Способ холодной пилигримовой прокатки труб

 

СПОСОБ ХОЛОДНОЙ ШШИГРИМОВОЙ nPOj(ATKH ТРУБ, включающий подачу порции металла заготовки в зев непрерывно вращающихся пилигримовых валков при принудительном перемещении заготовки с оправкой навстречу их вращению и деформирование валками заготовки на оправке принудительно перемещаемых в направлении вращения валков, линейная скорость крторых согласована в период деформирования со скоростью перемещения оправки и заготовки, отличающийся тем, что, с целью снижения динамических нагрузок возвратно-поступательно движущихся масс и тем самым обеспечения возможности повышения скорости прокатки, изменяют по синусоидальному закону линейные.скорости валков во время деформирования и заготовки с .оправкой, перемещаемых в обоих направлениях за одинаковые промежутки времени .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

РЕСПИГИ Н ае (и) .

А1 (51)5 В 21 В 21/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ П1НТ СССР

1 (21) 3264426./02 . (22) 26 ° 1 2 ° 80 (46) 15.07.91. Бюл. Р 26 (71) Иосковский институт стали и сплавов (72) П.И.Полухин, И.Н.Потапов, P.Ï.Äæàâàõÿí, Г.Д. Стыркин, . А.Д.Нейх-Али (53) 621.774.36.002.52(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 498979, кл. В 21 В 21/00, 1971.

Патент СНА У 4184352, кл.72-208, 1980. (54) (57) СПОСОБ ХОЛОДНОЙ ПИЛИГРИИОВОЙ ПРЩ(АТКИ ТРУБ, включающий подачу порции металла заготовки в зев непрерывно вращающихся пилигримовых валков при принудительном перемещеИзобретение относится к прокатному производству, в частности к способам холодной .прокатки труб на пилигримовом стане с неподвижной рабочей клетью.

Известен способ горячей пилигримовой прокатки труб, содержащий подачу

;порции заготовки в зев непрерывно вращающихся с переменной скоростью валков при перемещении гильзы и дорна навстречу направлению вращения валков, деформирование ее на дорне, причем при деформировании заготовки начальным участком валков скорость их вращения уменьшают до средней скорости неравномерного вращения валков.

При реализации известного способа перемещение заготовки и дорна в про2 нии заготовки с оправкой навстречу их вращению и деформирование валками заготовки на оправке принудительно перемещаемых в направлении вращения валков, линейная скорость которых согласована в период деформирования со скоростью перемещения оправки и заготовки, о т л н ч а ю шийся

-тем, что, с целью снижения динамических нагрузок возвратно-поступательно движущихся масс и тем самым обеспечения возможности повьппения скорости прокатки, изменяют по синусоидальному закону линейные. скорости валков во время деформирования и заготовки с оправкой, перемещаемых в обоих направ- I лениях за одинаковые промежутки времени. цессе деформирования осуществляется . посредством воздействия на заготовку валков пильгерстана, в процессе перемещения навстречу вращения валков— подающим аппаратом.

Йедостаток этого способа заклю.. чается в отсутствии принудительного перемещения заготовки с дорном в процессе деформирования, в результате его захват заготовки пилигримовыми валками. происходит не на согласованных с перемещением заготовки с оправкой скоростях, что приводит к возникновению значительных динамических нагрузок в приводе стана.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ холодной пилигримовой прокатки труб, включающий подчу порции металла за936533 готовки в зев с непрерывным вращением пилигримовых валков при принудительном перемещении заготовки с оправкой навстречу их вращению и де5 формирование валками заготовки на оправке принудительно перемещаемых в направлении вращения валков, линейная скорость которых согласована в период деформирования со скоростью перемещения оправки и заготовки.

Динамику этого способа оценивают по величине знакопеременных сил инерции, возникающих в процессе возвратно-поступательного движения заготовки с оправкой (в направлении и навстречу вращения валков) и механизмов, обеспечивающих их удержание, которые находятся в прямой зависимости от ускорения поступательно движущихся масс.

