Технологический инструмент для продольной прокатки труб

 

Соизз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ 973199

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕTHlbCTBV (6I ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 15. 05. 81 (2! ) 3289298/22-02 с присоединением заявки М (23 ) П р нори тет (51)М. Кд.

В 21 В 17/02

В 21 В 27/02

Государственный комитет

СССР ае делам изобретений н открытий

Опубликовано 15.11.82. Бюллетень М 42

Дата опубликования описания 15. 11. 82 (53) УДК 621 771. .074(088.8) А. Н. Кириченко, В. И. Клочко, И. Ф. Хайдуков, А. П. Ожаков, M. Б. Биск, B П. Перов, Г. +l&

E и Э. А. Дервоед (1

Ф

Уральский научно-исследовательский инсти ут трубной промышленности (72) Авторы изобретения ирощ ч

, г: (71) Заявитель (54) ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТРУМЕНТ

ДЛЯ ПРОДОЛЬНОЙ ПРОКАТКИ ТРУБ

Изобретение относится к трубопрокатному производству и, в частности, к производству труб в станах продольной прокатки.

Известен в трубопрокатном производстве ручьевой валок, используемый в чередующихся горизонтальных и вертикальных двухвалковых клетях, профиль ручья которого выполнен по кривой Ламе 1 1).

Он обеспечивает сравнительно равномерную радиальную и тангенциальную деформацию трубы. Однако построение профиля калибра, изготовление контрольного инструмента (по зависимости

Ламе) вызывает известные трудности.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является технологический инструмент для продольно ной прокатки труб, содержащий последовательно расположенные с чередованием плоскостей разъема черновые и предчистовые калибры, уменьшающегося

2 поперечного сечения и образованные ручьями, каждый из которых имеет центральную дугу постоянного радиуса с центром на оси симметрии ручья и сопряженные с ней радиусные выпуски, выполненные радиусами, равными радиусу центральной дуги, с центрами, лежащими на прямых, проходящих через центр калибра и его разъем, и чистовые калибры (2).

Недостатком известного инструмента, несмотря на равномерное распределение радиальных и тангенциальных деформаций, является то, что в выпусках калибров, описанных радиусами, превышающими радиус калибра, происходит прямая осадка стенки трубы, которая в сочетании с накладывающимися тангенциальными усилиями от вращения валков дает утолщение стенки трубы, превышающее номинальное, а выполненная по дуге большего радиуса, чем радиус калибра, центральная часть не обеспечивает ус973199

1Е

3 тойчивость трубы в калибре данной формы.

Цель изобретения - снижение поперечной разностенности труб.

Поставленная цель достигается тем, что в инструменте, содержащем последовательно расположенные с чередованием плоскостей разъема черновые и предчистовые калибры, уменьшающегося поперечного сечения и образованные ручьями, каждый иэ которых имеет центральную дугу постоянного радиуса с центром на оси симметрии ручья и сопряженные с ней радиусные выпуски, выполненные радиусами, равными радиусу центральной дуги, с центрами, лежащими на прямых, проходящих через центр калибра и его разъем, и чистовые калибры, центры радиусов центральных дуг каждого ручья черновых и предчистовых калибров смещены от центра этого калибра к .дуге на величину, составляющую половину разницы высот этого и чистового калибров, а центры ради4

По осям, соответствующим вершинам калибра, откладывается величина смещения центра радиуса центральной дуги, определяемая из выражения а=

=0,5(Н;-Н„), и иэ него проводится радиусом r, равным 0,5H, участок цент3 ральной дуги калибра, по оси разъема калибра или по прямой, соединяющей центр калибра и разъем, откладывают величину смещения центра радиусного выпуска иэ выражения b=0,5(В„.-В -) и проводится дуга радиусного выпуска тем же радиусом r=0,5H . Значения Н„, В, Н„. и В1. рассчитываются с учетом

1 размеров исходной заготовки и готовой трубы и означают соответственно высоту и ширину рассчитываемого калибра и чистового.

Центральную дугу и дуги радиусных выпусков калибров сопрягают радиусом о, величина которого определяется иэ условий устойчивости поперечного сечения трубы и ограничивается выражением усов выпусков смещены от центра калиб-2S ра к дуге на величину, составляющую половину разницы ширины этого калибра и чистового, и величина радиуса для всех калибров выбрана равной половине высоты чистового калибра, ЗО

Предложенный инструмент способствует получению в вершине и выпусках калибра профиля трубы, соответствующего профилю чистовых калибров, при этом область наиболее интенсивной де3S формации лежит в пределах катающего радиуса валков.

На фиг. 1 показан калибр, составленный двумя ручьями; на фиг. 2 — то же, тремя ручьями; на фиг. 3 - то же, о четырьмя ручьями; на фиг. 4 - схема деформации трубы, в известном двухручьевом калибре, на фиг. 5 — то же, в предложенном.

