:о х
со kj 1 Изобретение относитс к обработк металлов давлением, а именно к технологическому инструменту дл производства бесшовных труб винтовой прокаткой. Известен технслогический инструмент дл винтовой .раскатки труб на элонгаторе, включающий комплект вал ков, все валки которого имеют одина ковую калибровку, а именно: каждый валок составлен из направл ющего конуса, конуса захвата, вьтуклого гребн , осуществл ющего основную деформацию по стенке заготовки, цилиндрического раскатного участка, конуса осаживани и калибрующего цилиндрического участка ij Недостаток данного технологичесKord инструмента состоит в том, что при определенных параметрах прокатки (угол подачи, отношение ди аметрэ к толщине стенки трубы и т.д он не предотвращает по влени не обратимых концевых дефектов (раструбов ) на трубах. Это, в конечном счете, ограничивает производительность агрегата. Известен технологический инструмент дл винтовой прокатки труб, со держащий оправку, расположенные вокруг нее три валка, каждый из которых составлен из входного конуса, гребн , калибровочного участка и вы ходного конуса, причем на одном из валков выполнен кольцевой выступ шириной 0,01-0,03 длины бочки валка с поперечным сечением в виде сег мента окружности, радиус которой равен 0,1-0,4 высоты гребн , расположенный на входном конусе на рассто нии 0,05-0,25 длины бочки валка от основани гребн . Использование такого технологического инструмента позвол ет снизить поперечную деформацию , сократить концевые дефекты 2 . Недостаток указанного валка состоит в том, что при его использовании наличие выступа на входном конусе ухудшает услови захвата труб. Этот недостаток особенно ощутим при использовании инструмента в системе двух станов, так как в первом ст не прокатывают довольно толстостенные гильзы с отношением диаметра к толщине стенки пор дка 5-6,5. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому вл етс технологический мнструмент дл по72 перечно-винтовой прокатки, включающий два последовательно установленных трехвалковых комплекта косо расположенных гребневых валков и длинную оправку З . Известный инструмент позвол ет повысить точность труб и снизить разностенность , но производительность процесса при этом низка. Цель изобретени - повышение производительности процесса раскатки труб. Поставленна цель достигаетс тем, что в технологическом инструменте , содержащем два последовательно установленных трехвалковых комплекта косо расположенных гребневых валков и длинную оправку, на одном из валков первого комплекта за гребнем на рассто нии, составл ющем 0,020 ,06 длины бочки, выполнен кольцевой сегментньш выступ высотой, равной 0,15-0,30 высоты гребн . Образование первым комплектом валков на поверхности заготовки винтовой канавки позвол ет сократить суммарную длину контакта металла с валком во втором, что при прочих равных услови х в соответствии с законом наименьшего сопротивлени снижает величину поперечной деформации и, как следствие, сокращает концевые дефекты на готовых трубах и создает резерв повьт1ени скорости прокатки . На фиг. 1 представлен предлагаемьй инструмент, общий вид, разрез; на фиг. 2 - узел 1 на фиг. 1. Инструмент содержит первый трехвалковый комплект, состо щий из трех косо установленных валков, каждьй из которых имеет входной конус 1, гребень.2, калибровочный участок 3с кольцевым сегментным выступом 4на одном валке и выходной конус 5, и второй трехвалковьй комплект, валки- которого имеют входной редуцирующий конус 6, гребень 7, калибруюпщй конус 8 и выходной конус 9, и оправку 10. Вход ща в первый комплект заготовка деформируетс на оправке 10 валками и превращаетс в промежуточную заготовку с геликоидальной канавкой на внешней поверхности. От кольцевого сегментного выступа 4 на одном из валков глубина канавки составл ет 0,2-0,4 величины обжати по стенке заготовки вторым комплек3 том валков на той же длинной оправке , где канавка закатываетс , и труба выходит гладка . Наличие на поверхности промежуто ной заготовки винтовой канавки согфащает -общую длину контакта металла с валками второго комплекта вдол оси прокатки, что способствует боле интенсивному осевому течению деформируемого металла, сокращает попере ную деформацию и, как следствие сокращает концевые дефекты на трубах и создает возможность повысить скорость прокатки. Так как глубина канавки меньше величины обжати по стенке во втором комплекте, канавка закатываетс . При глубине канавки м нее 0,2 величины обжати по стенке заготовки вторым комплектом сокращение длины контакта невелико, так как канавка практически закатьшаетс во входном .редуцирующем конусе 6 второго комплекта и сокращени длины контакта в. зоне интенсивной деформации (на гребне 7) не происхо дит. При глубине канавки более 0,4 величины обжати по стенке заготовки во втором комплекте по вл етс веро тность разрыва стенки трубы под действием осевых раст гиваюпцгх напр жений, возникающих в зоне греб н . Параметры технологического инструмента выбраны из следующих соображений . Кольцевой выступ расположен именно на калибровочном участке 3, так как целесообразнее всего располагать его на выходе из очагов деформации, причем в той части калибровочного участка, где обжати по стенке уже не происходит. Эт позвол ет осуществл ть проц,есс накатки канавки с минимальными энергозатратами , так как длина участка обжати по стенке на калибровочном участке равна где 7о коэффициент осевой скорост D - диаметр трубы, мм; oi - угол подачи, то при реальных значени х величин, вход ощх в выражение (), 0,8-1 D(0,15-0,3) Dg, где Dg - диаметр валка; «d 5-10°, получаем (0,020 ,06)Dg, что при равенстве диаметра и бочки валка соответствует (0,02 7Л 0,06)L бочки. Полученна вtличинa вл етс оптимальной при выборе места расположени кольцевого выступа на одном из валков первого комплекта. Пример. Предлагаемый способ поперечно-винтовой прокатки труб опробован в услови х лабораторного трехвалкового раскатного стана 15-30 Основные параметры эксперимента: Диаметр валков по вершине гребн , мм 110 Материал трубСвинец Высота гребн , мм: в первой клети стана 3 во второй клети стана 2 Исходна заготовка ( диаметр х толщина стенки), мм30x8 Готова труба, мм 18л2 Число оборотов в первой и второй клет х , об/мин15 Варьируют высоту выступа на калибровочном участке одного из валков первого комплекта и рассто ние от вершины гребн до выступа. При этом фиксируют давление металла на валки в первом комплекте (давление Р на валок , имеющий выстуй на калибровочном участке). В результате исследовани установлено , что величины критического кинематического коэффициента G, равного произведению угла подачи на коэффициент осевой скорости, и f не коррелируютс и на величину G, при прочих равных услови х, вли ет только отношение глубины канавки к обжатию стенки hluh. Характер вли ни можно оценить по данным, приведенным в табл 1. Как следует из приведенных в табл. I данных, оптимальным вл етс отношение i/j, 0,2-0,4. При отношении , превьш1ающем 0,4, наблюдаетс разрыв трубы в зоне канавкиi при отношении .менее 0,2 повышение скорости прокатки незначительно по сравнению с прокаткой валками без выступа на калибровочном участке. В табл. 2 приведены данные о вли нии величины I на Р. Вли ние h на Р не анализируетс , так как здесь имеет место однозначна св зь: повьш1ение h увеличивает Р. Как следует из приведенных з табл. 2 данных, оптимальным вл етс отношение P:Dg 0,02-0,06. При отношении , меньшем 0,02 наступает резкое возрастание давлени , при отноПродолжение табл.2
f J J
1(0.02-0.
Фиг.2