При возвратно-поступательном движении имеются две так называемые

"мертвые точки" в начале и конце перемещения, скорость поступательного 25 движения в которых равна нулю. Чтобы . согласовать скорость перемещения заготовки и оправки с линейной скоростью рабочих валков, необходимо в начале прямого хода (перемещение в направлении вращения валков) осуществить разгон заготовки и оправки, а чтобы остановить заготовку и оправку вконце этого хода, необходимо затормозить их. Разгон и торможение заготовки с оправкой производят.ся и в процессе обратного перемещения. В этом способе пилигримовой прокатки труб деформирование заготовки на оправке осуществляют половиной 40 или более ручья равномерно вращающихся валков, поэтому прямой ход, когда валки взаимодействуют с поверхностью деформируемой заготовки, занимает по: времен половину и более ц а про- 45 ,катки. Разгон и торможение заготовки с оправкой в течение прямого хода осуществляют за время прохождения в очаге деформации холостых участков валков, поэтому время прямого

50 хода в известном способе составляет примерно 2/3 цикла, а время обратного хода (перемещение заготовки с оправ.кой в направлении напротив вращения валков) — 1/3 цикла.

При равномерном вращении валков скорость перемещения подвижных масс в процессе деформирования заготовки почти постоянна, если не учитывать изменение катающего радиуса переменного ручья валков, и ускорение равно нулю. Знакопеременные ускорения в течение прямого хода возникают только во гремя разгона и торможения заготовки с оправкой и незначительны по абсолютной величине.

Однако в течение обратного хода, когда .за промежуток времени, составляющий 1/3 цикла, необходимо осуществить такое же перемещение подвижных масс, как и в течение времени прямого хода — 2/3 цикла, средняя скорость неравномерного перемещения подвижных масс возрастает в два раза по сравнению со скоростью их перемещения в течение прямого хода. Перемещение заготовки с оправкой представляет собой в течение обратного хода резко ускоренное движение подвижных масс до середины хода и резко замедленное движение подвижных масс в. конце хода и сопровождается возникновением значительных по абсолютной величине знакопеременных ускорений.

Поэтому возвратно-поступательное движение заготовки с оправкой имеет в известном способе безынерционный характер в течение прямого хода и ярко выраженный динамический характер — в течение обратного хода.

Возникающие в процессе пилигри- ° мовой прокатки знакопеременные нагрузки возвратно-поступательно движущихся масс в конечном счете сдерживают возможность повышения скорости прокатки.

Целью изобретения является снижение динамических нагрузок возвратно-поступательно движущихся масс и тем самым обеспечение возможности повышения скорости прокатки.

Цель достигается тем, что в способе холодной пилигримовой прокатки труб, включающем подачу порции металла заготовки в зев непрерывно вращающихся пилигримовых валков при принудительном перемещении заготовки с оправкой в направлении навстречу их вращению и деформирование валками. заготовии на оправке принудительно перемещаемых в направлении вращения валков, изменяют по синусоидальному закону линейные скорости валков во время деформации и заготовки с оправкой,,перемещаемых s обоих направлениях за одинаковые промежутки времени.

55

5 936

Перемещение заготовки с оправкой в направлении вращения валков и навстречу им за равные промежутки времени с изменяющейся по синусоидал -.— ному закону скоростью в процессе

Всаждого хода обеспечивает плавно ускоренное от начала до середины хода и плавноэамедленное от середины до конца хода перемещения. Синусоидальный характер изменения скорости возвратно-поступательного движения подвижйых масс предопределяет изменение их ускорения по косинусоидальному закону .и, .естественно, приводит к резкому снижению и выравниванию его экстремальных, значений, а следовательно, к уменьшению динамических нагрузок при возвратно-поступательно движунихся массах, что позволяет увеличить число ходов перемещений и тем самым скорость прокатки.

На фиг. 1 представлена схема осуществления способа, соответствующая взаимному расположению валков и заготовки с оправкой в момент начала их перемещения в направлении вращения валков (прямой рабочий ход); на фиг. 2 — то же, в момент начала перемещения заготовки с оправкой в направлении навстречу вращения валков (начало обратного хода); на фиг. 3 вЂ, график изменения скоростей и ускорений подвижных масс и валков

Предложенный способ состоит в том,что заготовку 1 порциями,равными величине подачи m периодически подают в пилигримовые валки 2, каждый из которых имеет ручей с холостыми зевами подачи и поворота АБВГ и рабочим участком АГ переменного поперечного сечения. Рабочим участком валков производят деформирование каждой порции металла заготовки на оправке 3 при принудительном перемещении заготовки с оправкой в направлении враще.ния валков (прямой ход) и при принудительном перемещении оправки с заготовкой навстречу вращению валков (обратный ход) осуществляют подачу заготовки в зев валков. Прямой и об .. ратный ход перемещения заготовки с оправкой соответствует циклу прокатки °