Все калибры предложенного техноло- <> гического инструмента образованы ручьями (двумя, тремя, четырьмя), каждый из- которых имеет центральную дугу 1, величина радиуса которой равна половине высоты чистового калибра, и постоянна для всех калибров, и сопряженные с ней радиусные выпуски 2, выполненные радиусами той же величины, что и радиус центральной дуги.

Профиль калибра чернового и предчистового предложенного технологического инструмента строится следующим образом.

Ð 0,25(H„.+„), Подобным образом строят все черно вые и предчистовые калибры предложенного технологического инструмента и размещают их последовательно с чередованием разъема. Для каждого калибра рассчитываются высота Н . и ширина

В„, из условия деформации в калибре меняется положение центров радиусов

r, но сами величины г сохраняются постоянными для всех рассчитываемых калибров.

В калибре предложенного технологического инструмента зона наиболее интенсивной деформации находится в области катающего радиуса валка. При неизменных радиусах вершины калибра и выпусков профиль трубы претерпевает знакопостоянный изгиб с осадкой, при этом стенка трубы испытывает как сжимающие, так и растягивающие напряжения, которые снижают утолщение стенки. Так как растягивающие напряжения от знакопостоянного изгиба распределены по наружной поверхности трубы, то они, в отличие от известных овальных калибровок, не оказывают никакого влияния на раскрытие дефектов внутренней поверхности.

Наряду с редукционным и калибровочным станами предложенный технологический инструмент может применяться и при оправочной прокатке труб, при этом за чистовой калибр принимается калибр

973199 клети, в котором происходит окончательное формирование стенки трубы на оправке. При оправочной прокатке труб предложенный технологический инструмент способствует снижению неравномер ности деформации стенки трубы, что ведет к повышению качества труб и снижению возможности дефектообразования.

Пример. Производят трубы размером 108 мм со стенкой 12-18 мм на 10

9-клетьевом калибровочном стане ТПА-140.

В этом случае суммарная деформация составляет 203, причем обжатия в первой клети 1,2i, в 2-6 клетях 3,5i, в седьмой.2,53, восьмой 0,8i. В девя- 1 той клети обжатия нет, а происходит выравнивание периметра трубы.

Заготовка после обкатной машины диаметром 136 мм прокатывается в первой клети, калибр которой имеет высоту ?О

Н„ =131,8 и ширину В, =136,9, дуги, образующие вершину калибра и радиусные выпуски имеют радиус, равный половине высоты чистового калибра 54,4 мм. При этом заготовке в вершине и выпусках 25 придается профиль чистового калибра.

Затем труба попадает во второй калибр, повернутый относительно первого на 90, который имеет высоту Н =126,2 мм и ширину 133.1, дуги, образующие вершину 30 калибра и радиусные выпуски, описаны тем же радиусом, что и в первом калибре 54,4 мм, при этом заготовка сохраняет в вершине и радиусных выпусках профиль чистового калибра. Вся дефор- з мация профиля трубы происходит в зоне катающего радиуса валка, в этом случае стенка трубы испытывает не только сжимающие, но и растягивающие напряжения, что снижает утолщение стенки ф трубы, особенно при прокатке толстостенных труб.

В последующих калибрах происходит аналогичная деформация трубы, а в восьмом и девятом калибрах, имеющих круглый профиль, трубе придают окончательные размеры.

По существующей технологии деформацию на калибровочном стане ведут в овальных калибрах, создающих значительную неравномерность деформации в трубе. При калибровке толстостенных труб за счет этого наводится дополнительная поперечная разностенность с образованием "квадрата" на внутренней поверхности. Кроме того, знакопеременные изгибы профиля трубы приводят к раскрытию плени разрывом на внутренней поверхности.

Предложенный технологический инструмент только от снижения разностенности и предотвращения образования

"квадрата" на внутренней поверхности труб дает экономический эффект не менее 100 тыс. рублей на одной трубопрокатной установке.

Формула изобретения

Технологический инструмент для продольной прокатки труб, содержащий последовательно расположенные с чередованием плоскостей разъема черновые и предчистовые калибры, уменьшающегося поперечного сечения и образованные ручьями, каждый из которых имеет центральную дугу постоянного радиуса с центром на оси симметрии ручья и сопряженные с ней радиусные выпуски, выполненные радиусами, равными радиусу центральной дуги, с центрами, лежащими на прямых, проходящих через центр калибра и его разъем, и чистовые калибры, отличающийся тем, что, с целью снижения поперечной разностенности труб, центры радиусов центральных дуг каждого ручья черновых и предчистсвых калибров смещены от центра этого калибра к дуге на величину, составляющую половину разницы высот этого и чистового калибров, а центры радиусов выпусков смещены от центра калибра к дуге на величину, составляющую половину разницы ширины этого калибра и чистового, и величина радиуса для всех калибров равна половине высоты чистового калибра. !

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 590025, кл. В 21 В 27/02, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке 11 2949843/22-02, кл. В 21 В 17/14, 1980.

973199 иятенсиднои рормации гпенси5нои рмации

Тираж 845 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, N-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 8576/8

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

Составитель Л. Иатурина

Редактор К. Волощук Техред А. Бабинец Корректор Г. Огар