Способ раскатки длинномерных гильз

 

Сова Советских

Социалистических

Республик

О П И С А Н И Е ()925450

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 14;07.80 (21) 2958062/22-02 (51) М.Кл. В 2)1 В 19/06 с присоединением заявки—

Государственный комитет (23) Приоритет—

I (43) Опубликовано 07.05.82. Бюллетень № 17 (53) УДК б21.774.353 (088.8) по делам изобретений и открытий (45) Дата опубликования описания 07.05.82 (72) Авторы изобретения

В. М. Друян, Г. А. Есаулов, Ю. А. Кондратьев, Г. Н. Кущинский и А. И. Яловой

1 =-(71) Заявитель Днепропетровский ордена Трудового Красного Зн Мейи металлургический институт

1 (54) СПОСОБ РАСКАТКИ ДЛИН НОМЕРНЫХ ГИЛЬЗ

Изобретение относится к производству горячекатаных труб на установках с трехвалковым раскатным станом.

Известен способ раскатки гильз, включающий деформацию в калибре, образованном валками с гребнями, развернутыми на угол подачи и раскатки f.l).

Получаемые трубы разрезают на мерные длины после извлечения оправки специальными устройствами, а это требует дополнительных затрат времени.

Кроме того, на таких установках нельзя прокатывать длинномерные гильзы и получать трубы с отношением D/$)12.

Известен также в трубопрокатном производстве способ прокатки, включающий подачу заготовки в валки, деформацию ее в трехвалковом калибре и разрезку по окончании прокатки специальным диском, закрепленным на пиноли fi2).

Применение этого способа не обеспечивает повышения производительности, так как разрезка происходит по. окончании прокатки и труба остается во вращающихся валках, препятствуя подаче следующей заготовки.

Кроме того, такой способ также не позволяет деформировать длинномерные гильзы.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ раскатки длинномерных гильз, включающий деформацию гильзы на длинной оправке в ряде калибров, образованных развернутыми на угол подачи и раскатки валками,,которые в одном из калибров имеют гребни 13).

Этот способ абеспечивает прокатку длинномерных гильз за счет деформации в нескольких калибрах в тонкостенные трубы с D/5 14 — 16. Недостатком такого способа является ограниченная производительность в связи с большими затратами времени на разрезку получаемых длинномерных труб на короткие заготовки, например, под волочение.

Целью изобретения является повышение производительности при получении корот20 ких труб путем совмещения процесса прокатки и разделения гильзы на мерные длины.

Поставленная цель достигается тем, что при осуществлении способа раскатки длин25 номерных гильз, включающего деформацию гильзы на длинной оправке в ряде калибров, образованных развернутыми на угол подачи и раскатки валками, которые в одном из калибров имеют гребни, согласно изобретению перед калибром с греб60

65 невыми валками на прокатываемую гильзу наносят кольцевые надрезы, оставляя перемычку толщиной 0,5 — 0,7 толщины стенки трубы.

Деформация гильзы гребневыми валками, развернутыми на положительный угол раскатки, характерна тем, что при прохождении обжимаемыми сечениями гильзы участка гребня происходит скачкообразный рост всех компонентов деформации — радиальной, поперечной и осевой.

На поперечное сечение гильзы при прохождении гребня воздействуют осевые растягиваю щие напряжения и напряжения кручения, которые созданы различными по величине и направлению скоростями на контактной поверхности гильзы. Причем напряжения кручения возрастают с увеличением угла раскатки, так как увеличивается радиус валка вдоль очага деформации, а следовательно, и величина окружной скорости на валке.

Напряжения растяжения в поперечных сечениях гильзы при прохождении,, гребня также возрастают с увеличением именно положительного угла раскатки. При наклоне валков на положительный угол раскатки осевая составляющая вектора скорости на валке возрастает (из-за увеличения радиуса валков в.направлении прокатки), что вызывает растягивающие осевые напряжения в сечении гильзы под гребнем, Поэтому в процессе деформации гильзы в калибре, образованном гребневыми валками, развернутыми на положительный угол раскатки, в ее сечениях под гребнем возникает благоприятная для разрушения схема напряжений: совместное действие напряжений кручения и растяжения. Чтобы произошло гарантированное отделение трубы (деформируемый металл за гребнем) от гильзы (деформируемый металл до гребня валка), в сечениях под гребнем необходимо выполйение условия: превышение воздействующих напряжений над сопротивлением сечения. Это условие обеспечивается тем, что сечение, подлежащее разделению, ослабляют путем, например, выдавливания поперечного паза. Причем толщина перемычки выбрана из условия минимума энергозатрат пластической деформации, например, выдавливания клиновидными дисковыми роликами и составляет (0,5 — 0,7)

S-,, где S... — толщина стенки готовой трубы.