Началу перемещения заготовки 1 и оправки 3 навстречу вращению валков 2, т.е. обратный ход возвратнопоступательного перемещения, соответствуе г их взаимное расположение, показанное на фиг. 1, Обратный ход

I возвратно-поступательного двийения заготовки 1 с оправкой 3 осуществляют за промежуток времени, равный поS ловине цикла прокатки, с изменением .скорости их перемещения по синусоидальному закону Чп (см.фиг ° 3). 3а вре" мя прохождения в очаге деформации участков ВБ холостых зевов валков производится перемещение заготовки и оправки из левой "мертвой точки" в правую "мертвую точку" (си.фиг.1 и 2) с дополнительным продвижением заготовки 1. относительно оправки 3 на величину л T ° å ° c Одновременной подачей порции заготовки в зев непрерывно вращающихся валков.

За промежуток времени прохождения в очаге деформации участков БА холостых зевов валков (см.фиг.3) производится разгон поступательно подвиж» ных масс от скорости в правой "мертвой точке", равной нулю, до скорости, соответствующей началу рабочего хода, т.е. до скорости захвата и начала дефор.- мирования заготовки на оправке рабочими участками непрерывно вращающихся валков.

Деформирование заготовки на оправ30 ке производится рабочими участками валков при принудительном перемещении заготовки с оправкой в направлении вращения валков (прямой ход) за вре- . мя прохожпения в очаге деформации участков AI" валков, причем линейная скорость валков во время деформирования согласована со скоростью перемещения заготовки с оправкой (участок

АГ, фиг. 3).

За промежуток времени прохождения

40 в очаге деформации участков ГВ хопос» тых зевов валков 2 осуществляется торможение поступательно движущихся м сс от скорости, соответствующей концу рабочего хода, т.е. концу

45 деформирования заготовки 1 на оправке 3 непрерывно вращающимися валками 2, до скорости поступательного перемещения в левой "мертвой точке", равной нулю. Торможение подвижных

50 масс начинается в точке Г и заканчи-. вается в точке В графиков Vz + и V (фиг. 3).

Прямой ход возвратно-поступательного движения заготовки 1 и оправки 3, состоящий из рассмотренных вьпне этапов перемещения, осуществляют за промежуток времени, равный половине цикла прокатки, с изменением скорости

936533 где а—

Яускорение массы ш; угловая скорость вращения кривошипа; ц и — что при n - =120 об/мин

30 составляет

3 14 120 2 06 -l . число двойных ходов; радиус кривошипа, R = 1/2S =

1/2 0,3 = О, 15 м, где S— величина перемещения заготовки их перемещения по синусоидальному закону (см.фнг. 3).

При реализации предлагаемого способа прокатки возвратно-поступатель5 ное движение заготовки и оправки осуществляют синусным кривошипно-шатунным механизмом, изменение скорости заготовки с оправкой происходит по закону. синуса, а их ускорения -.по закону косинуса. Ускорение заготовки ! и оправки определяется по формуле . 2. а =Я Rcos+ (— угол поворота кривошипа, () =

180 при нахождении массы

m в рассматриваемой "мертвой точке".

При принятых 120 двойных ходах заготовки с.оправкой, ускорение составляет а = (12 56 с ).0 15 мх

r,cos 180 =-23,81 м/с против известя ного — 42,85 м/с, а сила инерции

F„= à m = -23,81 м/с 97 кгс /м =

= 2309,6 кг против известного—

4151,6 кг.

Предлагаемый способ снижает ускорение и силы инерции возвратно-поступательно движущихся масс (заготовки, оправки и механизмов, обеспечивающих их удержание) почти в два раза, что дает возможность увеличить число двойных ходов в минуту заготовки и оправки, а следовательно, и скорость прокатки.

Ожидаемый экономический эффект при внедрении предлагаемого изобретения в сравнении с базовым объектомпрототипом составит около 1,2 млн.руб.

936533

Корректор А. Обручар

Техред Д.{)лийнык

Редактор О. Яркова

Заказ 3051 .Тираж 334 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издагельский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина, 101