренних 8, 9 торцевых буртов. Требуемая прочность, жесткость и устойчивость стержня определяются наружным "D" и внутренним "d" диаметрами, а также механическими свойствами материала стержня. При этом прочность резьбового соединения должна быть не менее прочности тела трубы 1, т.е. патрубков 2-4 и хвостовика 5.

В соответствии с нормативной документацией (стандарты РФ (например, ГОСТ 20692-75, ГОСТ 5286-75, ГОСТ 7918-75), европейских стран и API) размеры и профиль конической резьбы определяются углом наклона профиля (φ) (Фиг. 2 и 4), шагом резьбы (t), средним диаметром в основной плоскости (D0), расстоянием от основной плоскости до торца (Н), а также длиной конической части трубы (l=l1+Н), равной сумме длины резьбы (l1), и расстоянием от основной плоскости до торца (Н).

С целью минимизации нагрузок и напряжений в резьбовом соединении разность между наружным диаметром трубы (D) и средним диаметром резьбы в основной плоскости (D0), а также между минимальным диаметром резьбы (dm) и внутренним диаметром трубы (d) должны быть минимальными, т.е.

D-D0→min и dm-d→min.

Для конической резьбы разность между наибольшим и наименьшим диаметрами приблизительно равна шагу резьбы t, а разность между наружным диаметром трубы (D) и средним диаметром резьбы в основной плоскости (D0) ориентировочно равна удвоенному шагу резьбы (2t).

Исходя из этого, получим условие выбора диаметра резьбы в основной плоскости в зависимости от диаметра трубы (D) стержня

Разность между минимальным диаметром резьбы (dm) и внутренним диаметром трубы (d), из условия обеспечения требуемой прочности резьбовой части, должна быть не менее удвоенной разности наибольшего и наименьшего диаметров резьбы, т.е. удвоенному шагу резьбы

С учетом соотношений (1) и (2), из треугольника ОСЕ (фиг. 2) имеем

ОС=0,5(D-d)-2t=S-2t,

где S=0,5(D-d) - толщина стенки трубы.

Высота (длина резьбовой части) резьбы составляет

.

Учитывая, что для малых углов φ (угол наклона профиля конических резьб не превышает 7 градусов), tgφ≈φ, получим

.

Для обеспечения требуемой прочности резьбового соединения число витков резьбы должно быть не менее 10, т.е. должно соблюдаться следующее условие:

При соединении патрубков 2-4 и хвостовика 5 коническим резьбовым соединением нагрузка между деталями стержня передается практически всей площадью сечения патрубков, за исключением площади, заключенной между минимальным диаметром резьбы (dm) и внутренним диаметром трубы (d). При соединении патрубков 2-4 и хвостовика 5 между внутренними торцевыми буртами 8 и 9 (фиг. 2), заключенными между минимальным диаметром резьбы (dm) и внутренним диаметром трубы (d), остается гарантированный зазор шириной "Δ" (фиг. 2). При этом наружные торцевые бурты 6 и 7 патрубков 2-4 и хвостовика 5 контактируют между собой.

При выполнении условий (1)-(3) напряжения в резьбовой части патрубков 2-4 и хвостовика 5 незначительно превышают напряжения, возникающие в теле трубы 1. С целью снижения напряжений в резьбовой части в образованный между внутренними торцевыми буртами 8 и 9 патрубков 2-4 и хвостовика 5 зазор шириной "Δ" может быть установлено кольцо 10 с возможностью его взаимодействия с торцами буртов 8 и 9.

Стержень оправки работает следующим образом.

Стержень оправки, включая патрубки 2-4 и хвостовик 5 (фиг. 1-3), в основном испытывают усилие сжатия и крутящий момент. После сборки стержня торцы наружных буртов 6 и 7 соединяемых деталей (патрубков 2-4 и хвостовика 5) контактируют между собой, передавая часть осевого усилия. Небольшое уменьшение площади сечения патрубков 2-4 и хвостовика 5 в резьбовой части приводит к незначительному повышению напряжений.

При установке кольца 10 в зазор шириной "Δ" между внутренними буртами 8 и 9 смежных деталей осевая нагрузка передается практически всей площадью патрубков 2-4 и хвостовика 5.

Учитывая, что длина стержня в собранном виде может достигать до 20 метров, разборная конструкция стержня существенно упрощает транспортирование, хранение и монтаж. Кроме того, исключение сварного соединения существенно повышает прочность и ресурс стержня.