При толщине перемычки менее 0,5 S, наблюдается торцовый заусенец и растут энергозатраты на получение надреза. Если толщина перемычки более 0,75 S,-. то не происходит гарантированного отделения трубы, На фиг. 1 представлена схема деформации гильзы в ряде калибров; на фиг. 2— раскатка гильзы валками с гребнем.

Зо

Способ раскатки длинномерных гильз в тонкостенные трубы заключается в деформации гильзы 1 на длинной оправке 2 в ряде калибров, образованных развернутыми на угол подачи и раскатки валками

3, один из которых образован валками с гребнем 4.

В процессе деформации перед калибром с гребневыми валками на прокатываемую гильзу наносят клиновыми дисковыми роликами 5 кольцевые надрезы.

Способ осуществляется следующим способом.

Длинномерную гильзу прокатывают на длинной оправке (в направлении стрелки

А) в ряде косовалковых калибров, образованных валками 3, где осуществляются основная деформация по стенке и соответственное удлинение гильзы. В последнем калибре гильзу деформируют гребневыми валками, развернутыми на положительный угол раскатки (фиг. 2). Перед этим калибром при прохождении сечения, подлежащего разделению, вылавливают на поверхности гильзы поперечный паз, например, клиновыми дисковыми роликами. При подходе перемычки к гребню валков на нее воздействуют напряжения кручения и растяжения, и по мере прохождения гребня интенсивность напряжений возрастает до максимума, что приводит к разрушению перемычки, т. е. отделению трубы от гильзы. Задний конвц тру бы, двигаясь с увеличивающейся скоростью (пропорциональной росту диаметров валка по ходу прокатки), увеличивает зазор б между задним торцом трубы и передним торцом гильзы, что исключает их соприкосновение и смятие торцов (фиг. 2).

Пример. Получение труб размером

110Х8 мм, длиной 4160 мм для последующего волочения на 150-тонном волочильном стане с применением предлагаемого способа раскатки.

В настоящее время для изготовления корпусов погружных насосов и электродвигателей, используемых в нефтяных скважинах, применяют волоченые трубы, имеющие высокую точность геометрических размеров по внутреннем у диаметру. Однако получить окончательный размер заготовок для волочения (размер 110X8) при раскатке на трехвалковом стане трудно из-за их высокой тонкостенности (DIS 13,8) и высокого расходного коэффициента (1,8).

Поэтому трубы с раскатного стана (размер 118Х10,0 мм) дважды проволакивают до получения готового размера 103Х5,5 мм.

Существующая технология получения мерных труб для погружных насосов характеризуется большими потерями металла на обрезь, очень трудоемка, что в целом предопределяет высокую стоимость готовой продукции (свыше 1500 р уб. за 1 т).

925450

Формула изобретения фиг. 1

Составитель А. Гончарук

Техргд А. Камышникова

Корректор С. Файн

Редактор 3. Бородкина

Заказ 447/413 Изд; № 144 Тираж 842 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»

Согласно изобретению этот же размер труб (110X8 мм) для последующего волочения получают следующим образом.

Заготовку диаметром 240 мм и длиной

2,38 м нагревают в печи до 1200 С, после чего прошивают на косовалковом стане в гильзу размером 234Х70 мм. Исходную гильзу длиной 5,04 м (вытяжка при прошивке p,=1,25) раскатывают в четырех обжимных калибрах непрерывного косовалкового стана (обеспечивая вследствие многократной деформации получение тонкостенных труб с О/8 14 — 16) с общей вытяжкой рр„, 14, получая десять труб размером

110Х8 мм, длиной по 4,160 м каждая. Обрезь с переднего и заднего концов составляет 310 и 250 мм соответственно, что определяет низкий расходный коэффициент металла при раскатке (для рассматриваемого случая 0,8%).

Ожидаемый годовой экономический эффект за счет повышения производительности при прокатке заготовки для последующего волочения (размер 110Х8 мм) составляет 1,05 млн. руб. в год.

Таким образом, применение предложенного способа поперечно-винтовой прокатки труб на непрерывном стане обеспечивает получение трызуб мерной длины с высокой производительностью.

Способ раскатки длинномерных гильз, включающий деформацию гильзы на длинной оправке в ряде калибров, образованных развернутыми на угол подачи и рас1О катки валками, которые в одном из калибров имеют гребни, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения производительности при получении коротких труб путем совмещения процесса прокатки и разделе15 ния гильзы на мерные длины, перед калибром с гребневыми валками на прокатываемую гильзу наносят кольцевые надрезы, оставляя перемычку толщиной 0,5 — 0,7 толщины стенки трубы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Данилов Ф. А. Горячая прокатка и прессование труб. М., Металлургия, 1972, 25 с. 344, 351, 363.

2. Авторское свидетельство СССР № 395127, кл. В 21 В 19/ОО, 1973.

3. Патент ФРГ № 1960328, кл. В 21 В

19/06, 1973.