Способ обнаружения налипания металла на прокатный инструмент при прокатке труб

 

Ссноз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к ввт. свид-ву (22) Заявлено 2 1.12.78 {21) 2699105/22-02 (51) hA с присоединением заявки №

В 21 В 37/00

Государствеииый комитет

СССР яо демам изобретеиий и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 30.10.80, Бюллетень ¹ 40 (53) УДК 6 21. 7 71. 2 3 (088. 8) Дата опубликования описания 30.1080 (72) Авторы изобретения

В.Ф. Фролов, Ю.Г. Красников, В.P Мамонтов, В. А. Абрамов и В.Я. Замощиков (73) Заявитель (54) СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ HAJIHHAHHH МЕТАЛЛА

HA ПРОКАТНЫЙ ИНСТРУМЕНТ ПРИ ПРОКАТКЕ

ТРУБ!

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при холодной (теплой) прокатке труб.

Наиболее близким к описываемому 5 способу по технической сущности и достигаемому результату является способ обнаружения налипания металла в калибрах валков чистовой клети при прокатке,заключакщийся в измерении 30 амплитудно-частотных характеристик процесса и сравнении их с эталонными (1) .Для этого в процессе прокатки контролируют колебания прокатываемого металла в вертикальной плоскости на 15 выходе из чистовой клети. Из спектра частот выделяют составляющую колебаний с частотой вращения прокатных валков и о налипании судят по трехчетырехкратному увеличению амплитуды 2О .выделенной составляющей колебаний.

Этим способом можно определить налипание металла только в том случае, если прокатываемое изделие на выходе иэ клети имеет степень свободы в 25 вертикальной плоскости, а сам процесс прокатки носит непрерывный характер.

При холодной (теплой) прокатке труб, которая носит периодический характер, прокатываемая труба не имеет

2 степени свободы в вертикальной плоскости, так как зажата калибрами валков и передним патроном. В связи с этим, данным способом невозможно определить налипание металла на прокатный инструмент при холодной (теплой) прокатке труб.

При прокатке труб иэ малолегированных и нержавеющих сталей возникают такие виды брака, как задиры на поверхности труб, образукщиеся в результате налипания частиц металла на поверхность прокатного инструмента, обусловленные различными причинами. Предпосылкой налипания металла на инструмент служит явление полусухого или сухого трения между пластически деформируеьым металлом трубы и поверхностью оправки (валков)т вдоль которой происходит продольйое истечение металла трубы.

При этом значение сил трения колеблется от величины, соответствукщей нормальным условиям прокатки, до величины, превьхаакхцей силы.молекулярного сцепления между поверхностными слоями металла трубы. 3а один рабочий ход клети (прямой или обратный) происходит многократное изменение (от минимальных до макси774б42

При налипании оправка со стержнем, прокатываемый металл, патрон подачи начинают колебаться в продольном направлении с частотой колебания осевых усилий. Как показали наблюдения, за один рабочий ход клети происходит более двух колебаний осевых усилий прокатки, т.е. при возникновении налипания частота колебаний осевых усилий в два и более раза превышает частоту рабочего хода клети.

Целью изобретения является обеспечение надежного определения момента налипания металла на прокатный инструмент для устранения брака производ.ства по качеству поверхности труб.

Для достижения указанной цели в способе обнаружения налипания металла, включающем замер частотных характеристик процесса прокатки и сравнение их с эталонными, в качестве параметра, характеризующего процесс, используют колебания осевых усилий прокатки и о наличии налипания судят по возникновению повторяющихся при каждом рабочем ходе (прямом, обратном) клети колебаний осевых усилий прокатки с периодом колебаний, меньшим периода одного рабочего хода клети (прямого, обратного) в два и более раэ. мальных) значений сил трения и соответственно значений осевых усилий прокатки.

Известно, что увеличение, в результате налипания, сил трения, действующих на прокатываемый металл со стороны оправки и калибров валков, в значительной степени препятствует продольному течению деформируемого металла, в большей мере - со стороны оправки.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства, с помощью которого может быть ре али э ов ан способ обнаружения налипания металла на прокатный инструмент при холодной (теплой) прокатке труб; на фиг.2 — осциллограмма изменения осевых усилий прокатки и осевых перемещений стержня оправ ки за каждый рабочий ход клети (прямой и обратный); на фиг. 3 — циклограмма работы схемы, изображенной на фиг.1. Блок-схема устройства, реализующего описываемый способ, содержит датчики 1 крайних положений клети (A — крайнее заднее, Б — крайнее переднее), датчик 2 осевого перемещения стержня оправки, преобразователь 3 выходного сигнала датчика

2, представляющий собой формирователь импульсов типа триггера Шмидта, блок 4 логики, выполняющий счетные и логические операции, собранный на базе элементов "Логика Т", систему 5 управления главным. приводом стана

ХПТ, патрон б стержня оправки, стержень 7 оправки, табло 8, сигнализирующее вальцовщику о наличии налипа1 ния.

