Технологический инструмент для периодической прокатки труб

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<»>910243. ®р: (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 120880 (21) 2971909/22-02 с присоединением заявки №

Р М g> з

В 21 В 21/00

Гоеударетвеииый комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 070382. Бюллетень ¹ 9

f 53) УДК621, 774. 07 (088. 8) Дата опубликования описания 07.03.82 уга, Л.В. Тимошенко, Г. Д. Дуплий, И.М. Обух-Швец, Б. 3.

А.II.Êóöåíêî и С.П.Х(ивцов (72) Авторы изобретения х! (71) Заявитель (54) ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ПЕРИОДИЧЕСКОЙ

IIPOKATKH ТРУБ

20

Изобретение относится к трубопрокатному производству.

Известен инструмент стана периодической прокатки труб, содержащий пилигримовые валки с ручьем переменного сечения и оправку, образующие поверхности которых на обжимном участке представляют собой лежащие друг против друга гиперболу и параболу (1).

Недостатком известного инструмента является создание повышенного уровня растягивающих напряжений B поверхностном слое металла. Это приводит к микротрещинам, в которые проникает технологическая смазка,,приводящая к возникновению межкристаллитной коррозии °

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является технологический инструмент для периодической прокатки труб, содержащий пилигримовые валки, каждый с ручьем уменьшающегося поперечного сечения, образующая развертки гребня которого на обжимной зоне составлена иэ нескольких участков, и уменьшающегося поперечного сечения ступенчатую оправку, каждая ступень которой имеет участок с образующей, параллельной ее оси (21.

Недостатком известного инструмента является неудовлетворительное качество поверхности труб, обусловленное возникновением растягивающих тангенциальных напряжений, приводящих к образованию надрывов, трещин.

Целью изобретения является повышение качества поверхности труб эа счет устранения микротрещин в поверхностном слое металла.

Поставленная цель достигается тем, что в технологическом инструменте для периодической прокатки труб, содержащем пилигримовые валки, каждый с ручьем уменьшающегося поперечного сечения, образующая развертки гребня которого на обжимной зоне составлена из нескольких участков, и уменьшающегося поперечного сечения ступенчатую оправку, каждая ступень которой имеет участок с образующей, параллельной ее оси, образующая гребня ручья валка в местах расположения оправки с параллельными образующими выполнена по прямой, составляющей с параллель" ными образующими оправки острые

910243 углы, и прямолинейные участки образующих гребня валка и оправки соединены кринолинейными участками н виде лежа>цих одна напротин другой параболы и гиперболы, чередующихся у валка к оправки. 5

Технологический инстру>лент обеспечивает при обжатии трубы периодическое кзменение типа поверхностной деформации. Если на первом участке снаружи воздействовал параболическкй профиль, а внутри — гиперболический, то на следующем участке снаружк начинает деФормировать гиперболкческий профиль на параболическом участке оправки. При этом на

35 промежуточных прямолинейных участках структура глеталла вообще не будет прора бат.:-н ать ся к блоки зерен будут талщ ться. Прямолинейные участки здесь выполняют роль компенсаторон однаткп нага характера деформации на предыдущем криволинейном участке, при этом снимаются избыточные растягинающке напряжения н поверхностных слоях трубы — внутри и снаружи.

Нлагадаря чередованию ткпон поверх- 25 наст кок девормацкк растяжения кристаллов iблакан,åðåí) металла у поверхностных слоев минимальны, чта обеспеч;лнает минимум растягинающих напряжений р исключая микратрещина Я образов 1HH > .

На. чертеже изображена схем= раз— нерткк очага деФормации с использованием предлагаемого инструмента.

1ехналагкческкй инструмент для 35 периодической прокатки труб содержит имеющие редуцирующую 1,обжимную 2 и калибрующую 3 зоны пилигримоные нал/ ки 4 с ручьем уменьшающегося поперечнога сечения и уменьшающегося попе- () речного сечения ступенчатую оправку 5. Образующая развертки гребня 6 ручья и оправки 5 на обжимной зоне 2 составлена из нескольких участкан (., (," ... E!,) .

Каждая ступень оправки 5 имеет участок (-g, Р4 ) c образующей, па—

Р раллельнай ее аси.

Образующая гребня 6 ручья валка н местах расположения оправки с параллельными образующими выполнена по прямой, составляющей с параллельными образующими оправки острые углы (d.> с()Прямолинейные участки (, 4 ) образующих гребня валка 4 и опранки 55

Б соединены криволинейными участками

I ф „r C>,() и виде лежащих одна напротив другой параболы и гиперболы, чередующихся у валка и оправки.

Оптимальным вариантам выполнения Я технологического инструмента является такое выполнение обжимной зоны

:при котором протяженность каждого последующего участка (например, 84 ) по отношению к предыдущему (например, ) возрастает в 1,2 — 6 раз.

Такое возрастание характерно как для двух прямолинейных участков (например, Рд: Рц — — 1,2 — 6, О), так и для двух участков с криволинейными поверхностями (например,fy . ВЛ вЂ”вЂ”

1, 2 — 6, О) . A угол наклона прямолинейных участков гребня 6 ручья к оси оправки 5 н этом же направлении уменьшается н 1,5 — 15,0 рээ (т. е.

