Оправка для прокатки труб

 

(12) Авторы изобретения

В.И. Друян, Г.А. Есаулов, Ю.А. Кондр и А.И. Яловой

Днепропетровский ордена Трудового Кр металлургический институт (7I) Заявитель (54) ОПРАВКА ДЛЯ ПРОКАТКИ ТРУБ ле 1).

Изобретение относится к производ,ству труб, а точнее к усовершенствованию трубопрокатного инструмента, в частности длинных цилиндрических оправок. Наиболее эффективно оно может быть использовано на стане поперечно-винтовой прокатки для производства горячекатаных бесшовных труб.

Известна оправка для прокатки труб в виде цилиндрического стержня, передний конец которого выполнен в форме конического носика, а задний имеет форму хвостовика. Длина рабочей части оправки выбрана из расчета прокатки труб максимальной длины, при этом рабочий участок оправки протяженностью более 1 метра после про катки свободен от трубы для надежного ее извлечения на оправкоиэвлекатеИспользование известной оправки при прокатке труб на трехвалковом стане не обеспечивает постоянство уровня поперечной разностенности в продольном направлении.

Так, на концевых участках труб разностенность выше в 2-3 раза, чем в середине, что объясняется совокупным влиянием ряда технологических причин, в том числе повышенной концевой раэностенностью гильзы и динамических воздействий оправки. Высокое (800-1200 об/мин) число оборотов

16 оправки приводит к появлению иэгибных колебаний системы оправка-труба, что вызывает в очаге деформации реактивные усилия, достаточные для дополнительной деформации стенки трубы.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является оправка для прокатки труб, содержащая цилиндрическую рабочую часть, имеющую внутреннюю полость, передний конусный носик и хвостовик. Полость в оправке выполнена для ее охлаждения (2).

900889

Однако в процессе прокатки оправка подвергается колебаниям, что отрицательно влияет на точность труб.

Максимальная амплитуда колебаний свободных концов оправки наблюдается при совпадении критической угловой скорости оправки и критической длины свободного конца оправки. Уменьшение числа оборотов для устранения изгибных колебаний оправки приводит 1в к снижению осевой скорости прокатки и уменьшению производительности.

Уменьшение длины свободного конца оправки технологически невозможно.

Цель изобретения - повышение точности прокатываемых труб путем умень-, шения изгибных колебаний концов оправки.

Поставленная цель достигается тем, что в оправке, содержащей цилиндрическую рабочую часть, имеющую внутреннюю полость, передний конусный носик и хвостовик, у которой внутренняя полость выполнена s рабочей части со стороны носика и хвосто- >5 вика диаметром, составляющим 0,40,9 наружного диаметра, и длиной, равной 5-20 наружным диаметрам.

Для снижения массы оправки без уменьшения ее механической и термической прочности полые участки изготовлены из легких сплавов.

Уменьшение массы концевых участков оправки в 2-3 раза (а в случае выполнения полых участков из титановых сплавов в 4-6 раз) уменьшает изгибные колебания всей оправки в процессе прокатки трубы и,как следствие, снижает разностенность труб, особенно концевую. Снижение массы кон49 цевых участков оправки увеличивает ее критическую частоту вращения и обеспечивает окончание процесса прокатки в дорезонансном режиме, тем самым уменьшая реактивные усилия в очаге деформации в 1,5-2 раза, что и обес45 печивает эффективное снижение концевой разностенности.

На фиг. 1 схематически изображе- .. на оправка раскатного стана со сварной рабочей частью; на фиг. 2 - то же,с целой рабочей частью.

Оправка включает носик 1, рабочую часть 2 и хвостовик 3.

Рабочая часть 2 с каждого конца имеет внутреннюю полость, диаметр которой составляет 0,4-0,9 наружного диаметра. Выбор значения 0,4 определяется оптимальной .величиной уменьшения веса концевого участка оправки.

Выбор наибольшего значения определяется тем, что нелинейно возрастают упругие деформации полых концов, отрицательно сказывающиеся на точности труб. Длина полых р бочих участков выбирается в пределах от 5-15 до 1020 диаметров рабочего участка и соответствует длинам свободных концов рабочего участка оправки. Для больших диаметров рабочего участка оправки, например 100-180 мм,длину выбирают равной 5-15 диаметрам, для диаметров

50-100 мм принимают длину, равную 1020 диаметрам.

Использование титановых сплавов в качестве материала для иэготвления полых рабочих участков оправки обеспечивает дополнительное снижение массы этих участков в 1,5-2 раза, не снижая при этом механическую и термическую прочность.

При прокатке трубы на предложенной оправке колебания консольно защемленных концов минимальны. Кроме того, в процессе прокатки концевых участков трубы изгибные колебания концов. рабочего участка 2 оправки значительно снижены, что и обеспеч ".вает уменьшение реактивных усилий в очаге деформации, приводящих к повышенной концевой раэностенности.

Использование оправки раскатного стана с выполненными полостями обеспечивает стабильную прокатку концевых участков труб, устраняет иэгибные колебания концов оправки, что в свою очередь уменьшает разностенность концевых участков труб.

Повышение точности. концевых участков труб обеспечивает сокращение концевой обрезки и снижение расходного коэффициента металла.

Снижение уровня раэностенности всей трубы позволяет, например, уменьшить припуск под обточку подшипниковых труб на 3-53.

Кроме того, прочность и износостойкость предлагаемой оправки не уменьшается, так как процесс прокатки труб. осуществляется преимущественно на сплошном рабочем участке.

Пример. Выбирают длинную цилиндрическую оправку трехваликового раскатного стана с длиной рабочей части 11 метров и диаметром 140 мм.

В теле рабочей части на каждом из ее концов выполнена цилиндрическая полость диаметром 90 мм, длиной пе900889

6 формула изобретения

ВНИИПИ Заказ 12246/4 Тираж 841

Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 5 редней полости 0,8 м, задней полости 1,5 м.

Когда полые рабочие участки выполнены из титанового сплава, например

ВТ3-1 или ВТ5-1, их привинчивают к сплошному рабочему участку оправки с торцов, а затем привинчивают носик и хвостовик. Места соединения обваривают по контуру, неровности сварки удаляют и в собранном виде 10 оправку подвергают дальнейшей термомеханической обработке.

Оправку с целой рабочей частью изготавливают путем сверления в теле на каждом из его концов цилиндричес- is кой полости. Затем к полым рабочим участкам оправки привинчивают носик .и хвостовик. Места соединения обваривают по контуру и в собранном виде оправку подвергают дальнейшей в термообработке. Предлагаемая оправка позволяет снизить разностенность прокатываемых труб, особенно концевую, что обеспечивает сокращение обрезки на 10-303 по сравнению с оправка- и ми раскатного стана, что только на трубопрокатных установках "200" и

"160" при максимальном объеме исполь зования составляет около 240 тыс.руб. в год.

1. Оправка для прокатки труб, содержащая цилиндрическую рабочую часть, имеющую внутрен юю полость, передний конусный носик и хвостовик, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности труб путем уменьшения изгибных колебаний концов оправки, внутренняя полость выполнена в рабочей части со стороны носика и хвостовика диаметром, составляющим 0,4-0,9 наружного диаметра, и длиной, равной 5-20 наружным диаметрам.

2. Оправка по и. 1, отличающ а я с я тем, что, с целью снижеHHR массы оправки без уменьшения ее механической и термической прочности, полые участки изготовлены из легких сплавов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Данилов Ф.А. и др. Горячая прокатка труб. И., "Металлургия", 1962, с. 448, рис. 185.

2. Патент Англии Ю 910343, кл. В 3 m, 1962.