Выходы датчиков 1 подключены на первый вход блока 4. Иа другой вход этого блока подключен выход преобразователя 3, вход которого соединен с выходом датчика 2 осевого перемещения стержня 7 оправки. Выход блока

4 логики подключен на вход системы

5 управления и на табло 8.

© Способ осуществляется следующим образом.

В процессе деформации под воздействием изменяющихся осевых усилий прокатки Q стержень 7 оправки совершает .продольные перемещения относительно неподвижного патрона 6 (фиг..1). Частоту. этих перемещений контролируют путем измерения зазора

6 между торцом стержня и датчиком

2. На выход этого датчика поступает

20 сигнал, характеризующий изменение осевых перемещений стержня. При нормальном процессе прокатки изменение осевых усилий Q и соответственно продольных перемещений стержня оправки AS за один ход клети носит достаточно плавный характер (фиг.2 — сплошная линия) — возрастает с нуля в начале хода клети до максимума и убывает до нуля к концу хода клети, т.е. происходит одно колебание. При налипании металла характер изменения и Ь8 резко меняется (фиг.2 — пунктирная линия}. Происходит несколько колебаний в течение времени одного хода клети. Выходной сигнал датчика 2 подают на вход преобразователя 3 (фиг.1). Преобразованный сигнал U> в виде импульсов, следующих с частотой колебаний стержня оправки, пос40 тупает на второй вход блока 4 логики. Одновременно с измерением продольных колебаний стержня оправки фиксируют датчиками 1 крайние положения (A и Б} клети. С выхода датчиков 1 сигнал 0 в виде импульсов, следующих с частотой прохождения клетью ее крайних положений, подают на первый вход блока 4 логики. В блоке 4 производят сравнение частоты осевых колебаний стержня оправки с частотой рабочего хода клети. Это сравнение осуществляют путем просчета количества импульсов U за период времени между двумя последовательными импульсами 0 крайних положений клети. При наличии налипания за время одного хода клети на второй вход блока 4 поступает не менее трех импульсов 0 . Период следования этих импульсов Тб(фиг.3) в несколько раз

Щ меньше периода Т одного хода клети.

Логика блока 4 предусматривает выдачу сигнала U о наличии налипания . только в том случае, если вслед за поступлением нескольких импульсов

U> при одном (например, прямом) 774642 ходе клети на вход блока поступит не менее трех импульсов U при последующем (обратном) ходе клети. Такое решение исключает вероятность ложного срабатывания.

Таким образом, сигнал о наличии налипания поступит на табло 8 и в систему 5 управления главным приводом для его отключения только в случае возникновения колебаний осевых усилий прокатки с периодом колебаний, меньшим периода одного хода клети в два и более раз, что обеспечивает надежное определение момента налипания металла на прокатный инструмент при холодной (теплой) прокатке труб. Это достигается тем, что в 35 процессе деформации фиксируют характерное для момента налипания изменение осевых усилий прокатки за каждый рабочий ход клети.

Надежное определение момента на- Щ липания позволяет в свою очередь устранить брак производства по качеству внутренней поверхности труб.

Формула и зобрет ения

Способ обнаружения налипания металла на прокатный инструмент при прокатке труб, включакщий замер частотных характеристик процесса и сравнение их с эталонными, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью обеспечения надежного определения момента налипания для устранения брака производства, замеряют колебания осевых усилий прокатки и период рабочего хода клети, и о наличии налипания определяют по возникновению повторяющихся при каждом рабочем ходе клети колебаний осевых усилий прокатки, период которых меньше периода одного рабочего хода клети по крайней мере в два раза.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 519239, кл. В 21 В 37/00, 1976.

774642

Составитель В. Красников

Редактор Т. Пилипенко Техред M.ЕуэьмЕ Корректор:Г. Назарова

J Е ° «ав е Ееееееа е Е

Заказ 7594/8 . Тираж 986, Подписное

ЦНИИПИ Государстнвнного комитета СССР по делам изобретений и открытий . 113035, Иоскна, Ж-35, Рауыакая наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4