: с =1,5-15,0) от одного к другому участку того же профиля.

Чередование типов образующих криволинейных участков выбирают следующим образом.

Если прокатывается талстостен— ная заготовка н тонкостенную трубу, то первый участок (Рл ) выполняют с параоолической образующей оправки 5 и с гиперболическим профилем — ручей; при этом последний участок должен иметь параболический профиль ручья и гиперболическую образующую оправки.

Такое сочетание обеспечивает низкий уровень растягивающих напряжений, не достигающих критического состояния, приводящего к образованию сетки микротрещин.

Если из тонкостенной заготовки прокатывается толстостенная труба, та на перном участке (В1) гиперболическая образующая оправки 5 должна сочетаться с параболическим профилем гребня ручья, что обеспечивает минимум остаточных растягинающих напряжений, а величина их не принодит к микратрещинам. Зато последний участок инструмента на длине обжимного участка (P6) должен сочетать параболическую образующую оправки и гиперболический профиль ручья.

Протяженность прямолинейных участкон на гребне валка эанисит от количества ступеней чередования с криволинейными участками, количество которых определяется суммарной деформацией трубы по диаметру.

Значительное количество чередующихся криволинейных и прямолинейных участков, как показывают исследования, целесообразны при прокатке труб из хрупких (или малапластичных) матеркаЛов и сплавов, на которые однотипный характер поверхностной деформации влияет отрицательно. Поэтому частота чередования одного профиля с другим создают наиболее оптимальные условия прокатки — при минимальйых поверхностных растягивающих напряжениях. Пластичные материалы прокатываются при более редкой частоте чередования криволинейных участков, а убывание угла наклона профиля гребня к оси оправки может быть более интенсивным, что, увеличивая деформацию, не приводит к критическому уровню растягквающих напряжений.

910243

Работа на предложенном инструменте осуществляется следующим образом.

Предварительно надетая на стержень (не показан) оправки 5 заготовка периодически подается на оправку, обжимается в зоне 1 редуцирования по диаметру, а затем начинает обжиматься по толщине стенки в обжимной зоне 2 на первом криволинейном участке длиной 0q, при этом поверхностные растягивающие напряжения возрастают до спределенного уровня, пока не попадают на прямолинейный участок 0д, где, резко меняя схему деформации, напряжения снижаются. На новом криволинейном участке (e ) происходит изменение характера деформации, в связи с переменой типа профиля (например, гиперболический профиль ручья заменен на параболический и наоборот по внутренней поверхности} . Рост растягивающих напряжений происходит с 20 заниженной интенсивностью, пока очаг вновь не изменяет тип внутренней деформации на наружный и т ° д. вплоть до зоны калибрования, где завершается калибрование трубы по диаметру . 25 и;толщине стенки.

Прокатки осуществляли на стане

ХПТ-55 по маршруту 57 х 8 25 х 1,5мм из стали 08Х18Н10Т. Эаявляемый инструмент состоял из трех криволи- о нейных участков и двух прямолинейных.

Первый криволинейный участок был выполнен с параболической образующей оправки (с порядком параболы

m = 3,5) и гиперболическим профилем ручья (с порядком гиперболы m=10,0).

На втором криволинейном участке оправка имела гиперболическую образующую (при m = — 10}, а ручей имел параболический профиль (при m = 3)

На третьем криволинейном участке ¹0 параболическая образующая оправки (при m = 2) сочеталась с гиперболическим профилем ручья (при m= — 6).

Ъ

Протяженность первого прямоли- №5 ,нейного участка z =70 мм, à 2tgo =

= 0,080. Протяженность второго участка 64 =70 мм, à 2tg d g= 0,015. Общая протяженность ручья 500 мм; эоны: редуцирования 20 мм, калибрования

80 мм, и обжимная 400 мм. Протяжен ность криволинейных участков составила: первого 60 мм, второго 100 мм и третьего 140 мм.

После термической обработки, травления, правки, торцовки наружного и внутреннего полирования трубы"прошли контроль на сплошность металла в поверхностном слое на ультразвуковом дефектоскопе (УЭД).

Таким образом, применение предложенного инструмента позволяет повысить качество поверхности за счет устранения микротрещин в поверхностном слое.

Формула изобретения

Технологический инструмент для периодической прокатки труб, содержащий пилигримовые валки, каждый с ручьем уменьшающегося поперечного сечения, образующая развертки гребня которого на обжимной зоне составлена из нескольких участков, и уменьшающегося поперечного сечения ступенчатую оправку, каждая ступень которой клеет участок с образующей, параллельной ее оси, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения качества поверхности труб, образующая гребня ручья валка в местах расположения оправки с параллельными образующими выполнена по прямой, составляющей с параллельными образующими оправки острые углы, и прямолинейные участки образующих гребня валка и оправки соединены криволинейными участками в виде лежащих одна напротив другой параболы и гиперболы, чередующихся у валка и оправки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2685690/22-02, кл. В 21 В 21/00, 20.11.78.

2 ° Авторское свидетельство СССР

Р 694233 кл. В 21 В 21/00, 1979 (прототип) .

910243

Составитель Н.Ларина

Редактор С.Титова Техред M.Ãåðãåëb Корректор М.Демчик ф

Заказ 957/6 Тираж 842 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР но делам изобретений и открытий

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

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