1. Стержень прошивной оправки, выполненный в виде трубы, состоящей из жестко соединенных патрубков и хвостовика, на смежных концевых участках которых выполнены внутренние и наружные открытые проточки, образующие внутренние и наружные торцевые бурты, с возможностью взаимодействия смежных наружных буртов, отличающийся тем, что на смежных концевых участках патрубков и хвостовика ответно друг другу выполнены конические резьбы, параметры которых связаны следующими соотношениями:
D0≤D-2t;
,
где D0 - средний диаметр резьбы в основной плоскости;
φ - угол профиля резьбы;
t - шаг резьбы;
D - наружный диаметр трубы;
S - толщина стенки трубы.

2. Стержень по п. 1, отличающийся тем, что между смежными внутренними буртами установлены кольца с возможностью взаимодействия с торцами буртов.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области трубопрокатного производства. Устройство содержит дорноупорный подшипник для установки стержня с оправкой в очаг деформации, втулку, охватывающую стержень, средства центрирования втулки, тележку с приводом ее перемещения.

Изобретение относится к области прокатки труб. Способ включает прокатку на оправке в прокатной установке (R), содержащей прокатный стан (5) с несколькими прокатными клетями (12), образующими ось (X) и направление (23) прокатки, на входной стороне (20) которого предусмотрены первое загрузочное устройство (1), первое разгрузочное устройство (2) и первый транспортер (6) для транспортирования оправки, а на выходной стороне (22) - второе разгрузочное устройство (3), второе загрузочное устройство (4) и второй транспортер (7) для транспортирования оправки, при этом способ включает загрузку полого тела (39, 41) вдоль оси прокатки (X) с входной стороны (20) загрузку оправки (31, 32) вдоль оси (X) прокатки с выходной стороны (22) и соединение первой концевой части оправки (31, 32) со вторым транспортером (7), перемещение по оси оправки через прокатный стан (5) и внутреннюю полость полого тела, крепление второй концевой части оправки к первому транспортеру (6) и освобождение первой концевой части, прокатку при одновременной подаче оправки (31) первым транспортером (6) в направлении (L3), противоположном направлению (23) прокатки и извлечение оправки (31, 32) из прокатанной трубы (40,42) и из прокатного стана (5).

Изобретение относится к области металлургии, в частности к трубопрокатному агрегату для прокатки труб на оправке. Трубопрокатный агрегат содержит многоклетьевой трубопрокатный стан с двумя или большим количеством валков в клетях и зацепляющие/отцепляющие механизмы.

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к производству полых профилей методом непрерывной прокатки и прессования, и может быть использовано при производстве труб из специальных сталей и сплавов.

Изобретение относится к области трубопрокатного производства и предназначено для перемещения длинной оправки в станах для производства труб, в которых необходимо введение оправки в гильзу с последующим ее перемещением в процессе прокатки и возвратом оправки в исходное положение для замены или введение оправки в очередную гильзу без замены.

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к оборудованию трубопрокатных станов. .

Изобретение относится к области трубопрокатного производства, а точнее к задним столам трубопрокатного стана. .

Изобретение относится к прокатному стану для изготовления бесшовных труб, в особенности стальных. .

Изобретение относится к области трубопрокатного производства и касается усовершенствования конструкции механизма перехвата стержня с оправкой стана поперечно-винтовой прокатки.

Изобретение относится к подающему устройству прокатываемых пустотелых заготовок и способу подачи этих заготовок в прокатный стан. .

Изобретение относится к устройствам для центрирования проката и поковок. Повышение срока службы рабочего инструмента центрователей и улучшение качества центрируемых деталей обеспечивается за счет того, что устройство содержит станину 1, в которой установлены три опоры 2 с возможностью перемещения по направляющим станины с помощью силовых цилиндров 3 к оси центрирования и от нее. Силовые цилиндры 3 размещены в станине 1. В опорах 2 через сферические вкладыши 4 установлены шары 5, зафиксированные с помощью удерживающих колец 6 и крышек 7 винтами 8. 1 ил.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и используется в производстве труб при изготовлении особо точных труб по внутреннему диаметру. Оправка имеет рабочую часть и расположенную за ней калибрующую часть в виде цилиндрического участка. Уменьшение интенсивности внеконтактной деформации трубы в процессе раздачи обеспечивается за счет того, что оправка имеет направляющую часть из упругого элемента, а рабочая часть оправки имеет параболическую форму, плавно перетекающую в коническую поверхность с полууглом α при вершине =1÷3°. 1 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл.
Наверх